课件12张PPT。4.3 牛顿第二定律质量m一定时,
加速度a与力F成正比回顾实验结论
是什么?力F一定时,
加速度a与质量m成反比定律内容: 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。 我们能否想个办法把k 消掉?F=kma定义: 规定质量是1千克的物体产生1米/秒2 的加速度时所需的力是1牛顿,即:
1牛=1千克·米/秒2把 1 kg·m/s2 叫做一个单位的力一个单位的力可见,如果都用国际单位制的单位,在上式中就可以使k=1。【合作探究】探究点一 问1:牛顿第二定律中的“作用力”指的是什么力?讨论注意: 问2:加速度的方向由什么决定? 问3:力、加速度、速度的关系问题1:从牛顿第二定律知道,无论怎样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,这跟牛顿第二定律有没有矛盾?应该怎样解释这个现象?不矛盾,
因为牛顿第二定律中的力是物体所受的合力.【合作探究】探究点一问题2:如图所示,在光滑的水平面上物体受一大小不变、方向向右的力F1的作用,那么,物体的加速度a1方向如何?
一段时间后,只改变力F1的方向为F2,即改为向左,那么,这时物体的速度v方向如何?加速度a2方向如何? a1水平向右v 水平向右,a2水平向左【合作探究】探究点一问题3:如图所示,篮球离开手后的瞬间,这样画篮球的受力和加速度对吗?若不对,应该如何画?(不计阻力) 注意:力、加速度、速度的关系【合作探究】探究点一【针对训练】1.下列对牛顿第二定律的表达式及其变形公式的理解,正确的是
A.由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比
B.由m=F/a可知,物体的质量与其所受合力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受合力成正比,与其质量成反比
D.由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出
2.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,一定处于静止状态 【合作探究】探究点二 问1:取什么为研究对象?运动分几个阶段? 问2:第一阶段,汽车做什么运动?受力如何?
如何求加速度a? 问3:第二阶段,汽车做什么运动?受力如何?
如何求合力? 如何求加速度a?【合作探究】探究点二 问1:取什么为研究对象?如何求加速度a? 问2:物体受力如何?如何求合力?总结1、明确研究对象2、受力分析、运动分析,
画出受力分析图3、选定正方向,
建立直角坐标系4、选正方向,根据
牛顿运动定律和运动学
公式建立方程并求解注意:各量统一用国际单位制的单位.课件10张PPT。4.3 牛顿第二定律【合作探究】探究点二光滑水平面上有一个物体,质量是2kg,受到互成120°角的两个水平方向的力F1和F2的作用,两个力的大小都是10N。这个物体的加速度是多大? 1:以物体为研究对象2:由牛顿第二定律求a3:受力分析求合力【合作探究】探究点二光滑水平面上有一个物体,质量是2kg,受到互成120°角的两个水平方向的力F1和F2的作用,两个力的大小都是10N。这个物体的加速度是多大? 正交分解法
平行四边形法
600F1F2600yxoF1xF1yF2xF1y分析 应先求出合力F合.然后用牛顿第二定律求出加速度.解:以物体为研究对象,受力分析如图物体所受合力
F合=F1cos60°+F2cos60°∵F1=F2由牛顿第二定律:2F1cos60°= ma得物体的加速度:使一个坐标轴的方向是加速度的方向4.光滑水平面上有一个质量是2kg的物体,它在水平方向上受到互成90°角的两个力的作用,这两个力都是14N,这个物体加速度的大小是多少?沿什么方向? 【针对训练】解:根据平行四边形定则如图,
这两个力的合力为:F=2×14×cos 45°N=19.8 N由牛顿第二定律得加速度的大小为:加速度的方向为:与两个分力成45°夹角。 某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,当达到100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度应为多大?假定试车过程中汽车受到的阻力不变。 【合作探究】探究点二关闭发动机后,得此时加速度为由牛顿第二定律得汽车受到的阻力重新起步加速,由牛顿第二定律F-f阻=ma2
得所求加速度:解:以汽车为研究对象,受力分析如图
v0=100km/h=27.8m/s大小大小5.水平路面上质量是30kg的手推车,在受到60N的水平推力时做加速度为1.5m/s2的匀加速运动。如果撤去推力,车的加速度是多少? 【针对训练】解:以手推车为研究对象,受力分析如图
受水平推力时,
根据牛顿第二定律:F-F阻=ma,
F阻=F-ma=60 N-30×1.5 N=15 N,
撤去推力后,
由牛顿第二定律:F阻=ma′,加速度方向与推力的方向相反。大小当方向已知直接用+或-,符号只代表大小
当方向未知用+,符号代表矢量1.关于速度、加速度、合外力间的关系,下列说法不正确的是
A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力越大
B.物体的速度为零,加速度为零,则所受的合外力为零
C.物体的速度为零,加速度可能很大,则所受的合外力也可能很大
D.物体的速度很大,加速度可能为零,则所受的合外力也可能为零
2.在粗糙水平面上的物体在水平拉力F的作用下沿F方向做匀加速直线运动,在力F逐渐减小至零的过程中,物体的加速度( )
A.逐渐减小至零 B.先增大后减小
