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1、3 牛頓第二定律,第四章 牛頓運動定律,內(nèi)容索引,,自主預(yù)習 預(yù)習新知 夯實基礎(chǔ),重點探究 啟迪思維 探究重點,達標檢測 檢測評價 達標過關(guān),自主預(yù)習,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,[即學即用],,,,√,√,√,答案,2.光滑桌面上有A、B兩個物體，已知mA＝2mB.當用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,重點探究,一、對牛頓第二定律的理解,[導學探究] (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.因為牛頓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.表達式F＝ma的理解 (1)單位統(tǒng)一：表達式中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，物體做加速運動，相反時物體做減速運動.,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F逐漸減小時，a也逐漸減小，但速度逐漸增大.,針對訓練 (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)進行受力分析和運動情況分析，作出受力和運動的示意圖.
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建立坐標系時，通常選取加速度的方向作為某一坐標軸的正方向(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、加速直線運動或水平向左做勻減速直線運動,例2 如圖1所示，沿水平方向做勻變速直線運動的車廂中，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)求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況；,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.以小球為研究對象，對小球進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動或水平向左的勻減速
9、直線運動.,解法二(正交分解法) 建立直角坐標系如圖乙所示，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動或水平向左的勻減速直線運動.,(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,達標
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，則運動物體的加速度立即為零，其運動也就 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，物體做勻速直線運動，選項A、B正確，選項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”飛行表演隊駕駛“殲－10”戰(zhàn)機大仰角沿直線加速爬升的情景.則戰(zhàn)機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 又因為：Ff＝μFN ③ 聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)得：a＝5 m/s2,
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