牛顿第二定律的理解.ppt
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1、1关于牛顿第二定律的理解关于牛顿第二定律的理解2.2.“瞬瞬瞬瞬时时时时性性性性”:物物物物体体体体的的的的加加加加速速速速度度度度a a与与与与物物物物体体体体所所所所受受受受合合合合外外外外力力力力F F的的的的瞬瞬瞬瞬时时时时一一一一一一一一对对对对应应应应关关关关系系系系。a a为为为为某某某某一一一一瞬瞬瞬瞬时时时时的的的的加加加加速速速速度度度度,F F即即即即为为为为该该该该时时时时刻物体所受的合力。刻物体所受的合力。刻物体所受的合力。刻物体所受的合力。3.3.“矢量性矢量性矢量性矢量性”:任一瞬时,:任一瞬时,:任一瞬时,:任一瞬时,a a的方向均与合外力方向相同,的方向均与合
2、外力方向相同,的方向均与合外力方向相同,的方向均与合外力方向相同,当合外力方向变化时,当合外力方向变化时,当合外力方向变化时,当合外力方向变化时,a a的方向同时变化,且任意时刻的方向同时变化,且任意时刻的方向同时变化,且任意时刻的方向同时变化,且任意时刻两者方向均保持一致。两者方向均保持一致。两者方向均保持一致。两者方向均保持一致。1.1.“同一性同一性同一性同一性”:合外力合外力合外力合外力F F、质量、质量、质量、质量mm、加速度、加速度、加速度、加速度a a三个物理三个物理三个物理三个物理量必须对应同一个物体或同一个系统;量必须对应同一个物体或同一个系统;量必须对应同一个物体或同一个系
3、统;量必须对应同一个物体或同一个系统;加速度加速度加速度加速度a a相对相对相对相对于同一个惯性系。于同一个惯性系。于同一个惯性系。于同一个惯性系。4.4.“独立性独立性独立性独立性”:当物体受到几个力的作用时,各力将独:当物体受到几个力的作用时,各力将独:当物体受到几个力的作用时,各力将独:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度的矢量和。速度是物体所受各力产生加速度的矢量和。速度
4、是物体所受各力产生加速度的矢量和。速度是物体所受各力产生加速度的矢量和。2应用牛顿运动定律解题的一般步骤应用牛顿运动定律解题的一般步骤1 1、审题、明确题意,清楚物理过程;、审题、明确题意,清楚物理过程;、审题、明确题意,清楚物理过程;、审题、明确题意,清楚物理过程;2 2、选择研究对象,可以是一个物体,也可以是几个、选择研究对象,可以是一个物体,也可以是几个、选择研究对象,可以是一个物体,也可以是几个、选择研究对象,可以是一个物体,也可以是几个物体组成的物体组;物体组成的物体组;物体组成的物体组;物体组成的物体组;3 3、运用隔离法对研究对象进行受力分析,画出受力、运用隔离法对研究对象进行受
5、力分析,画出受力、运用隔离法对研究对象进行受力分析,画出受力、运用隔离法对研究对象进行受力分析,画出受力的示意图;的示意图;的示意图;的示意图;4 4、建立坐标系,一般情况下可选择物体的初速度方、建立坐标系,一般情况下可选择物体的初速度方、建立坐标系,一般情况下可选择物体的初速度方、建立坐标系,一般情况下可选择物体的初速度方向或加速度方向为正方向。向或加速度方向为正方向。向或加速度方向为正方向。向或加速度方向为正方向。5 5、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条
6、件列方程;方程;方程;方程;6 6、解方程,对结果进行分析、检验或讨论。、解方程,对结果进行分析、检验或讨论。、解方程,对结果进行分析、检验或讨论。、解方程,对结果进行分析、检验或讨论。3问题问题问题问题1 1:必须弄清牛顿第二定律的同体性。:必须弄清牛顿第二定律的同体性。:必须弄清牛顿第二定律的同体性。:必须弄清牛顿第二定律的同体性。F Fmama中的中的中的中的F F、mm和和和和a a是同属于同一个研究对象是同属于同一个研究对象是同属于同一个研究对象是同属于同一个研究对象而言的,不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体而言的,不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体而言的,不能张冠李戴。研究对象
7、可以是一个物体而言的,不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体,也可以是两个或两个以上的物体组成的系统也可以是两个或两个以上的物体组成的系统也可以是两个或两个以上的物体组成的系统也可以是两个或两个以上的物体组成的系统.所以解所以解所以解所以解题时首先选好研究对象题时首先选好研究对象题时首先选好研究对象题时首先选好研究对象,然后把研究对象全过程的受然后把研究对象全过程的受然后把研究对象全过程的受然后把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。对同一个研究对象的合外力、质力情况都搞清楚。对同一个研究对象的合外力、质力情况都搞清楚。对同一个研究对象的合外力、质力情况都搞清楚。对同一个研究对象的合外力、质量、加速
