2014-2015高中物理人教版必修1课件 第四章 牛顿运动定律4.3 牛顿第二定律

学习探究区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结高中物理·必修1·人教版第四章牛顿运动定律4.3牛顿第二定律宜丰中学高一A部黄清华学习目标定位学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结312知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.能应用牛顿第二定律解决简单的实际问题．知识储备区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、牛顿第二定律1.正比反比相同2.kma合力ma二、力的单位1.牛顿牛2.1kg·m/s2学习探究区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、牛顿第二定律答案【问题设计】由上一节的探究我们已经知道当小车的质量不变时，小车的加速度与它所受的力成正比，即a∝F，当小车所受的力不变时，小车的加速度与它的质量成反比，即a∝1m，那么小车的加速度a、小车的质量m以及小车所受的力F的关系是怎样的？a∝F，a∝1m写成等式为:F＝kma若F、m、a都用国际单位，则:F＝ma.a∝Fm学习探究区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结【要点提炼】1．牛顿第二定律的表达式F＝ma，式中各量都要用________单位，F指物体所受的_____________2．对牛顿第二定律的理解(1)因果性：力F是产生加速度a的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度．(2)瞬时性：a与F同时产生，同时________，同时________，为瞬时对应关系．国际合外力变化消失学习探究区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结(3)矢量性：F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与___________的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均_________(4)同体性：公式F＝ma中各物理量都是针对___________的．(5)独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F＝ma，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的___________故牛顿第二定律可表示为Fx＝maxFy＝may.合外力F相同．同一物体合加速度学习探究区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结3．合外力、加速度、速度的关系(1)力与加速度为因果关系．加速度与合外力方向总________、大小与合外力成_________(2)力与速度无因果关系．合外力与速度方向可以同向，可以反向；合外力与速度方向_______时，物体做加速运动，_______时物体做减速运动．(3)两个加速度公式的区别a＝Δv/Δt是加速度的定义式，是_______法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均_______；a＝F/m是加速度的决定式，加速度由其受到的合外力和质量决定．相同正比同向反向比值无关学习探究区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结【延伸思考】在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动，这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？牛顿第二定律公式中的F指的是物体受到的合外力，大卡车在水平方向上不只受到你的推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相互平衡，即卡车受到的合外力为零，故卡车不做加速运动．答案不矛盾合力产生加速度学习探究区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、牛顿第二定律的简单应用1．解题步骤(1)确定研究对象．(2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动示意图．(3)求合力F或加速度a.(4)根据F＝ma列方程求解．2．解题方法(1)矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同．学习探究区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力．①建立坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，Fy＝0.②特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a.根据牛顿第二定律及求合外力Fx＝maxFy＝mayF＝F2x＋F2y典例精析学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结例1：下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是()A．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B．由m＝F/a可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比C．由a＝F/m可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比D．由m＝F/a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力求出一、对牛顿第二定律的理解CDm与F、a皆无关，是物体的固有属性针对训练学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结解析力F1作用在物体上产生的加速度a1＝3m/s2，力F2作用在该物体上产生的加速度a2＝4m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度的大小可能为()A．7m/s2B．5m/s2C．1m/s2D．8m/s2ABC同一个物体，质量为m不变F1=ma1=3mF2=ma2=4m|F1-F2|≤F≤F1+F2m≤F≤7m1m/s2≤a≤7m/s2所以：F1与F2的合力为F合加速度典例精析学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结解析二、牛顿第二定律的简单应用例2：如图所示，一质量为8kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力F＝20N拉物体由A点开始运动，经过8s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止。求：(g＝10m/s2)(1)在拉力F作用下物体运动的加速度大小；mgFNFFf水平方向:由牛顿第二定律得F－μFN＝ma1解得:a1＝F－μFNm＝0.5m/s2竖直方向:mg＝FN典例精析学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结解析二、牛顿第二定律的简单应用例2：如图所示，一质量为8kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力F＝20N拉物体由A点开始运动，经过8s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止.求：(g＝10m/s2)(2)撤去拉力时物体的速度大小；物体匀加速直线运动了8staat10vvv0.58m/s4m/svmgFNFFf典例精析学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结解析二、牛顿第二定律的简单应用例2：如图所示，一质量为8kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力F＝20N拉物体由A点开始运动，经过8s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止．求：(g＝10m/s2)(3)撤去拉力F后物体运动的距离．mgFNFFf只受摩擦力牛顿第二定律得:－μmg＝ma2解得:a2＝－μg＝－2m/s2由0－v2＝2a2x解得:x＝02－v22a2＝4m典例精析学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、牛顿第二定律的简单应用例3：如图所示，质量为1kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20N、与水平方向成37°角斜向下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大小．(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析mgFNFFf分析物体受力，建立直角坐标系在水平方向上：Fcos37°－Ff＝ma①在竖直方向上：FN＝mg＋Fsin37°②又因为：Ff＝μFN③联立①②③得：a＝5m/s2yx课堂要点小结学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结1．牛顿第二定律和力的单位(1)内容(2)表达式：F＝ma(3)国际单位制中力的单位：N,1N＝1kg·m/s22．牛顿第二定律的特点(1)因果性；(2)矢量性；(3)瞬时性；(4)同体性；(5)独立性．课堂要点小结学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结3．应用牛顿第二定律解题的一般步骤和基本方法一般步骤：(1)确定研究对象；(2)进行受力分析和运动情况分析；(3)求出合外力或加速度；(4)根据牛顿第二定律F＝ma列方程求解．基本方法：(1)两个力作用时可用矢量合成法，也可用正交分解法；(2)多个力作用时可用正交分解法．自我检测区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结1.(牛顿第二定律的理解)关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是()A．由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力一定大B．牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小C．由F＝ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向，始终与物体所受的合外力方向一致D加速度是由合外力和质量共同决定的:合外力与物体的质量无关故加速度大的物体，所受合外力不一定大质量大的物体，加速度不一定小自我检测区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结2．(牛顿第二定律的理解)初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动情况为()A．速度不断增大，但增大得越来越慢B．加速度不断增大，速度不断减小C．加速度不断减小，速度不断增大D．加速度不变，速度先减小后增大解析物体做加速运动牛顿第二定律：F＝maa逐渐减小速度增大的越来越慢AC自我检测区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结3．(牛顿第二定律的简单应用)如图所示，两个人同时用大小分别为F1＝120N、F2＝80N的水平力拉放在水平光滑地面的小车，如果小车的质量m＝20kg，则小车的加速度()A．方向向左，大小为10m/s2B．方向向左，大小为2m/s2C．方向向右，大小为10m/s2D．方向向右，大小为2m/s2B解析小车受到的合力为：F＝F1－F2＝120N－80N＝40N方向:向左牛顿第二定律：F＝ma小车的加速度为：a＝Fm＝4020m/s2＝2m/s2方向与合力方向相同:向左自我检测区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结4．(牛顿第二定律的简单应用)如图所示，质量为4kg的物体静止于水平面上．现用大小为40N，与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做匀加速运动(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．(1)若水平面光滑，物体的加速度是多大？解析mgFNF没有摩擦力分析物体受力如图：根据牛顿第二定律：Fcos37°＝ma1解得:a1＝8m/s2自我检测区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结4．(牛顿第二定律的简单应用)如图所示，质量为4kg的物体静止于水平面上．现用大小为40N，与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做匀加速运动(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多大？mgFN′FFf解析有摩擦力分析物体受力如图：解得：a2＝6m/s2Fcos37°－Ff＝ma2FN′＋Fsin37°＝mgFf＝μFN′学习目标定位学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结再见