高中物理 5.2《牛頓第二定律》課件 魯科版必修1

1、物理：５．２《牛頓第二定律》課件PPT（魯科版必修1）,,牛頓第二定律,要點·疑點·考點,課 前 熱 身,能力·思維·方法,延伸·拓展,要點·疑點·考點,一、牛頓第二定律 1.定律內容：物體的加速度跟所受的合外力大小成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相.,要點·疑點·考點,2.表達式：F=ma注：(1)定律的表達式雖寫成

2、F=ma，但不能認為物體所受外力大小與加速度大小成正比，與物體質量成正比(2)式中的F是物體所受的合外力，而不是其中的某一個力當然如果F是某一個力或某一方向的分量，其加速度也是該力單獨產生的或者是在某一方向上產生的(3)為了理解牛頓第二定律，最好把公式寫成a=F/m.,要點·疑點·考點,二、應用牛頓第二定律的基本步驟 1.明確研究對象根據題意選取某一物體作為研究對象，往往是解題的第一要點 2.分

3、析物體的受力和運動狀態(tài)通過把研究對象隔離出來(隔離法)，抓住力的本質特征，按順序分析受力情況再弄清物體是如何運動的分析的同時畫出物體受力及運動過程的示意圖,要點·疑點·考點,3.選取正方向，列方程畫好受力圖后，要規(guī)定正方向或建立直角坐標系，把各力分解，然后列出牛頓第二定律的表達式 4.解方程、檢驗.求出結果后，要養(yǎng)成檢驗的好習慣，看看結果是否符合題意或實際情況.,,課 前 熱 身,1.質量為2kg的物

4、體，受到大小分別為2N、3N、4N的三個共點力的作用，則物體的加速度大小可能是(ABC) A.0 B.2m/s2 C.4m/s2 D.5m/s2,課 前 熱 身,2.物體運動的速度方向、加速度方向與物體所受合外力方向的關系是：(BD) A.速度方向、加速度方向、合外力方向三者總是相同的 B.速度方向可與加速度方向成任何夾角，但加速度方向總是與合外力方向相同 C.速度方向總是和合外力方向相同，而加速度方向可能和

5、合外力相同，也可能不同 D.速度方向、加速度方向、合外力方向之間可以成任意夾角,課 前 熱 身,3.把一個質量為0.5kg的物體掛在彈簧秤下，在電梯中看到彈簧秤的示數為3N，g取10 m/s2，則可知電梯的運動情況可能是(BC) A.以4m/s2的加速度加速上升 B.以4m/s2的加速度減速上升 C.以4m/s2的加速度加速下降 D.以4m/s2的加速度減速下降,課 前 熱 身,4.物體在與其初速度始終共線的合外

6、力F的作用下運動取v0方向為正時，合外力F隨時間t的變化情況如圖3-2-1所示，則在0～t1這段時間內(C),課 前 熱 身,A.物體的加速度先減小后增大，速度也是先減小后增大 B.物體的加速度先增大后減小，速度也是先增大后減小 C.物體的加速度先減小后增大，速度一直在增大 D.物體的加速度先減小后增大，速度一直在減小,,能力·思維·方法,【例1】跳起摸高是現今學生常進行的一項活動，小明同學身高1.8m

7、，質量65kg，站立舉手達到2.2m高，他用力蹬地，經0.45s豎直離地跳起，設他蹬地的力大小恒為1060N，則他跳起可摸到的高度為多少?(g=10m/s2),能力·思維·方法,【解析】人要起跳，先是重心下降，用腳蹬地后重心上升，在蹬地過程中人的受力為重力和地面給人的支持力(大小等于人蹬地的力).由牛頓定律得：F-mg=ma，∴a=(F-mg)/m=(1060-65×10)/65≈6.3m/s2.由v

8、=at=6.3×0.45=2.8m/s2.即為人離開地時的初速度.離地后人做豎直上拋運動，其重心上升高度h=v2/(2g)=2.82/(2×10)=0.4m.故其跳起可摸到的高度H=2.2+0.4=2.6m.,能力·思維·方法,【解題回顧】此題屬于已知受力求運動情況的題型，且與學生的生活實際緊密相連，解題關鍵是把生活實際現象去抽象或轉變成物理過程，進行受力分析，由牛頓第二定律求出加速度a，再應

