教科版（2019）必修 第一册第四章 牛顿运动定律 第3课时 牛顿第二定律 课件（共37张PPT）

(共37张PPT)
第三章　牛顿运动定律
第2课时　牛顿第二定律
学习目标 重点难点
1.理解牛顿第二定律的内容，知道其表达式的确切含义．
2．掌握牛顿第二定律并能进行有关计算．
3．知道单位制、基本单位和导出单位．
4．明确单位制在物理计算中的作用． 1.牛顿第二定律的理解是本节的重点内容．
2．牛顿第二定律的初步应用是本节的另一重点内容．
3．对力的单位“牛顿”的物理意义的理解是本节的难点．
阅读教材“牛顿第二定律”部分，并完成以下问题．
1．回想一下上一节实验的结果：
(1)质量一定时，加速度与力的关系；
(2)力一定时，加速度与质量的关系．
用数学表达式分别表示这一实验结果？
一、牛顿第二定律
2．用一个表达式怎样表示上述实验结果？
3．力的单位
(1)在国际单位制中，力的单位是__________，符号是N.
(2)1 N的物理意义：使质量为_______的物体产生________的加速度的力，称为1 N，即1 N＝__________.
(3)表达式F＝kma中的比例系数k的数值由F、m、a这三个物理量的单位共同决定，若三个量都取__________，则k＝1，所以牛顿第二定律的表达式可写作F＝ma.
牛顿
1 kg
1 m/s2
1 kg·m/s2
国际单位
4．牛顿第二定律
(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＝______，F指的是物体所受的_______．
正比
反比
相同
ma
合力
问题一：如图所示，小强自己拉车子时，无论怎么用力也难以拉动，最后在小红的帮助下，他们才将车子拉着前进．
(1)根据牛顿第二定律，有力作用就产生加速度，小强用力拉车时车子没有使它加速运动，这与牛顿第二定律矛盾吗？
提示：不矛盾．加速度与合外力成正比，小强用力拉车时，车子受到的合力为零，故加速度为零．
(2)小强和小红一起用力的瞬间，车子是否立即获得加速度？是否立即获得速度？
提示：立即获得加速度，但这一瞬间速度仍为零．
阅读教材“力学单位制”部分，并完成以下问题．
1．某运动员的最快速度可以达到10 m/s，某人骑助力车的速度为35 km/h.
二、力学单位制
(1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断运动员的速度小于助力车的速度？
提示：不能
(2)你能比较以上两个速度的大小关系吗？以上两个速度哪个大？
提示：10 m/s＝36 km/h，故10 m/s大．
2．两个物体的长度分别是1.60和150，你能说出哪个物体更长吗？
提示：不能，因为没有单位无法比较
3．基本量、基本单位和导出单位
(1)物理公式功能
物理学的关系式在确定了物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的________关系．
(2)基本量
被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他________单位的一些物理量．
单位
物理量
(3)基本单位
__________的单位．
(4)导出单位
由基本量根据__________推导出来的其他物理量的单位．
基本量
物理关系
4．单位制和国际单位制
(1)单位制
________单位和________单位一起组成单位制．
(2)力学中三个基本物理量及单位
①三个基本物理量：______、_______和_______．
②国际单位制中三个基本单位：____、_____和_____.
基本
导出
时间
质量
长度
s
kg
m
(2)在解题过程中，怎样合理应用单位制，才能做到既简单又不容易产生错误？
提示：统一使用国际单位制中的单位
质量为1.5 t的汽车在前进中遇到的阻力是车重的0.05倍，汽车在水平地面上做匀加速直线运动时，5 s内速度由36 km/h增至54 km/h.求汽车发动机的牵引力的大小．(g取10 m/s2)
[解题探究]
(1)将各物理量的单位统一到国际单位制：
1．5 t＝____________kg,36 km/h＝____________m/s，54 km/h＝____________m/s.
提示：1.5×103　10　15
(2)怎样计算发动机的牵引力？
提示：由牛顿第二定律F合＝F－Ff＝ma可得发动机的牵引力F＝ma＋Ff.
解析：将各物理量的单位统一到国际单位制中，
m＝1.5 t＝1.5×103 kg，
v0＝36 km/h＝10 m/s，
v＝54 km/h＝15 m/s，
t＝5 s.
因v＝v0＋at，F－Ff＝ma，
答案：2.25×103 N
质量为m的物体沿倾角为θ的斜面加速下滑，设物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求物体沿斜面下滑的加速度？
[解题探究]
(1)物体沿斜面下滑时受几个力？
提示：重力、弹力和摩擦力．
(2)怎样求物体所受力的合力简单？
提示：用正交分解法．
解析：物体沿斜面下滑时受力分析如图
mgsin θ－Ff＝ma
FN－mgcos θ＝0
Ff＝μFN
联立以上各式解得
a＝g(sin θ－μcos θ)
答案：g(sin θ－μcos θ)
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37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；
(2)求悬线对球的拉力．
[解题探究]
(1)加速度的方向与运动方向一定相同吗？
提示：不一定
(2)小球和小车的加速度有何关系？
提示：相同
解析：法一：合成法(车厢和球加速度相同)
法二：正交分解法
由于小车具有向右的加速度，故小车可能向右加速运动也可能向左减速运动．
答案：见解析
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．
1．矢量性：公式F＝ma是矢量式，m为标量，加速度a的方向始终与合力F方向相同．
2．瞬时性：加速度a与合力F同时产生、同时变化、同时消失．
3．同一性：是指F、m、a三者对应同一物体．
4．独立性：作用在物体上的每个力都能独立地对物体产生加速度，而物体实际的加速度则是每个力产生加速度的矢量和．
二、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．
三、两种求加速度的方法
(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．反之，若知道加速度的方向也可应用牛顿第二定律求物体所受的合力的方向．
(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，再应用牛顿第二定律求加速度．
四、合外力、加速度和速度的关系
(1)合外力与加速度的关系
(2)力与运动的关系
活页作业(十五)
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