8、度用牛顿第二定律列方程求解。量、加速度用牛顿第二定律列方程求解。量、加速度用牛顿第二定律列方程求解。量、加速度用牛顿第二定律列方程求解。41.1.一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊滑轮的两段绳都认为是竖
9、直的且不计摩擦。吊台的质量台的质量台的质量台的质量m=15kg,m=15kg,人的质量为人的质量为人的质量为人的质量为M=55kg,M=55kg,起动时起动时起动时起动时吊台向上的加速度是吊台向上的加速度是吊台向上的加速度是吊台向上的加速度是a=0.2m/sa=0.2m/s2 2,求这时人对吊求这时人对吊求这时人对吊求这时人对吊台的压力。台的压力。台的压力。台的压力。(g=9.8m/s(g=9.8m/s2 2)解:选人和吊台组成的系统为研究对象,由牛解:选人和吊台组成的系统为研究对象,由牛解:选人和吊台组成的系统为研究对象,由牛解:选人和吊台组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律有:顿第二定律有
10、:顿第二定律有:顿第二定律有:再选人为研究对象再选人为研究对象再选人为研究对象再选人为研究对象,由牛顿第二定律由牛顿第二定律由牛顿第二定律由牛顿第二定律由牛顿第三定律知由牛顿第三定律知由牛顿第三定律知由牛顿第三定律知,人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等等等等,方向相反方向相反方向相反方向相反,因此人对吊台的压力大小为因此人对吊台的压力大小为因此人对吊台的压力大小为因此人对吊台的压力大小为200N,200N,方向竖直向下。方向竖直向下。方向竖直向下。方向竖直向下。(m+M)gF
11、FaaFNMg52.2.用质量为用质量为用质量为用质量为mm、长度为、长度为、长度为、长度为L L的绳沿着光滑水平面拉动质量的绳沿着光滑水平面拉动质量的绳沿着光滑水平面拉动质量的绳沿着光滑水平面拉动质量为为为为MM的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为F,F,求:求:求:求:(1)(1)物体与绳的加速度;物体与绳的加速度;物体与绳的加速度;物体与绳的加速度;(2)(2)绳中各处张力的大小绳中各处张力的大小绳中各处张力的大小绳中各处张力的大小(假定绳假定绳假定绳假定绳的质量分布均匀,下垂度可
12、忽略不计。的质量分布均匀,下垂度可忽略不计。的质量分布均匀,下垂度可忽略不计。的质量分布均匀,下垂度可忽略不计。)解:解:解:解:(1)(1)以物体和绳整体为研究对以物体和绳整体为研究对以物体和绳整体为研究对以物体和绳整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得:象,根据牛顿第二定律可得:象,根据牛顿第二定律可得:象,根据牛顿第二定律可得:FmM(2)(2)以物体和靠近物体以物体和靠近物体以物体和靠近物体以物体和靠近物体x x长的绳为研究对象,根据牛顿第二定律长的绳为研究对象,根据牛顿第二定律长的绳为研究对象,根据牛顿第二定律长的绳为研究对象,根据牛顿第二定律可得:可得:可得:可得:FxmxM灵活选择
13、研究对象,整体法和隔离法相结合解决连接体问题灵活选择研究对象,整体法和隔离法相结合解决连接体问题。63.3.如图所示,在托盘测力计上放一个重量为如图所示,在托盘测力计上放一个重量为如图所示,在托盘测力计上放一个重量为如图所示,在托盘测力计上放一个重量为5N5N的斜木的斜木的斜木的斜木块,斜木块的斜面倾角为块,斜木块的斜面倾角为块,斜木块的斜面倾角为块,斜木块的斜面倾角为37370 0,现将一个重量为现将一个重量为现将一个重量为现将一个重量为5N5N的小铁的小铁的小铁的小铁块无摩擦地从斜面滑下,在小铁块下滑的过程中,测力块无摩擦地从斜面滑下,在小铁块下滑的过程中,测力块无摩擦地从斜面滑下,在小铁
14、块下滑的过程中,测力块无摩擦地从斜面滑下,在小铁块下滑的过程中,测力计的示数为(计的示数为(计的示数为(计的示数为(g=10m/sg=10m/s2 2)()()()()A.8.2N B.7N C.7.4N D.10NA.8.2N B.7N C.7.4N D.10NA370gsin370axay解解解解1 1:隔离法(略)。:隔离法(略)。:隔离法(略)。:隔离法(略)。解解解解2 2:整体法用牛顿第二定律的分量:整体法用牛顿第二定律的分量:整体法用牛顿第二定律的分量:整体法用牛顿第二定律的分量式求解。式求解。式求解。式求解。解解解解3 3:整体法用超重失重观点求解。斜木块和小铁块组成的系:整体
15、法用超重失重观点求解。斜木块和小铁块组成的系:整体法用超重失重观点求解。斜木块和小铁块组成的系:整体法用超重失重观点求解。斜木块和小铁块组成的系统,小铁块失重统,小铁块失重统,小铁块失重统,小铁块失重GsinGsin2 237370 0=1.8N=1.8N,故测力计的示数为,故测力计的示数为,故测力计的示数为,故测力计的示数为10N-10N-1.8N=8.2N1.8N=8.2N7大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点8问题问题问题问题2 2:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。:
