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1、3 牛頓第二定律,第四章 牛頓運(yùn)動定律,內(nèi)容索引,,自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí),一、牛頓第二定律 1.內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成 、跟它的質(zhì)量成 ，加速度的方向跟作用力的方向 . 2.表達(dá)式F＝ ，其中力F為物體受到的 ，F(xiàn)的單位用 . 二、力的單位 1.力的國際單位：牛頓，簡稱 ，符號為 . 2.“牛頓”的定義：使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力叫做1 N，即1 N＝ .,正比,反比,相同,ma,合外力,牛頓(N),牛,N,1 kgm/s2,1.判斷下列說法的
2、正誤. (1)由F＝ma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比.( ) (2)公式F＝ma中，各量的單位可以任意選取.( ) (3)任何情況下，物體的加速度的方向始終與它所受的合外力方向一致. ( ) (4)物體的運(yùn)動方向一定與它所受合外力的方向一致.( ) (5)使質(zhì)量是1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力為1 N.( ) (6)公式F＝ma中，a實(shí)際上是作用于物體上每一個力所產(chǎn)生的加速度的矢量和.( ),答案,[即學(xué)即用],,,,√,√,√,答案,2.光滑桌面上有A、B兩個物體，已知mA＝2mB.當(dāng)用F＝10 N的水平力作用在A上時，能使A產(chǎn)生5 m/s2的加
3、速度，當(dāng)用2F的水平力作用在B上時，能使B產(chǎn)生的加速度為____m/s2.,20,重點(diǎn)探究,一、對牛頓第二定律的理解,[導(dǎo)學(xué)探究] (1)從牛頓第二定律可知，無論多么小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是，我們用力提一個很重的箱子，卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？,答案 不矛盾.因?yàn)榕ｎD第二定律中的力是指合外力.我們用力提一個放在地面上很重的箱子，沒有提動，箱子受到的合力F＝0，故箱子的加速度為零，箱子仍保持不動，所以上述現(xiàn)象與牛頓第二定律并沒有矛盾.,答案,(2)從勻速上升的氣球上掉下一個物體(不計(jì)空氣阻力)，物體離開氣球的瞬間，物體的加速度和速度情況如何？,答案 物體離開氣球瞬間
4、物體只受重力，加速度大小為g，方向豎直向下；速度方向向上，大小與氣球速度相同.,答案,[知識深化] 1.表達(dá)式F＝ma的理解 (1)單位統(tǒng)一：表達(dá)式中F、m、a三個物理量的單位都必須是國際單位. (2)F的含義：F是合力時，加速度a指的是合加速度，即物體的加速度；F是某個力時，加速度a是該力產(chǎn)生的加速度.,2.牛頓第二定律的五個性質(zhì),解析 雖然F＝ma，但m與a無關(guān)，因a是由m和F共同決定的，即a∝ 且a與F同時產(chǎn)生、同時消失、同時存在、同時改變；a與F的方向永遠(yuǎn)相同.綜上所述，A、B錯誤，C、D正確.,例1 (多選)下列對牛頓第二定律的理解正確的是 A.由F＝ma可知，m與a成反比 B.牛頓
5、第二定律說明當(dāng)物體有加速度時，物體才受到外力的作用 C.加速度的方向總跟合外力的方向一致 D.當(dāng)合外力停止作用時，加速度隨之消失,答案,解析,√,√,合外力、加速度、速度的關(guān)系 1.力與加速度為因果關(guān)系：力是因，加速度是果.只要物體所受的合外力不為零，就會產(chǎn)生加速度.加速度與合外力方向是相同的，大小與合外力成正比. 2.力與速度無因果關(guān)系：合外力方向與速度方向可以相同，可以相反，還可以有夾角.合外力方向與速度方向相同時，物體做加速運(yùn)動，相反時物體做減速運(yùn)動.,3.兩個加速度公式的區(qū)別 a＝ 是加速度的定義式，是比值定義法定義的物理量，a與v、Δv、Δt均無關(guān)；a＝ 是加速度的決定式，加速度由
6、其受到的合外力和質(zhì)量決定.,解析 水平面光滑，說明物體不受摩擦力作用，物體所受到的水平力即為其合外力.水平力逐漸減小，合外力也逐漸減小，由公式F＝ma可知：當(dāng)F逐漸減小時，a也逐漸減小，但速度逐漸增大.,針對訓(xùn)練 (多選)初始時靜止在光滑水平面上的物體，受到一個逐漸減小的方向不變的水平力的作用，則這個物體運(yùn)動情況為 A.速度不斷增大，但增大得越來越慢 B.加速度不斷增大，速度不斷減小 C.加速度不斷減小，速度不斷增大 D.加速度不變，速度先減小后增大,答案,解析,√,√,二、牛頓第二定律的簡單應(yīng)用,1.解題步驟 (1)確定研究對象. (2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動情況分析，作出受力和運(yùn)動的示意圖.
