教科版高中物理必修1《牛顿第二定律》参考课件1（44张PPT）

(共44张PPT)
第三章
第3
节
理解
教材新知
把握
热点考向
知识点一
知识点二
考向一
考向二
考向三
应用
创新演练
随堂基础巩固
课时跟踪训练
1．物体的加速度的大小跟物体所受的合
力成正比，跟它的质量成反比；加速
度的方向跟合力的方向相同。
2．表达式：F＝ma。
3．物体的加速度与物体所受的合外力具
有瞬时对应关系。
4．基本单位和导出单位一起组成了单位
制。在力学中，选定长度、质量和时
间这三个物理量的单位作为基本单位。
牛顿第二定律
[自学教材]
1．加速度与作用力和质量的关系
当物体的质量相同时，加速度跟作用在物体上的合力成 ；当物体受到的合力相同时，加速度跟质量成 。
2．牛顿第二定律的内容
物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟 方向相同。
正比
反比
合力
3．牛顿第二定律的表达式
F＝ma
(1)公式中的F为物体所受外力的合力，即合外力，而不是物体受到的某一个力或某个力的分力。
(2)公式中的a为物体实际运动的加速度，即合加速度。
[重点诠释]
1．牛顿第二定律的五种特性
矢量性 公式F＝ma是矢量式，式中F和a都是矢量，且它们在任何时刻方向都相同，当F方向变化时，a的方向同时变化
瞬时性 牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系，a为某一时刻的加速度，F为该时刻物体所受的合外力
同一性 有两层意思：一是指加速度a相对同一惯性系(一般指地球)，二是指F＝ma中F、m、a必须对应同一物体或同一个系统
独立性 作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即：Fx＝max，Fy＝may
相对性 物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的
2．牛顿第二定律和牛顿第一定律的关系
(1)牛顿第一定律揭示了物体在不受力时的运动规律。同时，还指出了力和运动的关系——力是改变物体运动状态的原因，从而完善了力的内涵，揭示了力的本质。
(2)在牛顿第一定律的基础上，人们才能准确地研究物体受力时的运动规律，因此牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，而不是牛顿第二定律的特例。
(3)牛顿第二定律进一步定量地给出了决定物体加速度的两个因素，即物体所受的合外力和物体的质量。
解析：a、m、F三个物理量的决定关系是，力F和质量m决定了加速度a，而加速度a不能决定力的大小或质量的大小。
答案：CD
力学单位制
[自学教材]
1．基本单位
在物理学中所选定的基本量的单位，总共有七个基本单位，在力学中有三个基本单位，它们是长度、质量、时间的单位。
2．导出单位
由基本量根据物理关系式推导出来的其他物理量的单位，叫做导出单位，例如在力学中力、速度、加速度等一些物理量的单位都是导出单位。
3．单位制
基本单位和导出单位一起组成了单位制。
在国际单位制中，力学基本量的单位是米、千克、秒，其他的导出单位都是由这三个单位和各物理量的关系式推导出来的，这一单位制是目前国际上通用的。
[重点诠释]
1．国际单位制中的基本物理量和相应国际单位制中的基本单位
物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号
长度 l 米 m
质量 m 千克(公斤) kg
时间 t 秒 s
电流 I 安[培] A
热力学温度 T 开[尔文] K
发光强度 I，(IV) 坎[德拉] cd
物质的量 n 摩[尔] mol
2．单位制在物理计算中的应用
(1)在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达式过于繁杂，我们要把各个量换算到同一单位制中，这样计算时就不必一一写出各量的单位，只要在所求结果后写上对应的单位即可。从而使物理运算简化。
(2)习惯上把各量的单位统一成国际单位，只要正确地应用公式，计算结果必定是用国际单位来表示的。
(3)物理公式在确定物理量关系的同时，也确定了物理量的单位关系，在推导物理量的单位时，一定要借助物理公式。
(4)物理单位正确是一个物理量表达式正确的必要条件。利用这一点可以帮助我们从另一个角度检查物理公式、运算过程和结果是否正确。若发现等式两边的单位不一致，则说明计算有误。
2．下列说法中不正确的是 (　　)
A．在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”
是力学单位制中的基本单位
B．因为力的单位是牛顿，而1 N＝1 kg·m/s2，所以牛
顿是导出单位
C．各物理量采用国际单位，通过物理公式运算的结
果的单位一定为国际单位
D．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同
时也确定了物理量间的单位关系
.
