高考物理总复习主题二相互作用与运动定律2.2.3牛顿第二定律市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT.pptx

课前自主梳理,课堂互动探究,课时达标训练,2.2.3,牛顿第二定律,1/41,一、牛顿第二定律,1.,内容：,物体加速度大小跟它受到作用力成,_,，跟它质量成,_,，加速度方向跟作用力方向,_,。,2.,表示式：,F,_,，,k,是百分比系数，,F,是物体所受,_,。,正比,反比,相同,kma,协力,2/41,思索判断,(1),由牛顿第二定律知，合外力大物体加速度一定大。,(,),(2),牛顿第二定律说明了质量大物体其加速度一定小。,(,),(3),任何情况下，物体加速度方向一直与它所受合外力方向一致。,(,),3/41,二、力单位,1.,国际单位,：,_,，符号是,N,。,2.,1 N,物理意义：,使质量为,1 kg,物体产生,1 m/s,2,加速度力，称为,1 N,，即,1 N,_,。,3.,百分比系数,k,意义：,k,数值由,F,、,m,、,a,三个物理量单位共同决定，若三量都取国际单位，则,k,1,，所以牛顿第二定律表示式可写作,F,_,。,牛顿,1 kgm/s,2,ma,4/41,思索判断,(1),百分比式,F,kma,中,k,一定为,1,。,(,),(2),百分比式,F,kma,中,k,能够是其它常数。,(,),(3),在国际单位制中,k,才等于,1,。,(,),(4),两单位,N/kg,和,m/s,2,是等价。,(,),5/41,对牛顿第二定律了解,关键点归纳,1.,表示式,F,ma,了解,(1),单位统一：表示式中,F,、,m,、,a,三个物理量单位都必须是国际单位。,(2),F,含义：,F,是协力时，加速度,a,指是合加速度，即物体加速度；,F,是某个力时，加速度,a,是该力产生加速度。,6/41,2.,牛顿第二定律六个性质,性质,了解,因果性,力是产生加速度原因，只要物体所受协力不为0，物体就含有加速度,矢量性,Fma是一个矢量式。物体加速度方向由它受协力方向决定，且总与协力方向相同,瞬时性,加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时改变，同时消失,同体性,Fma中F、m、a都是对同一物体而言,独立性,作用在物体上每一个力都产生加速度，物体实际加速度是这些加速度矢量和,相对性,物体加速度是相对于惯性参系而言，即牛顿第二定律只适适用于惯性参考系,7/41,3.,两个加速度公式区分,8/41,精典示例,例,1,(,多项选择,),对牛顿第二定律了解正确是,(,),A.,由,F,ma,可知，,F,与,a,成正比，,m,与,a,成反比,B.,牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力作用,C.,加速度方向总跟合外力方向一致,D.,当外力停顿作用时，加速度随之消失,9/41,答案,CD,10/41,方法总结,正确了解牛顿第二定律,11/41,针对训练,1,由牛顿第二定律,F,ma,可知，不论怎样小力都可能使物体产生加速度，可是当用很小力去推很重桌子时，却推不动，这是因为,(,),A.,牛顿第二定律不适合用于静止物体,B.,桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛观察不到,C.,推力小于桌子所受到静摩擦力，加速度为负值,D.,桌子所受协力为零，加速度为零,答案,D,12/41,对牛顿第二定律应用,关键点归纳,1.,应用牛顿第二定律解题步骤,13/41,2.,两种求加速度方法,14/41,精典示例,例,2,如图,1,所表示，沿水平方向做匀变速直线运动车厢中，悬挂小球悬线偏离竖直方向夹角,37,，小球和车厢相对静止，小球质量为,1 kg(sin 37,0.6,，,cos 37,0.8,，,g,取,10 m/s,2,),。求：,(1),车厢运动加速度并说明车厢运动情况；,(2),悬线对小球拉力大小。,思绪点拨,(1),小球运动加速度方向是水平向右，协力与加速度方向相同，也是水平向右。,(2),小球受绳拉力和重力两个力作用，协力方向与加速度方向相同。,图,1,15/41,16/41,17/41,法二正交分解法,以水平向右为,x,轴正方向建立坐标系，并将悬线对小球拉力,F,T,正交分解，如图所表示。,则沿水平方向有,F,T,sin,ma,竖直方向有,F,T,cos,mg,0,联立解得,a,7.5 m/s,2,，,F,T,12.5 N,且加速度方向向右，故车厢做向右匀加速直线运动或向左匀减速直线运动。,答案,(1)7.5 m/s,2,方向向右车厢做向右匀加速直线运动或向左匀减速直线运动,(2)12.5 N,18/41,方法总结,在牛顿第二定律应用中，采取正交分解法时，在受力分析后，建立直角坐标系是关键。坐标系建立标准上是任意，但经常使加速度在某一坐标轴上，另一坐标轴上协力为零；或在坐标轴上力最多。,19/41,针对训练,2,自制一个加速度计，其结构是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴,O,上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动平面上，并刻上刻度，能够直接读出加速度大小和方向。使用时，加速度计右端朝汽车前进方向，如图,2,所表示，,g,取,9.8 m/s,2,。,图,2,20/41,(1),硬纸上刻度线,b,在经过,O,点竖直线上，则在,b,处应标加速度数值是多少？