7、(3)求合力F或加速度a. (4)根據(jù)F＝ma列方程求解. 2.解題方法 (1)矢量合成法：若物體只受兩個力作用，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個力的合力，加速度的方向即物體所受合力的方向.,(2)正交分解法：當(dāng)物體受多個力作用時，常用正交分解法求物體所受的合外力. ①建立坐標(biāo)系時，通常選取加速度的方向作為某一坐標(biāo)軸的正方向(也就是不分解加速度)，將物體所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，F(xiàn)y＝0. ②特殊情況下，若物體的受力都在兩個互相垂直的方向上，也可將坐標(biāo)軸 建立在力的方向上，正交分解加速度a.根據(jù)牛頓第二定律 列方程求解.,答案 7.5 m/s2，方向水平向右 車廂可能水平向右做勻
8、加速直線運(yùn)動或水平向左做勻減速直線運(yùn)動,例2 如圖1所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37角，小球和車廂相對靜止，小球的質(zhì)量為1 kg，不計(jì)空氣阻力.(g取10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8),答案,解析,圖1,(1)求車廂運(yùn)動的加速度并說明車廂的運(yùn)動情況；,解析 解法一(矢量合成法) 小球和車廂相對靜止，它們的加速度相同.以小球?yàn)檠芯繉ο?，對小球進(jìn)行受力分析如圖甲所示，小球所受合力為F合＝mgtan 37. 由牛頓第二定律得小球的加速度為,加速度方向水平向右.車廂的加速度與小球相同，車廂做的是水平向右的勻加速直線運(yùn)動或水平向左的勻減速
9、直線運(yùn)動.,解法二(正交分解法) 建立直角坐標(biāo)系如圖乙所示，正交分解各力，根據(jù)牛頓第二定律列方程得 x方向：FTx＝ma y方向：FTy－mg＝0 即FTsin 37＝ma FTcos 37－mg＝0,加速度方向水平向右.車廂的加速度與小球相同，車廂做的是水平向右的勻加速直線運(yùn)動或水平向左的勻減速直線運(yùn)動.,(2)求懸線對小球的拉力大小.,答案 12.5 N,答案,解析 解法一(矢量合成法),解析,解法二(正交分解法) 由(1)中所列方程解得懸線對球的拉力大小為,例3 如圖2所示，質(zhì)量為4 kg的物體靜止于水平面上.現(xiàn)用大小為40 N、與水平方向夾角為37的斜向上的力拉物體，使物體沿水平面做勻
10、加速運(yùn)動(g取10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8). (1)若水平面光滑，物體的加速度是多大？,答案 8 m/s2,答案,解析 水平面光滑時，物體的受力情況如圖甲所示 由牛頓第二定律：Fcos 37＝ma1 ① 解得a1＝8 m/s2 ②,解析,圖2,(2)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體的加速度大小是多少？,答案 6 m/s2,答案,解析 水平面不光滑時，物體的受力情況如圖乙所示 水平方向上：Fcos 37－Ff＝ma2 ③ 豎直方向上：FN′＋Fsin 37＝mg ④ Ff＝μFN′ ⑤ 由③④⑤得：a2＝6 m/s2.,解析,達(dá)標(biāo)
11、檢測,1,2,3,4,1.(對牛頓第二定律的理解)(多選)下列關(guān)于牛頓第二定律的說法中正確的是 A.物體的加速度大小由物體的質(zhì)量和物體所受的合力大小決定，與物體的 速度無關(guān) B.物體的加速度方向只由它所受的合力方向決定，與速度方向無關(guān) C.物體所受的合力方向和加速度方向及速度方向總是相同的 D.一旦物體所受的合力為零，則運(yùn)動物體的加速度立即為零，其運(yùn)動也就 逐漸停止了,答案,解析,√,√,1,2,3,4,解析 根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度的大小由合力的大小和質(zhì)量決定，加速度的方向由合力的方向決定，二者方向一定相同，而加速度的大小和方向與物體的速度的大小和方向無關(guān)；根據(jù)牛頓第二定律的瞬時性
12、特征，合力一旦為零，則加速度立即為零，速度不發(fā)生變化，物體做勻速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A、B正確，選項(xiàng)C、D錯誤.,1,2,3,4,2.(對牛頓第二定律的理解)如圖3為第八屆珠海航展上中國空軍“八一”飛行表演隊(duì)駕駛“殲－10”戰(zhàn)機(jī)大仰角沿直線加速爬升的情景.則戰(zhàn)機(jī)在爬升過程中所受合力方向 A.豎直向上 B.與速度方向相同 C.與速度方向相反 D.與速度方向垂直,√,答案,圖3,1,2,3,4,3.(牛頓第二定律的簡單應(yīng)用)在行車過程中遇到緊急剎車，乘員可能會由于慣性而受到傷害，為此新交通法規(guī)定行車過程中必須系安全帶，某次急剎車過程中，由于安全帶作用，使質(zhì)量為60 kg的乘員在3 s內(nèi)速度由108 km
13、/h均勻降到0，此過程中安全帶對乘員的作用力大小約為 A.200 N B.400 N C.600 N D.800 N,√,答案,解析,1,2,3,4,4.(牛頓第二定律的簡單應(yīng)用)如圖4所示，質(zhì)量為1 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，物體受到大小為20 N、與水平方向成37角斜向右下的推力F作用時，沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動，求物體加速度的大小.(g取10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8),答案,解析,答案 5 m/s2,圖4,1,2,3,4,解析 取物體為研究對象，受力分析如圖所示，建立直角坐標(biāo)系. 在水平方向上：Fcos 37－Ff＝ma ① 在豎直方向上：FN＝mg＋Fsin 37 ② 又因?yàn)椋篎f＝μFN ③ 聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)得：a＝5 m/s2,
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