物理必修 第一册3 牛顿第二定律评课ppt课件

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一、牛顿第二定律的表达式1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成________，跟它的质量成________，加速度的方向跟作用力的方向________．2．表达式F＝________，其中力F指的是物体所受的________．二、力的单位1．力的国际单位：牛顿，简称________，符号为________．2．“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体获得1 m/s2的加速度的力叫作1 N，即1 N＝________．3．在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝________，此时牛顿第二定律可表示为F＝________．
【情境思考】如图所示，某人在客厅内用力推沙发，但是沙发没有动．(1)根据牛顿第二定律，有力就能产生加速度，人给沙发施加力后，沙发为什么没动？(2)如果地板光滑，当人给沙发施加力的瞬间，沙发会有加速度吗？是否立刻获得速度？
提示：(1)牛顿第二定律F＝ma中的力F指的是物体受的合力，尽管对沙发有一个推力作用，但沙发受的合力为零，所以不能产生加速度．(2)加速度与力之间是瞬时对应关系，有力就立刻获得加速度，但速度的获得需要一段时间，故不能立刻获得速度．
　 合外力、加速度和速度的关系 
目标一　牛顿第二定律的理解【导思】　 (1)通过上一节的实验，我们知道物体的加速度与物体受到的合力成正比，与物体的质量成反比．那么如何用数学式子来表示这个结论？(2)上式为牛顿第二定律的表达式，我们知道质量的国际单位是kg，加速度的国际单位是m/s2，根据上述表达式如何确定力的单位？
【归纳】1．表达式F＝ma中F指物体受到的力，实际物体所受的力往往不止一个，这时F指物体所受的合力，该式中，F、m、a的单位都要用国际单位．2．牛顿第二定律的四个性质(1)因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度．(2)矢量性：F＝ma是一个矢量式，物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同．(3)瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失．(4)独立性：作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和．
例 2 (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：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．
目标二　牛顿第二定律的简单应用【导思】仔细观察下列图片，分析下列问题(1)马拉雪橇的力沿什么方向？画出雪橇的受力示意图．(2)雪橇在水平地面上做变速运动，雪橇受到的合力沿什么方向？(3)怎么求雪橇受到的合力？(4)如何求雪橇的加速度？
提示：(1)马拉雪橇的力斜向上．雪橇受力如图所示(2)雪橇受到的合力沿水平方向．(3)用正交分解法求合力．(4)根据牛顿第二定律求解加速度．
【归纳】1．应用牛顿第二定律解题的一般步骤
2．为减少矢量的分解，建立坐标系确定坐标轴时一般有以下两种方法①分解力而不分解加速度以加速度a的方向为x轴的正方向建立直角坐标系，将物体所受的各个力分解到x轴和y轴上，分别得到x轴和y轴上的合力Fx和Fy.根据力的独立作用原理，各个方向上的力分别产生各自的加速度，可得Fx＝ma，Fy＝0.②分解加速度而不分解力若物体受几个相互垂直的力的作用，应用牛顿第二定律求解时，分解的力太多，就会比较烦琐，所以在建立直角坐标系时，可根据物体的受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上，分解加速度a得到ax和ay，根据牛顿第二定律得Fx＝max，Fy＝may. 
【典例】例 3 如图，甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F1＝150 N、F2＝200 N的力推质量为50 kg的沙发，F1与F2相互垂直，且平行于地面，沙发与地面间的动摩擦因数μ＝0.4.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　)A．沙发的加速度大小为1 m/s2B．沙发将沿着F1的方向移动C．沙发不会被推动D．由于F1小于最大静摩擦力，因此沙发将沿着F2的方向移动
例 4 如图所示，一物体沿倾角为α的斜面下滑时，恰好做匀速运动，若物体以某一初速度冲上斜面，则上滑时物体加速度为(　　)A．g sin α　　　　　B．g tan αC．2g sin α D．2g tan α
例 5 如图所示，电梯与水平面的夹角为30°，当电梯加速向上运动时，人对电梯的压力是其重力的1.2倍，则人与电梯水平面间的摩擦力是其重力的多少倍？
教你解决问题[关键点拨]　在建立直角坐标系时，不管选取哪个方向为x轴正方向，最后得到的结果都应该是一样的，但在选取坐标轴时，应以解题方便为原则．
1.由牛顿第二定律知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为(　　)A．牛顿第二定律不适用于静止的物体B．桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不易觉察到C．推力小于摩擦力，加速度是负值D．推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于0，桌子的加速度为0，所以桌子仍静止
解析：牛顿第二定律中的力应理解为物体所受的合力．用一个力推桌子没有推动，是由于桌子所受推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于0，桌子的加速度为0，所以桌子仍静止，故D正确，A、B、C错误．
2.[2023·上海市洋泾中学期中]长江索道(Yangtze River Cableway)，位于中国重庆市，往返于渝中区的新华路和南岸区的上新街，如图所示．当索道向右上方匀加速提升缆车车厢，若忽略空气阻力，则下列有关缆车车厢的受力图正确的是(　　)
解析：由于索道向右上方匀加速提升缆车车厢，故可得缆车车厢的受力为拉力和重力，拉力斜向右上方，B、C、D错误，A正确．
解析：对货箱受力分析，由牛顿第二定律可得mg sin θ－μmg cs θ＝ma，即加速度为a＝g sin θ－μg cs θ，解得a＝2 m/s2，A正确．
5．自制一个加速度计，其构造是：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，用白色硬纸作为表面，放在杆摆动的平面上，并刻上刻度，可以直接读出加速度的大小和方向．使用时，加速度计右端朝汽车前进的方向，如图所示．(1)硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上，则在b处应标的加速度数值是多少？(2)刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30°，则c处应标的加速度数值是多少？