,(2),刻度线,c,和,O,点连线与,Ob,夹角为,30,，则,c,处应标加速度数值是多少？,(3),刻度线,d,和,O,点连线与,Ob,夹角为,45,。在汽车前进时，若轻杆稳定地指在,d,处，则,0.5 s,内汽车速度改变了多少？,解析,(1),当轻杆与,Ob,重合时，小球所受协力为,0,，其加速度为,0,，车加速度亦为,0,，故,b,处应标加速度数值为,0,。,21/41,22/41,法二正交分解法,建立直角坐标系，并将轻杆对小球拉力正交分解，如图所表示。则沿水平方向有：,F,sin,ma,，,竖直方向有：,F,cos,mg,0,联立以上两式可解得小球加速度,a,5.66 m/s,2,，方向水平向右，即,c,处应标加速度数值为,5.66 m/s,2,。,23/41,(3),若轻杆与,Od,重合，同理可得,mg,tan 45,ma,2,，,解得,a,2,g,tan 45,9.8 m/s,2,，方向水平向左，与速度方向相反,所以在,0.5 s,内汽车速度应降低，降低许,v,a,2,t,9.8,0.5 m/s,4.9 m/s,。,答案,(1)0,(2)5.66 m/s,2,(3),降低了,4.9 m/s,24/41,瞬时加速度问题,关键点归纳,两种模型特点,(1),刚性绳,(,或接触面,),模型：这种不发生显著形变就能产生弹力物体，剪断,(,或脱离,),后，形变恢复几乎不需要时间，故认为弹力马上改变或消失。,(2),弹簧,(,或橡皮绳,),模型：此种物体特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力大小往往能够看成是不变。,25/41,精典示例,例,3,如图,3,所表示，一质量为,m,物体系于长度分别为,L,1,、,L,2,两根细线上，,L,1,一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为,，,L,2,水平拉直，物体处于平衡状态。现将线,L,2,剪断，求剪断,L,2,瞬间物体加速度。,思绪点拨,解答本题应明确以下三点：,(1),L,2,弹力突变为零。,(2),L,1,弹力发生突变。,(3),小球加速度方向垂直于,L,1,斜向下。,图,3,26/41,答案,g,sin,，方向垂直于,L,1,斜向,右,下,27/41,方法总结,牛顿第二定律是力瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时改变、同时消失。分析物体在某一时刻瞬时加速度，关键是分析该时刻物体受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，处理这类问题时，要注意两类模型特点。,28/41,针对训练,3,如图,4,所表示，质量为,m,小球被水平绳,AO,和与竖直方向成,角轻弹簧系着处于静止状态，现用火将绳,AO,烧断，求在绳,AO,烧断瞬间小球加速度大小及方向？,图,4,29/41,答案,g,tan,，方向水平向右,30/41,1.,(,多项选择,),以下对牛顿第二定律表示式,F,ma,及其变形公式了解，正确是,(,),31/41,答案,CD,32/41,2.,一物块静止在粗糙水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变水平拉力作用。假设物块与桌面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以,a,表示物块加速度大小，,F,表示水平拉力大小。能正确描述,F,与,a,之间关系图象是,(,),33/41,答案,C,34/41,3.,一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为,F,、方向如图,5,所表示力去推它，使它以加速度,a,向右运动。若保持力方向不变而增大力大小，则,(,),A.,a,变大,B.,a,不变,C.,a,变小,D.,因为物块质量未知，故不能确定,a,改变趋势,图,5,35/41,答案,A,36/41,4.,如图,6,所表示，用手提一轻弹簧，弹簧下端挂一金属球。在将整个装置匀加速上提过程中，手突然停顿不动，则在今后一小段时间内,(,),A.,小球马上停顿运动,B.,小球继续向上做减速运动,C.,小球速度与弹簧形变量都要减小,D.,小球加速度减小,图,6,37/41,答案,D,38/41,5.,如图,7,所表示，静止在水平地面上小黄鸭质量,m,20 kg,，受到与水平面夹角为,53,斜向上拉力，小黄鸭开始沿水平地面运动。若拉力,F,100 N,，小黄鸭与地面动摩擦因数为,0.2,，,g,10 m/s,2,，求：,(sin 53,0.8,，,cos 53,0.6,，,g,10 m/s,2,),(1),把小黄鸭看做质点，作出其受力示意图；,(2),地面对小黄鸭支持力；,(3),小黄鸭运动加速度大小。,图,7,39/41,解析,(1),如图，小黄鸭受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用。,(2),竖直方向有：,F,sin 53,F,N,mg,，解得,F,N,mg,F,sin 53,120 N,，方向竖直向上。,(3),受到摩擦力为滑动摩擦力，,所以,F,f,F,N,24 N,依据牛顿第二定律得：,F,cos 53,F,f,ma,，解得,a,1.8 m/s,2,答案,(1),看法析图,(2)120 N,，方向竖直向上,(3)1.8 m/s,2,40/41,41/41,