高中粤教版 (2019)第三节 牛顿第二定律示范课课件ppt

这是一份高中粤教版 (2019)第三节 牛顿第二定律示范课课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了续上表，答案D，答案A等内容，欢迎下载使用。

知识点1.内容：物体的加速度与物体所受到的作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同.2.表达式：F＝ma.3.单位：国际上规定，质量为1 kg的物体获得1 m/s2的加速度时，所受的合外力为1 N，这样选取的单位称为国际单位.
探究一　对牛顿第二定律的理解牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素.对牛顿第二定律，还应从以下几个方面深刻理解.
【典例1】　在粗糙的水平面上，物体在水平推力的作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经过一段时间后，将水平推力逐渐减小到零（物体不停止），在水平推力减小到零的过程中（　　）A.物体的速度逐渐减小，加速度（大小）逐渐减小B.物体的速度逐渐增大，加速度（大小）逐渐减小C.物体的速度先增大后减小，加速度（大小）先增大后减小D.物体的速度先增大后减小，加速度（大小）先减小后增大
（1）物体的加速度变化情况，由物体的合力变化来确定，只要分析物体受力情况，确定了合力的变化规律，即可由牛顿第二定律确定加速度的变化规律.（2）物体速度的变化由物体的加速度决定，速度与加速度同向，速度增加；速度与加速度反向，速度减小.
1.关于速度、加速度、合外力的关系，下列说法中不正确的是（　　）A.不为零的合外力作用于静止物体的瞬间，物体立刻获得加速度B.加速度方向与合外力的方向总是一致的，但与速度方向可能相同，也可能不同C.在初速度为零的匀加速直线运动中，速度、加速度与合外力的方向，三者总是一致的D.合外力变小，物体的速度一定变小
解析：由牛顿第二定律，合外力与加速度有瞬时对应关系，A项正确；a与v可能同向，也可能反向，B项正确；初速度为零的匀加速直线运动中，F与a同向，a与v也是同向（在加速），故三者同向，C项正确；F合变小，但v不一定变小，如a、v同向，故D项错误.
2.如图所示，沿平直轨道运动的火车车厢中有一光滑的水平桌面，桌面上有一弹簧和小球，弹簧的左端固定，右端拴着小球，弹簧处于原长状态.现发现弹簧的长度变短，关于弹簧长度变短的原因 ，以下判断中正确的是（　　）
A.可能火车向右运动，速度在增加中B.可能火车向右运动，速度在减小中C.火车一定向左运动，速度在增加中D.火车一定向左运动，速度在减小中
解析：选小球为研究对象，由于弹簧变短，故小球受到向右的弹力，即小球受到的合力向右，小球的加速度向右.若速度v向右，则a与v同向，速度v增加；若速度v向左，则a与v反向，速度v减小.综上所述可知选项A正确.
探究二　牛顿第二定律的简单应用1.解题步骤.（1）明确研究对象.（2）进行受力分析和运动情况分析，作出运动和受力示意图.（3）求合外力或加速度.（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，再由牛顿第二定律得出物体的加速度的大小及方向.注意加速度的方向就是物体所受合外力的方向.反之，若知道加速度的大小和方向，也可应用平行四边形定则求物体所受的合外力.
（2）正交分解法：物体受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时，常用正交分解法：
【典例2】　如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角θ＝37°，小球和车厢相对静止，小球的质量为1 kg（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2）.求：
（1）小球的加速度并说明车厢的运动情况；（2）悬线对球的拉力.
解析：法一　合成法.（1）由于车厢沿水平方向运动，所以小球有水平方向的加速度，所受合力F沿水平方向，选小球为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系可得F＝mgtan θ，F＝ma，则小球的加速度a＝gtan θ＝7.5 m/s2，方向水平向右.则车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动.
法二　正交分解法.以水平向右为x轴正方向建立坐标系，并将悬线对小球的拉力FT正交分解，如图所示.则沿水平方向有FTsin θ＝ma，竖直方向有FTcs θ－mg＝0，联立解得a＝7.5 m/s2，FT＝12.5 N，且加速度方向向右，故车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动.
答案：（1）7.5 m/s2，方向水平向右　车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动　（2）12.5 N
利用牛顿第二定律解决实际问题时，要对物体进行受力分析（有时还要进行运动情况分析）.求出物体所受合外力（或加速度），建立牛顿第二定律表达式后解决问题.
4.水平地面上有一物体，在F＝6 N的水平拉力作用下由静止开始运动，当t＝2 s时撤去拉力F，该物体的速度—时间图像如图所示.求：
（1）物体与地面间的动摩擦因数；（2）物体的质量.
解析：（1）在2～3 s内，由题图像得a2＝－4 m/s2.对物体有－μmg＝ma2，解得μ＝0.4.（2）在0～2 s内，由题图像得a1＝2 m/s2，对物体有F－μmg＝ma1，解得m＝1 kg.
答案：（1）0.4　（2）1 kg
探究三　瞬时加速度问题两种基本弹力模型的特点.1.明显形变产生的弹力.如轻弹簧（或橡皮绳）在两端连接有物体时，形变较大，形变恢复或产生需较长时间，在极短时间里可认为不变，即弹力不能突变.2.微小形变产生的弹力.如轻绳（或轻杆、刚性接触面）的形变很小，其形变恢复或产生在极短时间内可完成，在瞬时性问题中，其弹力发生突变.
【典例3】　（多选）如图所示，小球在水平轻绳和轻弹簧的拉力作用下静止，弹簧与竖直方向的夹角为θ.设重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失.分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，解决此类问题时，要注意两类模型的特点.
5.（多选）如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，光滑斜面倾角为θ，系统静止，弹簧与细线均平行于斜面.在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A.B球的受力情况未变，瞬时加速度为零B.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsin θC.A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsin θD.弹簧有收缩的趋势，B球瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，两球的瞬时加速度都不为零
6.如图甲、乙所示，细绳拴一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平.已知重力加速度为g，sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6.下列结论正确的是（　　）