16、必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果力的瞬时作用效果力的瞬时作用效果力的瞬时作用效果产生加速度。物体在某一时刻加速产生加速度。物体在某一时刻加速产生加速度。物体在某一时刻加速产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外度
17、的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力不变力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力不变力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力不变力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力不变时时时时,物体的加速度也保持不变物体的加速度也保持不变物体的加速度也保持不变物体的加速度也保持不变,物体做匀变速运动物体做匀变速运动物体做匀变速运动物体做匀变速运动;当物体当物体当物体当物体所受的合外力所受的合外力所受的合外力所受的合外力(包括大小和方向包括大小和方向包括大小和方向包括大小和方向)发生变化时,它的加速发生变化时,它的加速发生变化时,它的加速发生
18、变化时,它的加速度随即也要发生变化,物体做非匀变速运动度随即也要发生变化,物体做非匀变速运动度随即也要发生变化,物体做非匀变速运动度随即也要发生变化,物体做非匀变速运动.此时此时此时此时F=maF=ma对运动过程的每一瞬间成立,且瞬时力决定瞬时加速度,对运动过程的每一瞬间成立,且瞬时力决定瞬时加速度,对运动过程的每一瞬间成立,且瞬时力决定瞬时加速度,对运动过程的每一瞬间成立,且瞬时力决定瞬时加速度,可见,确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力。可见,确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力。可见,确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力。可见,确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力。9A1
19、.1.小球小球小球小球A A、B B的质量分别为的质量分别为的质量分别为的质量分别为mm和和和和2m2m,用轻弹簧相连,然后用细,用轻弹簧相连,然后用细,用轻弹簧相连,然后用细,用轻弹簧相连,然后用细线悬挂而静线悬挂而静线悬挂而静线悬挂而静 止,如图所示,在止,如图所示,在止,如图所示,在止,如图所示,在烧断细线的瞬间,烧断细线的瞬间,烧断细线的瞬间,烧断细线的瞬间,A A、B B的加速的加速的加速的加速度各是多少?度各是多少?度各是多少?度各是多少?ABTmgBkx2mgkx解:烧断细绳前,解:烧断细绳前,解:烧断细绳前,解:烧断细绳前,A A、B B球受力分析如球受力分析如球受力分析如球受
20、力分析如图所示烧断细绳瞬间,绳上张力立即图所示烧断细绳瞬间,绳上张力立即图所示烧断细绳瞬间,绳上张力立即图所示烧断细绳瞬间,绳上张力立即消失,而弹簧弹力不能突变根据牛顿消失,而弹簧弹力不能突变根据牛顿消失,而弹簧弹力不能突变根据牛顿消失,而弹簧弹力不能突变根据牛顿第二定律有第二定律有第二定律有第二定律有明确“轻绳”和“轻弹簧”两个理想物理模型的区别102.2.竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原处,竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原处,竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原处,竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原处,假设整个运动过程中,子弹受到的阻力与速度的大小成假设整个运动过
21、程中,子弹受到的阻力与速度的大小成假设整个运动过程中,子弹受到的阻力与速度的大小成假设整个运动过程中,子弹受到的阻力与速度的大小成正比,则整个过程中,加速度的变化是正比,则整个过程中,加速度的变化是正比,则整个过程中,加速度的变化是正比,则整个过程中,加速度的变化是()A.A.始终变小始终变小始终变小始终变小 B.B.始终变大始终变大始终变大始终变大 C.C.先变小,后变大先变小,后变大先变小,后变大先变小,后变大 D.D.先变大,后变小先变大,后变小先变大,后变小先变大,后变小 Amgfa1mgfa2加速度与合外力瞬时一一对应。113.3.匀速上升的升降机顶部有一轻质弹簧匀速上升的升降机顶部
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