人教版物理必修1同步教学课件：第4章 3牛顿第二定律31张PPT

课件31张PPT。3　牛顿第二定律第四章　牛顿运动定律知识探究典例精析达标检测1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义.
2.知道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简单的实际问题.一、牛顿第二定律　力的单位答案知识探究导学探究知识梳理牛顿第二定律和力的单位
(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＝ ，式中k是比例系数，F是物体所受的 .国际单位制中k＝1.
(3)F与a具有 对应关系.
(4)牛顿第一定律不是实验定律，牛顿第二定律 (填“是”或“不是”)实验定律.答案正比反比相同kma合力瞬时是即学即用(多选)下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是(　　)
A.由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速
度成反比解析答案B.由m＝ 可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度
成反比
C.由a＝ 可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比
D.由m＝ 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外
力求出答案　CD二、力的单位答案在F＝kma关系中，k的选取可以是任意的吗？满足哪些条件？导学探究答案　k的选取有一定的任意性，k在F、m、a都用国际单位时k＝1.知识梳理力的国际单位：牛顿，简称 ，符号为 .
“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫做1 N，即1 N＝ .答案牛N1 kg·m/s2即学即用关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是(　　)
A.公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取
B.使质量是1 kg的物体产生1.5 m/s2的加速度的力叫做1 N
C.公式F＝ma中，a实际上是作用于物体上每一个力所产生的加速度的矢
量和
D.物体的运动方向一定与它所受合外力的方向一致解析答案返回解析　各物理量必须选用国际单位制中的单位，牛顿第二定律才可写成F＝ma的形式，否则比例系数k≠1，所以选项A错误；
牛顿第二定律表述的是某一时刻合力与加速度的对应关系，它既表明F、m、a三者在数值上的对应关系，同时也表明合力的方向与加速度的方向是一致的，即矢量对应关系，但合力方向与速度方向不一定相同，所以选项B、D错误；
由力的独立作用原理，作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度，与其他力的作用无关，物体的加速度是每个力所产生的加速度的矢量和，故选项C正确.
答案　C返回例1　下列对牛顿第二定律的理解正确的是(　　)
A.由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比
B.牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
C.加速度的方向总跟合外力的方向一致
D.当外力停止作用时，加速度随之消失典例精析一、对牛顿第二定律的理解解析答案总结提升解析　虽然F＝ma，但F与a无关，因a是由m和F共同决定的，即a∝ 且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；a与F的方向永远相同.综上所述，可知A、B错误，C、D正确.CD牛顿第二定律的四个性质
(1)矢量性：合外力的方向决定了加速度的方向，合外力方向变，加速度方向变，加速度方向与合外力方向一致.
(2)瞬时性：加速度与合外力是瞬时对应关系，它们同生、同灭、同变化.
(3)同体性：a＝ 中各物理量均对应同一个研究对象.因此应用牛顿第二定律解题时，首先要处理好的问题是研究对象的选取.总结提升针对训练　(多选)一物体随气球匀速上升，某时刻物体从气球上脱落，则物体离开气球的瞬间(不计空气阻力)(　　)
A.物体的加速度为零
B.物体的加速度为g
C.物体立即向下运动
D.物体仍具有向上的速度解析　物体离开气球，只受重力作用，所以加速度为g，A错误，B正确；
脱落瞬间由于惯性仍具有向上的速度，C错误，D正确.BD解析答案二、牛顿第二定律的简单应用解析答案例2　如图1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°角斜向下的推力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，cos 37°＝0.8)图1解析　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：Fcos 37°－Ff＝ma ①
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例3　如图2所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力F＝20 N拉物体由A点开始运动，经过8 s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止.求：(g＝10 m/s2)
(1)在拉力F作用下物体运动的加速度大小；解析答案图2解析　(1)对物体受力分析，如图所示
竖直方向mg＝FN
水平方向，由牛顿第二定律得F－μFN＝ma1答案　0.5 m/s2　(2)撤去拉力时物体的速度大小；解析答案解析　撤去拉力时物体的速度v＝a1t
解得v＝4 m/s
答案　4 m/s　解析答案(3)撤去拉力F后物体运动的距离.解析　撤去拉力F后由牛顿第二定律得
－μmg＝ma2
解得a2＝－μg＝－2 m/s2
由0－v2＝2a2x答案　4 m方法提炼返回1.解题步骤
(1)确定研究对象.
