人教版高一物理必修一4.3牛顿第二定律讲述

第三节牛顿第二定律力运动状态变化速度变化产生加速度力是产生加速度的原因知识回顾：1.力和运动的关系是怎样的呢?阅读教材，思考下列问题：1、牛顿第二定律的表述是什么？2、理解牛顿第二定律的推导过程3、牛顿第二定律表达式中各物理量的含义是什么？4、如何理解牛顿第二定律的意义5、了解力的单位“牛顿”是怎样定义的课前预习推导：a∝FF∝ma正比于a∝m1a∝mFF＝kmak为比例系数假如你是科学家，你能否想个办法把k消掉？假设：若K=1，表达式就是F=ma，当质量是m=1kg的物体在某个力的作用下获得加速度a=1m/s2，由公式F=ma我们知道这个力的大小就是F=ma=1kg×1m/s2=1kg∙m/s2，后人为了纪念牛顿，就把kg∙m/s2这个单位称为“牛顿”，用“N”表示。人为规定:1N=1Kg.m/s2所以，如果F,a,m都用国际制单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成F＝ma牛顿第二定律的数学表达式F＝kma思考：一.牛顿第二定律内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同F＝ma牛顿第二定律更一般的表述：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同.maF合合外力问题1.牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？力是产生加速度的原因因果性二.对牛顿第二定律的理解问题2.在牛顿第二定律的表达式F=ma中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢量的方向关系是怎么样？物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度a的方向与力F的方向是一致的。矢量性问题3.从牛顿第二定律的内容分析,F、m、a是对于几个物体而言的?F、m、a都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。同体性问题4.放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F作用下由静止开始运动，(1)如果力F逐渐减小到0的过程中，物体的加速度将怎样变化?，速度将怎样变化?(2)当力F减到0时，加速度为___,速度达到___加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.即:同时产生,同时消失,同时变化.瞬时对应性问题5.如图：一质量为1kg的物体静置在光滑水平面上，0时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为2N的力F1，则(1)物体产生的加速度是多大？F1NGF2a2a1(2)若在3s末给物体加上一个大小也是2N水平向左的拉力F2,则物体的加速度是多少？(3)3S内物体的加速度2m/s2是由力F1产生的，3S后物体的加速度为0，那是不是说3S后F1不再产生加速度了呢？（2m/s2）（0）物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的合加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和。独立性讨论：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？答：没有矛盾，(1)从平衡角度来看，因为提不动，所以静止，则合外力为0，所以加速度也为0；(2)从力的角度来看，物体受三个力，支持力、重力、向上提的力。这三个力中每个力都产生了加速度，但相互抵消，所以合加速度也是0G=mgFN下列说法正确的是：1、物体合外力减小时，加速度一定减小2、物体合外力减小时，速度一定减小3、物体速度为零，合外力一定为零4、物体合外力为零时，速度一定为零5、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同练习一：正交分解法平行四边形法一个物体，质量是4㎏，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是20N，这个物体的加速度是多少？F1F20F有没有其他方法？0F1F2a2a1a练习二：课本例20F1F2F1xF1yF2xF2y--------------------------------------------------)600)600xy)600)600)600牛顿第二定律1、内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质量m成反比.加速度方向与合外力方向相同.小结一、研究过程：控制变量法二、牛顿第二定律F合=ma2、公式：3、对牛顿第二定律的理解：同体性矢量性瞬时性独立性三.用牛顿第二定律解题的一般步骤1、确定研究对象。2、分析物体的受力情况，画出研究对象的受力分析图。3、求出合力。(力的合成法.正交分解法)4.根据牛顿运动定律建立方程并求解。质量为1kg的物体受到两个大小分别为2N和4N的共点力作用。则物体的加速度大小可能是A、5m/s2B、3m/s2C、2m/s2D、0.5m/s2练习二：答案：ABC练习三：如图所示,质量为4kg的物体静止于光滑的水平面上,若物体受到大小为20Ｎ,与水平方向成6０°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(ｇ取10m/s2)解：如图受力分析有：Y轴：sin0NFFGX轴：由牛顿第二定律F合=ma得：cosFma代入数据可解得物体的加速度a=2.5m/s2.一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑（1）若斜面光滑，求物体的加速度？（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度？θGFNθF合aFfF2F1θ练习四：练习五：课本例题1某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km/h的速度时，关闭发动机，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度为多大？假设试车过程中汽车受到的阻力不变。思考下列问题：1、关闭发动机后，汽车受那些力作用，做何种运动，合外力为多少？2、重新起步后，受那些力作用，合外力为多少，做何种运动？二、单位制单位制：________和________一起组成了单位制．(1)基本量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用________推导出其他物理量的单位．这些被选定的物理量叫做基本量．(2)基本单位：基本物理量的单位．力学中的基本物理量有三个，它们是________、________、________；它们的单位是基本单位，分别是________、________、________.(3)导出单位：由基本单位根据________推导出来的其他物理量的单位．基本单位导出单位物理量之间的关系长度质量时间米千克秒物理关系【重点提示】(1)基本单位并不等同于国际制单位，如长度的单位有：千米、米、厘米等都属于基本单位，但只有其中的“米”才是国际单位制中的单位．(2)国际单位制中的单位也不等同于基本单位．如：米/秒(m/s)、牛顿、毫安等，其中“米/秒、牛顿”都是国际单位制中的单位，而“毫安”不属于国际单位制中的单位，而属于基本单位．人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。