解析：“力”虽然是力学中的一个最基本的概念，但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位。力学中的基本单位是千克、米、秒，其他皆为导出单位。物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量之间的单位关系。已知量采用国际单位，通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位，单位制在力学计算中的意义正在于此。
答案：A
对牛顿第二定律的理解
[例1]　关于速度、加速度、合力的关系，下列说法中错误的是 (　　)
A．原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度
B．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同
C．在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的
D．合力变小，物体的速度一定变小
[思路点拨]　解答本题时应注意以下三点：
(1)牛顿第二定律的瞬时性。
(2)加速度与合力的方向关系。
(3)加速度与速度的变化关系。
[解析]　由牛顿第二定律可知A、B正确；初速度为0的匀加速直线运动中，v、a、F三者的方向相同，故C正确；合力变小，加速度变小，但速度是变大还是变小取决于加速度与速度的方向关系，D错误。
[答案]　D
[借题发挥]
(1)牛顿第二定律给出了力和加速度的瞬时对应关系，即合外力决定物体的加速度，合外力和加速度同时产生，同时变化，同时消失，且方向一定相同。
(2)物体所受合外力的方向(即a的方向)与物体的运动方向没有必然联系，但我们可以从F与v方向间的关系来确定物体加速还是减速，若二者同向或方向夹角为锐角，则v增加；若二者反向或方向夹角为钝角，则v减小。
1. 在平直轨道上运动的车厢中的光滑水
平桌面上用弹簧拴着一个小球，弹簧处
于自然长度，如图3－3－1所示，当旅
客看到弹簧的长度变长时，火车的运动
状态可能是 (　　)
A．火车向右运动，速度在增加中
B．火车向右运动，速度在减小中
C．火车向左运动，速度在增加中
D．火车向左运动，速度在减小中
图3－3－1
解析：以小球作为研究对象。由于弹簧变长了，故小球受到向左的弹力，即小球受到的合力向左。因为加速度a与F合同向，故小球的加速度方向向左。若速度v向左时，a与v方向相同，v增大，做加速运动，C项正确；若速度v向右时，a与v方向相反，速度v减小，做减速运动，B项正确。
答案：BC
牛顿第二定律的瞬时应用
[例2]　图3－3－2中小球m处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ，烧断BO绳的瞬间，试求小球m的加速度的大小和方向。
图3－3－2
[思路点拨]　求解该题可按如下思路分析：
[答案]　gtanθ　方向水平向右
[借题发挥]
(1)由牛顿第二定律F＝ma可知，物体在某一瞬时的加速度是由该时刻的合外力决定的，因此分析细绳烧断瞬间的受力情况是关键。
(2)瞬时性问题中两类基本模型的特点：
①轻绳(或轻杆)，由于其不可伸长(即无论所受拉力多大，长度不变)，不需要形变恢复时间，认为其弹力大小可以发生突变，突变成零或其他的值 。
②轻弹簧(或橡皮绳)，受力后发生较大形变，产生形变或使形变消失都有一个过程。在瞬间内形变量可以认为不变，因此发生瞬时性变化时，可以认为弹力大小不变，即弹力的大小不能突变。
2. 如图3－3－3所示，甲、乙之间用细线
连接且甲、乙的质量均为m，弹簧和细线
的质量可忽略不计，当细线被烧断的瞬间，
甲、乙的加速度数值应是下列哪一种情况
(　　)
A．甲是0，乙是g
B．甲是g，乙是g
C．甲是0，乙是0
图3－3－3
解析：烧断前，细线的拉力T＝mg，弹簧的弹力F＝2mg。烧断的瞬间，细线的拉力T消失，乙只受重力作用，做自由落体运动，a乙＝g；甲物体受向下的重力和向上的弹力作用，此刻，弹力未来得及变化，大小仍为2mg，对甲运用牛顿第二定律：2mg－mg＝ma甲，解得a甲＝g，方向向上。选项B正确。
答案：B
单位制的应用
[例3]　一个物体在2 N的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其中单位的运用正确、简洁而又规范的是 (　　)
[思路点拨] 　利用物理公式进行运算时，只要各量均取国际单位制单位，结果一定是国际单位制单位，不用进行单位运算。
[解析]　在进行数量运算的同时，也要把单位带进运算。在备选的四个选项中，A、D项均错误，B项解题过程正确但不简洁，只有选项C运算正确，且简洁而又规范。
[答案]　C
[借题发挥]
(1)题目中物理量的单位必须统一到同一单位制中，我们一般是选用国际单位制。
(2)只有采用国际单位制，公式F＝kma中的k才能等于1。
(3)当各物理量均采用国际单位时，运用公式进行运算时，公式中的各量不必都写上单位，只需在最后的数值后面写出正确的单位即可。
答案：B
点 击 下 图 进 入
点 击 下 图 进 入