(2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动示意图.
(3)求合力F或加速度a.
(4)根据F＝ma列方程求解.
2.两种求合力的方法
(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，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同.方法提炼(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.①建立坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(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.
返回达标检测1.关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是(　　)
A.由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力一定大
B.牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小
C.由F＝ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比
D.对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，而且在
任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合外力方向一致解析答案12345解析　加速度是由合外力和质量共同决定的，故加速度大的物体，所受合外力不一定大，质量大的物体，加速度不一定小，选项A、B错误；
物体所受到的合外力与物体的质量无关，故C错误；
由牛顿第二定律可知，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，并且加速度的方向与合外力方向一致，故D选项正确.
答案　D12345解析答案2.(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动情况为(　　)
A.速度不断增大，但增大得越来越慢
B.加速度不断增大，速度不断减小
C.加速度不断减小，速度不断增大
D.加速度不变，速度先减小后增大123451234解析　水平面光滑，说明物体不受摩擦力作用，物体所受到的水平力即为其合外力.力逐渐减小，合外力也逐渐减小，由公式F＝ma可知：当F逐渐减小时，a也逐渐减小，但速度逐渐增大.
答案　AC53. (多选)一辆小车在水平面上运动，悬挂的摆球相对小车静止并与竖直方面成θ角，如图3所示，下列说法正确的是(　　)解析答案1234A.小车一定向左做匀加速直线运动
B.小车的加速度大小为gtan θ，方向向左
C.悬绳的拉力一定大于小球的重力
D.小球所受合外力方向一定向右图35解析　小球受重力和拉力作用(如图所示)解析答案1234把FT沿水平和竖直方向分解后有FTsin θ＝ma
FTcos θ＝mg答案　BC512344.如图4所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上.现用大小为40 N、与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做匀加速运动(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8).
(1)若水平面光滑，物体的加速度是多大？解析答案图4解析　水平面光滑时物体的受力情况如图甲所示
由牛顿第二定律：Fcos 37°＝ma1 ①
解得a1＝8 m/s2 ②答案　8 m/s2　51234(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多大？解析答案解析　水平面不光滑时，物体的受力情况如图乙所示
Fcos 37°－f＝ma2 ③
N′＋Fsin 37°＝mg ④
f＝μN′ ⑤
由③④⑤得：
a2＝6 m/s2答案　6 m/s255. 如图5所示，自动扶梯与水平面夹角为θ，上面站着质量为m的人，当自动扶梯以加速度a加速向上运动时，求扶梯对人的弹力FN和扶梯对人的摩擦力Ff.图5解析答案12345返回解析　解法一　建立如图甲所示的直角坐标系，人的加速度方向正好沿x轴正方向，由题意可得，x轴方向：Ffcos θ＋FNsin θ－mgsin θ＝ma，y轴方向：FNcos θ－Ffsin θ－mgcos θ＝0，解得FN＝mg＋masin θ，Ff＝macos θ.解法二　建立如图乙所示的直角坐标系(水平向右
为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向).由于人的加
速度方向是沿扶梯向上的，这样建立直角坐标系
后，在x轴方向和y轴方向上各有一个加速度的分量，
其中x轴方向的加速度分量ax＝acos θ，y轴方向的加速度分量ay＝asin θ，根据牛顿第二定律有，x轴方向：Ff＝max，y轴方向：FN－mg＝may，解得FN＝mg＋masin θ，Ff＝macos θ.12345答案　mg＋masin θ　macos θ返回