3.3 牛顿第二定律课件 24张PPT

牛顿第二定律
物体的运动状态发生变化,即速度发生变化，物体有加速度
加速度的大小可能与哪些因素有关呢？
“力”是促使物体运动状态改变的原因,力似乎“促使”加速度的产生；
质量是物体惯性的量度,而惯性是保持运动状态不变的性质,所以质量似乎“阻碍”加速度的产生。
知识回顾
a可能与F、m有关系。
研究方法——
课题探索与研究:
（1）研究方法：
“a”与“F”、“m” 均有关系，应该从何处入手呢？
所以本次的探究思路应确定为两个方面：
①探究质量一定时，加速度与受力的关系；
②探究受力一定时，加速度与质量的关系。
最后：综合得出三者的关系。
控制变量法
实验验证
二、如何控制变量？：
实验原理
实验设计
一、如何测定加速度？
初速为0时，x=at2/2
t相同时，a∝x，通过测x来测a .
　1.如何保持质量一定？
　利用两个质量相同的小车来做实验。
　2.如何保持F一定？
　利用挂同一钩码的小车来做实验。
55:20
F∝ ma
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
牛顿第二定律
F=kma
如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成
F=ma
二 牛顿第二定律
从F=ma可知：无论一个多小的力F都可以使物体产生加速度a，可是蚂蚁用力却推不动放在水平地面上的一块砖，这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？ （提示：砖头受力如何？），
思考与讨论
牛顿第二定律进一步的表述为：
内容：物体的加速度的大小与合外力成正比.与质量成反比.加速度方向与合外力方向相同.
F合=ma
(1)同体性:
a 、F、m对应于同一物体
牛顿第二定律内容中前半句话的“物体”是指同一个物体吗?
牛顿第二定律内容中后半句话： 加速度的方向跟作用力的方向相同。
F
A
光滑水平面
F和a都是矢量, 牛顿第二定律F=ma是一个矢量式, 它反映了加速度方向始终跟合力方向相同, 而速度方向与合力方向无必然联系
(2)矢量性:
a与F 的方向总是相同
F
A
光滑水平面
物体受到拉力F之前静止 物体受到拉力F之后做什么运动? 撤去拉力F后，物体做什么运动? F增大、减小时，a怎样?
物体的加速度随合力的变化而变化, 存在瞬时对应的关系.
(3)同时（瞬时）性: a与F是瞬时对应关系
a与F总是同生同灭同变化
F
A
光滑水平面
物体还受哪几个力?
G
N
G与N分别产生加速度吗?
作用在物体上的每个力都将独立产生各自的加速度，与物体是否受其他力无关。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。
(4)独立性:每个力各自独立地能使物体产生一个加速度
(4)独立性:每个力各自独立地使物体产生一 个加速度
(2)矢量性:a与F 的方向总是相同
(3)同时（瞬时）性:a与F总是同生同灭同变化
(5)因果性:m是内因、 F是外因;
a由F、m共同决定
(6)相对性:惯性参照系 (地面系)
(7)统一性:统一用国际制的单位
(1)同体性:F、m、a对应于同一物体
3.理解:
二、对牛顿运动定律的理解：
F合一定
a一定
匀变速运动
例：自由落体
F合变化
a变化
非匀变速运动
F合=0
a=0
静止或
匀速运动
平衡状态
指出了力和运动的关系
圆周运动
质量m一定时
适用条件：低速运动的物体、惯性参照系。
静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，则在力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是 ( )
A、物体立即获得加速度和速度
B、物体立即获得加速度，但速度仍为零
C、物体立即获得速度，但加速度仍为零
D、物体的速度和加速度均为零
B
下列说法正确的是：
A.物体的运动方向一定跟合外力的方向相同
B .物体的加速度方向一定跟合外力的方向相同
C. 物体合外力减小时，加速度一定减小
D.物体合外力减小时，速度一定减小
E.受恒力作用的物体加速度大小一定不变　　
巩固练习
三、反馈练习：
3、汽球吊着重物以5m/S的速度上升，若绳子突然断裂，断裂瞬间重物的加速度和速度分别为多大？
4、如图所示，质量分别为M和m的物体用一细线连接在一起并挂在一弹簧上，如图。当烧断细线的一瞬间，M与m的加速度分别为多大？
M: 　　　方向竖直向上
m: 　　　方向竖直向下
物理公式反映各物理量间的数量关系，同时也确定了个物理量的单位关系
只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。
这些被选定的物理量就叫做基本量，它们的单位叫做基本单位。
由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，叫做导出单位。
基本单位和导出单位一起组成了单位制
1、基本单位 ：
（1）SI制中力学选长度单位：米（m ）
质量单位：千克（kg）
时间单位：秒（s ）
（2）物理学中的七个基本单位（SI制）
物理量名称
单位名称
单位符号
长度
米
m
质量
千克(公斤)
kg
时间
秒
s
电流
安(培)
A
热力学温度
开(尔文)
K
发光强度
坎(德拉)
cd
物质的量
摩(尔)
mol
国际单位制
例举物理公式：
单位是m/s
单位是m/s2
单位是kgm/s2简称牛顿
2、导出单位：
例2、 一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下：
a：5s末的速度是多大？b：5s内通过的位移是多大？
简化后的解题过程：
四、力学单位制在解题中的应用
（1）在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可。
（2）物理公式反映各物理量间的数量关系，同时也确定了个物理量的单位关系，因此在解题时可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误
牛顿第二定律入门题
例1.一个物体的受力情况如右图所示，物体以a=5m/s2的加速度水平向右做匀加速运动，请根据题中数据求物体与水平面间的动摩擦因数。
例2. 如右图所示，小球随小车一起以a=5m/s2的加速度水平向右做匀加速运动，求杆对小球弹力的大小，并作出求方向。 g=5m/s2
例3.一汽车在平直公路上以初速度v0做匀减速直线运动，已知其与地面的动摩擦因数为μ，求其刹车时的加速度大小；刹车时间；刹车距离？
例4.如图一物块沿倾角为θ的斜面下滑，若斜面光滑求其下滑的加速度a？若其与斜面的动摩擦因数为μ则加速度又为？
牛顿第二定律解题步骤
确定研究对象
进行受力分析和运动状态的分析
选定正方向或者建立坐标系进行正交分解 一般以加速度为正向或者一坐标轴正向）
求出合力
根据牛顿第二定律列出方程
统一单位求解方程
对结果进行讨论