鲁科版_必修1_ 第6章 力与运动 _ 第2节 牛顿第二定律课件30张PPT

第3节 牛顿第二定律
自主探究：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以产生加速度，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矛盾吗？应该怎样解释这个现象？
答案：不矛盾.因为箱子所受合力为零，牛顿第二定律中的F指合力.
解析：小球所受到的合外力等于弹簧对小球的弹力FN，方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，由于小球与小车相对静止，所以小车具有向右的加速度.由于小车的速度方向可能向左，也可能向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动.选项AD正确.
答案：AD.
思维总结： （1）a与F合方向相同，故可由F合的方向判断a的方向，也可由a的方向判断F合的方向.
（2）本题也可由惯性的知识求解.
针对训练1－1：在平直公路上行驶的汽车底板上有一木箱，关于木箱所受摩擦力的情况，正确的是（ ）
A.当木箱随汽车一起匀加速前进时，木箱受到指向后方的摩擦力
B.当木箱随汽车一起匀速前进时，木箱不受摩擦力
C.当木箱随汽车一起加速前进，汽车的加速度逐渐减小时，木箱所受摩擦力仍向前，但大小逐渐减小
D.当木箱随汽车一起减速前进时，木箱受到指向后方的摩擦力
解析：木箱随汽车一同前进时，如果汽车匀速前进，木箱不受摩擦力，故B正确；当汽车做变速运动时，木箱在运动方向上只受摩擦力作用，摩擦力提供加速度，根据牛顿第二定律F=ma知，加速度a与摩擦力Ff方向一致，大小变化相等.当汽车匀加速运动时，a的方向向前，故Ff方向向前，排除A.由a与Ff的对应关系，知a减小，Ff减小，故C正确.当汽车减速运动时，a的方向向后，故Ff方向向后，故D正确.
答案：BCD.
【例2】 在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体，当它所受的合力逐渐减小而方向不变时，物体的（ ）
A.加速度越来越大，速度越来越大
B.加速度越来越小，速度越来越小
C.加速度越来越大，速度越来越小
D.加速度越来越小，速度越来越大
解析：开始时物体做匀加速直线运动，说明合力方向与速度方向相同.当合力逐渐减小时，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度在逐渐减小.但合力的方向始终与物体运动的方向相同，物体仍做加速运动，速度仍在增加，只是单位时间内速度的增加量在减小，即速度增加得慢了.正确选项为D.
答案：D.
思维总结： 合力F与加速度a有瞬时对应性，但合力F（或加速度a）与速度v无瞬时对应性，有F（或a）不一定立即产生速度v.
知识点三：利用牛顿第二定律求瞬时加速度
在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型.全面准确地理解它们的特点，可帮助我们灵活正确地分析问题.
1.这些模型的共同点
都是质量可忽略的理想化模型，都会发生形变而产生弹力，同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关.
2.这些模型的不同点
（1）轻绳：只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力物体，不能承受压力；认为绳子不可伸长，即无论绳子所受拉力多大，长度不变（只要不被拉断）；绳子的弹力可以发生突变——瞬时产生，瞬时改变，瞬时消失.
（2）轻杆：既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方向不一定沿着杆；认为杆既不可伸长，也不可缩短，杆的弹力也可以发生突变.
（3）轻弹簧：既能承受拉力，也可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线，受力后发生较大形变，弹簧的长度既可变长，又可变短，遵循胡克定律（在弹性限度内）；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故弹簧的弹力不能突变，在极短时间内可认为弹力不变.
（4）橡皮条：只能承受拉力，不能承受压力；其长度只能变长，不能变短，同样遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故橡皮条的弹力同样不能突变.
【例3】 如图（甲）、（乙）所示，图中细线均不可伸长，两小球均处于平衡状态且质量相同.如果突然把两水平细线剪断，剪断瞬间小球A的加速度的大小为_______，方向为_________；小球B的加速度的大小为_______，方向为________；(甲)中倾斜细线OA与(乙)中弹簧的拉力之比为________（θ角已知）.
思路点拨：水平细线剪断瞬间拉力突变为零，图(甲)中OA绳拉力由FT突变为FT1，但是图(乙)中OB弹簧要发生形变需要一定时间，弹力不能突变.
2.求加速度的一般步骤
（1）确定研究对象.
（2）进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图.
（3）建立坐标系，或选取正方向，写出已知量，根据定律列方程.
（4）统一已知量单位，代值求解.
（5）检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解.
答案：（1）7.5 m/s2 方向水平向右 车厢可能向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动 （2）12.5 N
方法总结：（1）应用牛顿第二定律解题时，正确选取研究对象及受力分析至关重要，本题中分析车厢的运动要考虑它的双向性，加速度a一定与F合同向，但速度不一定与加速度同方向.
（2）合成法常用于两个互成角度的共点力的合成，正交分解法常用于三个或三个以上互成角度的共点力的合成.