高中物理人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律教学课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了基础认知·自主学习，作用力，kma，加速度，kg·ms2，F＝ma，能力形成·合作探究，情境·模型·素养，学情诊断·课堂测评等内容，欢迎下载使用。

一、牛顿第二定律【情境思考】质量小、动力大的小轿车提速特别快，而质量大、动力大的大货车提速慢，这是为什么？提示：上节的实验已经形成结论，力一定的情况下，a与m成反比
1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成____，加速度的方向跟______的方向相同。2．牛顿第二定律可表述为a∝ ，也可以写成等式F＝____，其中k是比例系数，F指的是物体所受的____。牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系，还明确了______的方向与__的方向一致。
二、力的单位1．F＝kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取。2．“牛顿”的定义：当k＝1时，质量为1 kg的物体在某力的作用下获得1 m/s2的加速度，这个力即为1牛顿(用符号N表示)，1 N＝__________。此时牛顿第二定律可以表述为______。
【易错辨析】(1)由牛顿第二定律知，合外力大的物体的加速度一定大。( )(2)物体的加速度大，说明它的质量一定小。( )(3)我们用较小的力推很重的箱子，箱子不动，可见牛顿第二定律不适用于较小的力。( )(4)任何情况下，物体的加速度方向一定与它的合力方向相同。( )(5)比例式F＝kma中的k一定为1。( )(6)两单位N/kg和m/s2是等价的。( )
知识点一　牛顿第二定律的六大特性
【问题探究】如图，如果推轿车，轿车没有推动，根据牛顿第二定律，有力就能产生加速度，但为什么轿车一直没动呢？提示：轿车没有动，是因为轿车所受的合力为0，加速度为0。
【典例示范】【典例】(多选)关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是(　　)A．做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的B．做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上C．物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快D．物体所受合外力为零时，可能处于匀速直线运动状态
【解析】选A、D。做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿第二定律知，它所受合外力是恒定不变的，故选项A正确；由牛顿第二定律可知加速度与合外力方向相同，与速度不一定在同一方向上，故选项B错误；物体受到的合外力增大时，加速度一定增大，物体的运动速度变化一定加快，而速度不一定加快，故选项C错误；物体所受合外力为零时，物体的加速度一定等于零，处于静止状态或匀速直线运动状态，故选项D正确。
【素养训练】(多选)由牛顿第二定律表达式F＝ma可知(　　)A．质量m与合外力F成正比，与加速度a成反比B．合外力F与质量m和加速度a都成正比C．在公式F＝ma 中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和D．物体的加速度a跟其所受的合外力F成正比，跟它的质量m成反比
知识点二　牛顿第二定律的应用角度1 牛顿第二定律在定性分析中的应用1．物体的运动情况由其受力情况决定。分析运动过程要由分析受力入手，再根据牛顿第二定律分析物体的运动情况和加速度变化情况。2．定性问题的分析思路：(1)对物体进行受力分析，分析物体所受各力的合力的方向、大小。(2)分析物体加速度的方向、大小。(3)根据“同向加、反向减”分析物体速度增加还是减小，根据加速度的大小分析速度变化的快慢。
【典例示范】【典例1】(多选)在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动，在其前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是(　　)A.物块接触弹簧后立即做减速运动B．物块接触弹簧后先加速后减速C．当物块的速度最大时，物块的加速度等于零D．当弹簧处于压缩量最大时，它受到的合力为零
【母题追问】弹簧压缩到最短后反弹过程中，物块做什么运动？提示：加速度逐渐减小的加速运动，恢复原长后，做匀速直线运动
角度2 牛顿第二定律在定量计算中的应用1．牛顿第二定律问题的定量分析思路：加速度a是联系物体受力情况与物体运动情况的桥梁。根据牛顿第二定律F＝ma，可由物体所受各力的合力，求出物体的加速度，也可由物体的加速度，求出物体所受各力的合力。
2.应用牛顿第二定律解题的一般步骤:(1)确定研究对象。(2)进行受力分析和运动状态分析,画出受力分析图,明确运动性质和运动过程。(3)求出合力或加速度。(4)根据牛顿第二定律列方程求解。3.两种根据受力情况求加速度的方法:(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用,应用平行四边形定则求这两个力的合力,再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物体所受合力的方向。
【典例示范】【典例2】如图，静止在水平地面上的物体质量m＝20 kg，受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力，物体开始沿水平地面运动。若拉力F＝100 N，物体与地面的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2，求：,（1）把物体看作质点，作出其受力示意图；（2）地面对物体的支持力；（3）物体运动的加速度的大小。（sin53°＝0.8，cs53°＝0.6）,
【解析】（1）如图，物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用。（2）竖直方向有：Fsin53°＋FN＝mg，解得FN＝mg－Fsin53°＝120 N，方向竖直向上；
（3）受到的摩擦力为滑动摩擦力，所以Ff＝μFN＝24 N根据牛顿第二定律得：Fcs53°－Ff＝ma，解得a＝1.8 m/s2。答案：（1）见解析图　（2）120 N，方向竖直向上 （3）1.8 m/s2
【生活情境】生活中两个箱子叠放在一起,给下方箱子一个较大的推力,可以把下方箱子推出来。探究:(1)上方箱子做何种运动?(2)上方箱子为什么会运动?
【解析】(1)上方箱子也会与下方箱子同向运动。(2)下方箱子给上方箱子的摩擦力让上方箱子具有同向加速度,使上方箱子向右运动。答案:见解析
【生产情境】在建筑生产中我们经常用到塔吊,把沉重的物体提到高处。探究:(1)沉重的物体怎样升到空中?(2)物体做什么运动?【解析】(1)拉力大于重力,加速度向上,升到空中。(2)先加速后减速。答案:见解析
2.(多选)在有关牛顿第二定律F=kma中比例系数k的下述说法中,正确的是(　　)A.在任何情况下都等于1B.k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的C.k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的D.1 N就是使质量为1 kg的物体产生1 m/s2加速度的力
【解析】选C、D。在牛顿第二定律的表达式F=kma中,只有质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时,比例系数k才为1,故C正确,A、B错误;当质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时,k=1,1 N=1 kg·m/s2,故1 N就是使1 kg物体产生1 m/s2加速度的力,故D正确。
3.一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物体的加速度大小,F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间关系的图像是(　　)