9、用運動學公式求位移.,能力·思維·方法,【例2】如圖3-2-2所示，在原來靜止的木箱內，放有A物體，A被一伸長的彈簧拉住且恰好靜止現突然發(fā)現A被彈簧拉動，則木箱的運動情況可能是(ABD) A.加速下降 B.減速上升 C.勻速向右運動 D.加速度向左運動,能力·思維·方法,【解析】木箱未運動前，A物體處于受力平衡狀態(tài)，受力情況為：重力mg，箱底的支持力N，彈簧拉力F和最大的靜摩擦力

10、fm(向左)由平衡條件知 mg=N,F=fm由于發(fā)現A被彈簧向右拉動(已知)，可能有兩種原因，一種是由A向右拉動推知，F＞fm′(新情況下的最大靜摩擦力)，可見fm＞fm′，即是最大靜摩擦力減小了，由fm=μN知正壓力的N減小了，即發(fā)生了失重現象，故物體運動的加速度必然豎直向下，所以木箱的運動情況可能是加速下降或減速上升，故A、B正確.另一種原因是木箱向左加速運動，由于慣性原因，木塊必然向右滑動，故D正確.綜上

11、所述，正確答案應為ABD.,能力·思維·方法,【解題回顧】解決本題的關鍵是理解使A運動狀態(tài)變化的原因。系統(tǒng)車豎直方向運動時，由于正壓力變化導致最大靜摩擦力變化，使A失去平衡。水平向左加速時，只有減小彈力才能使A合力向左.,能力·思維·方法,【例4】據報道，一輛轎車高速強行超車時，與迎面馳來的另一輛相同轎車相撞.兩車相撞后連為一體，兩車身因碰撞擠壓，皆縮短了約0.5m，據測算相撞時兩車速均約為109

12、km/h，試求碰撞過程中車內質量為60kg的人受到的平均沖擊力約為多少?(運算過程及結果均保留兩位有效數字),能力·思維·方法,【解析】兩車相碰時認為人隨車一起做勻減速運動直到停止，此過程位移s=0.5m，設人隨車做勻減速運動的加速度為a，初速為v０≈30m/s，則有v2 ０ =2as，得a=v2 ０ /(2s)=302/(2×0.5)=900m/s2.對人由牛頓第二定律得(設人受車的沖擊力為F)∴F=

13、ma=60×900N=5.4×104N.,能力·思維·方法,【解題回顧】此題屬于已知運動情況求受力情況的題型.由題解可見，基本思路是由運動學公式求出加速度，再選擇適當研究對象用牛頓第二定律求受力即可.本題的一個難點是要求學生能運用學過的荃知識解決實際問題，學會把撞車過程抽象為質點做勻減速度。,,延伸·拓展,【例5】風洞實驗中可產生水平方向、大小可調節(jié)的風力現將一套有小球的細直桿放入風洞

14、實驗室，小球孔徑略大于細桿直徑，如圖3-2-5所示.,延伸·拓展,(1)當桿在水平方向上固定時，調節(jié)風力的大小，使小球在桿上做勻速運動，這時小球所受的風力為小球所受重力的0.5倍.求小球與桿間的動摩擦因數 (2)保持小球所受風力不變，使桿與水平方向間夾角為37°并固定，則小球從靜止出發(fā)在細桿上滑下距離s所需時間為多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8),延伸·拓展,【

15、解析】本題主要考查應用牛頓運動定律解決實際問題的能力題中將套有小球的細直桿放在我們比較陌生的風洞實驗里，題目比較新穎，同時也考查了學生理解能力及靈活應用知識的能力 (1)設小球所受的風力為F，小球質量為m. 小球在桿上勻速運動時，F=?mg， 得? =F/mg=0.5mg/mg=0.5.,延伸·拓展,(2)設桿對小球的支持力為N，摩擦力為f，小球受力情況如圖3-2-6所示，將F、mg沿桿方向和垂直桿方向正交分解

16、，根據牛頓第二定律得,圖3-2-6,延伸·拓展,Fcos?+mgsin?-f=ma，①N+Fsin? =mgcos? ,②f=?N，③由①②③可解得a=(Fcos?+mgsin?-f)/m=3/4g.又∵s=(1/2)at2，,延伸·拓展,【解題回顧】解本題第(1)問時，球受到的支持力等于其重力；解第(2)問時，支持力不再等于其重力這一點是許多同學解題過程中容易出現的錯誤.另外，還要避免在斜面上的物體受到