高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律说课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律说课ppt课件，共21页。PPT课件主要包含了牛顿第二定律，或写成等式，表达式F合ma，加速度，典型例题，选取研究对象，规定正方向，受力分析求合力，Fma，联立方程求解等内容，欢迎下载使用。
要想在赛车比赛中赢得胜利，除了赛车手的车技以外，赛车本身也是赢得比赛的关键。要想使赛车在启动时获得较大的加速度，应该注意哪些方面呢？
要想使赛车具有较大的加速度，在保障安全的前提下，一方面要有能提供强大动力的发动机，另一方面要尽量减小赛车的质量。
思考：物体的加速度a与它所受的作用力F以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系呢？
1.理解牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义。2.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。3.能应用牛顿第二定律解决动力学问题。
小车的加速度a与它所受到的作用力F成正比，与它的质量m成反比。
那么，对于任何物体都是这样的吗？
知识点一：牛顿第二定律
内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
2.牛顿第二定律的表达式
F=kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取。当k=1时，质量为1 kg的物体在力的作用下获得1 m/s2的加速度，则有F=ma=1 kg·m/s2
牛顿第二定律可表述为：
F=kma（ k是比例系数）
所以力F的单位就是千克米每二次方秒。后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号N表示，即：
1 N=1kg·m/s2
3.对牛顿第二定律的理解
(1)对加速度与力、质量关系的理解
力F：物体运动状态变化的原因
质量m：抵抗物体运动状态变化的原因
加速度a描述物体运动状态变化快慢
表达式F=ma中,F是合力时,加速度a指的是合加速度,即物体的加速度；F是某个力时,加速度a是该力产生的加速度。
从牛顿第二定律知道，无论多么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箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律矛盾吗？如何解释这个现象呢？
实际物体所受的力往往不止一个，式中F指的是物体所受的合力
例题1.在平直的路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来。假定试车过程中汽车受到的阻力不变。（1）汽车受到的阻力是多少？（2）重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？
知识点二：牛顿第二定律的应用
解：选汽车为研究对象规定汽车运动方向为正方向（1）对汽车受力分析，如右图，根据牛顿第二定律：由运动学公式：0=v0+a1t 联立以上两式，代入数据得：F阻=-437N即阻力大小为437N，方向与运动方向相反
（2）重新起步后对汽车受力分析，由牛顿第二定律：代入数据，得：a2=1.42m/s2即重新起步的加速度大小为a2=1.42m/s2,方向与正方向相同
例题2：某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度如图所示。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。
思考：①选取哪个物体作为研究对象？②列车加速过程中，小球做什么性质的运动③画出受力分析④用什么方法求合力？
方法2：小球在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上处于平衡状态。建立如图所示的直角坐标系。将小球所受的拉力FT 分解为水平方向的Fx 和竖直方向的Fy 。在竖直方向有：Fy－mg＝0，Fy＝FTcsθ，FTcsθ＝mg ①在水平方向有：Fx ＝FT sinθ，FT sinθ＝ma ②①②式联立，可以求得小球的加速度为a＝gtanθ列车的加速度与小球相同，大小为gtanθ，方向水平向右。
1.应用牛顿第二定律解题的步骤
(1)确定研究对象。(2)分析研究对象的受力情况，画出受力图。(3)建立直角坐标系，求出合力。(4)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。
(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外力,加速度的方向即是物体所受合外力的方向。
①建立坐标系时,通常选取加速度的方向作为某一坐标轴(如x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)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。
行车时驾驶员及乘客必须系好安全带,以防止紧急刹车时造成意外伤害。请思考:(1)汽车突然刹车,要在很短时间内停下来,会产生很大的加速度,这时如何知道安全带对人的作用力大小呢?(2)汽车启动时,安全带对驾驶员产生作用力吗?
(1)汽车刹车时的加速度可由刹车前的速度及刹车时间求得,由牛顿第二定律F=ma可得安全带产生的作用力。(2)汽车启动时,有向前的加速度,此时座椅的后背对驾驶员产生向前的作用力,安全带不会对驾驶员产生作用力。
1. 某人想测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片如下，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。我们应该测量什么数据才能估算此时地铁的加速度（ ）A.细线与竖直方向夹角B.细线长度C.圆珠笔质量D.圆珠笔的高度
2.如图所示,静止在光滑水平面上的物体A,一端靠着处于自然状态的弹簧。现对物体作用一水平恒力,在弹簧被压缩到最短的这一过程中,物体的速度和加速度变化的情况是(　　)A.速度增大,加速度增大B.速度增大,加速度减小C.速度先增大后减小,加速度先减小后增大D.速度先增大后减小,加速度先增大后减小
3.如图所示,质量为1 kg 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20 N、与水平方向成37°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10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8)
解:取物体为研究对象,受力分析如图所示,建立直角坐标系。在水平方向上:Fcs 37°-Ff=ma①在竖直方向上:FN=mg+Fsin 37°②又因为Ff=μFN③联立①②③得a=5 m/s2。答案:5 m/s2