C.先减小后增大 D.无法确定【巩固训练】a一定与F合一致,a与v无必然联系√√【巩固训练】4.如图所示,水平地面的动摩擦因数为μ,物体A的质量为m,在与水平方向夹角为θ的斜向上外力F的作用下沿粗糙水平地面向右做匀加速直线运动,求加速度大小。【巩固训练】3.(1)质量为10kg的物体放在光滑的倾角为37°的斜面上,由静止开始下滑,求下滑时加速度的大小。(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(2)质量为10kg的物体以某一初速度v0冲上光滑的倾角为37°的斜面,求其上滑时加速度的大小。(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(3)质量为10kg的物体放在动摩擦因数为0.5的倾角为37°的粗糙斜面上,由静止开始下滑,求下滑时加速度的大小。(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(4)质量为10kg的物体以某一初速度v0冲上动摩擦因数为0.5的倾角为37°的粗糙斜面,求其上滑时加速度的大小。(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2) 课件8张PPT。4.3 牛顿第二定律4.如图所示,水平地面的动摩擦因数为μ,物体A的质量为m,在与水平方向夹角为θ的斜向上外力F的作用下沿粗糙水平地面向右做匀加速直线运动,求加速度大小。【巩固训练】解:以物体为研究对象,受力分析和正交分解如图。
由牛顿第二定律和平衡条件得
Fcosθ – f= ma,
Fsin θ + N=mg,
f=μN,
得加速度的大小【巩固训练】3.(1)质量为10kg的物体放在光滑的倾角为37°的斜面上,由静止开始下滑,求下滑时加速度的大小。(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)解:以物体为研究对象,受力分析和正交分解如图。
由牛顿第二定律mgsin37°= ma1
得加速度的大小
a1 =gsin37°=10×0.6 m/s2 =6 m/s2 【巩固训练】(2)质量为10kg的物体以某一初速度v0冲上光滑的倾角为37°的斜面,求其上滑时加速度的大小。(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)解:以物体为研究对象,受力分析和正交分解如图。
由牛顿第二定律mgsin37°= ma2
得加速度的大小
a2 =gsin37°=10×0.6 m/s2 =6 m/s2 【巩固训练】(3)质量为10kg的物体放在动摩擦因数为0.5的倾角为37°的粗糙斜面上,由静止开始下滑,求下滑时加速度的大小。(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)解:以物体为研究对象,受力分析和正交分解如图。
由牛顿第二定律和平衡条件得
mgsin37° – f= ma3,
N= mgcos37°,
f=μN,
得加速度的大小
a3 =g(sin37° – μcos37°)
=10×(0.6-0.5 ×0.8) m/s2 =2 m/s2【巩固训练】解:以物体为研究对象,受力分析和正交分解如图。
由牛顿第二定律和平衡条件得
mgsin37° + f= ma4,
N= mgcos37°,
f=μN,
得加速度的大小
a4 =g(sin37° + μcos37°)
=10×(0.6 + 0.5 ×0.8) m/s2 =10 m/s2(4)质量为10kg的物体以某一初速度v0冲上动摩擦因数为0.5的倾角为37°的粗糙斜面,求其上滑时加速度的大小。(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2) 问题5:如右图所示,质量分别为mA=m和mB=2m的A和B两球用轻弹簧连接,A球用细绳悬挂起来,两球均处于静止状态.如果将悬挂A球的细线剪断,此时A和B两球的瞬时加速度各是多少?【合作探究】探究点三【针对训练】6.质量分别为mA=m和mB=2m的A和B两球均处于静止状态.
(1)如图甲,A球用细绳悬挂起来,AB两球间用轻绳连接,剪断悬挂A球的细线的瞬间,A、B的加速度分别为多大?
(2)如图乙,A球用轻弹簧悬挂起来,AB两球间用细绳连接,如果把AB之间的细绳剪断则A、B两球的瞬时加速度各是多少?课件4张PPT。4.3 牛顿第二定律【针对训练】6.质量分别为mA=m和mB=2m的A和B两球均处于静止状态.
(1)如图甲,A球用细绳悬挂起来,AB两球间用轻绳连接,剪断悬挂A球的细线的瞬间,A、B的加速度分别为多大?
(2)如图乙,A球用轻弹簧悬挂起来,AB两球间用细绳连接,如果把AB之间的细绳剪断则A、B两球的瞬时加速度各是多少?(1)aA=aB=g,方向竖直向下。
(2)aA=2g,方向竖直向上;
aB=g,方向竖直向下 3.如右图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有( )
A.a1=g,a2=g
B.a1=0,a2=g
C.a1=0,a2=(m+M)g/M
D.a1=g,a2 =(m+M)g/M 【能力提升】2.质量为m的物体放在倾角为α的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为μ,如沿水平方向加一个力F,使物体沿斜面向上做匀加速直线运动,求加速度a的大小。 解:以物体为研究对象,受力分析和正交分解如图。
由牛顿第二定律和平衡条件得
Fcosα – mgsinα – f= ma,
N=mgcosα + Fsinα,
f=μN,
得加速度的大小