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(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn),課 前 熱 身,能力·思維·方法,延伸·拓展,要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn),一、牛頓第二定律 1.定律內(nèi)容：物體的加速度跟所受的合外力大小成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相.,要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn),2.表達(dá)式：F=ma注：(1)定律的表達(dá)式雖寫成

2、F=ma，但不能認(rèn)為物體所受外力大小與加速度大小成正比，與物體質(zhì)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(gè)力當(dāng)然如果F是某一個(gè)力或某一方向的分量，其加速度也是該力單獨(dú)產(chǎn)生的或者是在某一方向上產(chǎn)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(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn),二、應(yīng)用牛頓第二定律的基本步驟 1.明確研究對象根據(jù)題意選取某一物體作為研究對象，往往是解題的第一要點(diǎn) 2.分

3、析物體的受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)通過把研究對象隔離出來(隔離法)，抓住力的本質(zhì)特征，按順序分析受力情況再弄清物體是如何運(yùn)動(dòng)的分析的同時(shí)畫出物體受力及運(yùn)動(dòng)過程的示意圖,要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn),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(biāo)系，把各力分解，然后列出牛頓第二定律的表達(dá)式 4.解方程、檢驗(yàn).求出結(jié)果后，要養(yǎng)成檢驗(yàn)的好習(xí)慣，看看結(jié)果是否符合題意或?qū)嶋H情況.,,課 前 熱 身,1.質(zhì)量為2kg的物

4、體，受到大小分別為2N、3N、4N的三個(gè)共點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的速度方向、加速度方向與物體所受合外力方向的關(guān)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(gè)質(zhì)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(shù)為3N，g取10 m/s2，則可知電梯的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)取v0方向?yàn)檎龝r(shí)，合外力F隨時(shí)間t的變化情況如圖3-2-1所示，則在0～t1這段時(shí)間內(nèi)(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(xiàn)今學(xué)生常進(jìn)行的一項(xiàng)活動(dòng)，小明同學(xué)身高1.8m

7、，質(zhì)量65kg，站立舉手達(dá)到2.2m高，他用力蹬地，經(jīng)0.45s豎直離地跳起，設(shè)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(shí)的初速度.離地后人做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)情況的題型，且與學(xué)生的生活實(shí)際緊密相連，解題關(guān)鍵是把生活實(shí)際現(xiàn)象去抽象或轉(zhuǎn)變成物理過程，進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律求出加速度a，再應(yīng)

9、用運(yùn)動(dòng)學(xué)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(nèi)，放有A物體，A被一伸長的彈簧拉住且恰好靜止現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)A被彈簧拉動(dòng)，則木箱的運(yùn)動(dòng)情況可能是(ABD) A.加速下降 B.減速上升 C.勻速向右運(yùn)動(dòng) D.加速度向左運(yùn)動(dòng),能力·思維·方法,【解析】木箱未運(yùn)動(dòng)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(xiàn)A被彈簧向右拉動(dòng)(已知)，可能有兩種原因，一種是由A向右拉動(dòng)推知，F(xiàn)＞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(yùn)知正壓力的N減小了，即發(fā)生了失重現(xiàn)象，故物體運(yùn)動(dòng)的加速度必然豎直向下，所以木箱的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，由于慣性原因，木塊必然向右滑動(dòng)，故D正確.綜上

11、所述，正確答案應(yīng)為ABD.,能力·思維·方法,【解題回顧】解決本題的關(guān)鍵是理解使A運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因。系統(tǒng)車豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于正壓力變化導(dǎo)致最大靜摩擦力變化，使A失去平衡。水平向左加速時(shí)，只有減小彈力才能使A合力向左.,能力·思維·方法,【例4】據(jù)報(bào)道，一輛轎車高速強(qiáng)行超車時(shí)，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(jù)測算相撞時(shí)兩車速均約為109

12、km/h，試求碰撞過程中車內(nèi)質(zhì)量為60kg的人受到的平均沖擊力約為多少?(運(yùn)算過程及結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),能力·思維·方法,【解析】兩車相碰時(shí)認(rèn)為人隨車一起做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止，此過程位移s=0.5m，設(shè)人隨車做勻減速運(yùn)動(dòng)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(shè)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(yùn)動(dòng)情況求受力情況的題型.由題解可見，基本思路是由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度，再選擇適當(dāng)研究對象用牛頓第二定律求受力即可.本題的一個(gè)難點(diǎn)是要求學(xué)生能運(yùn)用學(xué)過的荃知識解決實(shí)際問題，學(xué)會(huì)把撞車過程抽象為質(zhì)點(diǎn)做勻減速度。,,延伸·拓展,【例5】風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中可產(chǎn)生水平方向、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞

14、實(shí)驗(yàn)室，小球孔徑略大于細(xì)桿直徑，如圖3-2-5所示.,延伸·拓展,(1)當(dāng)桿在水平方向上固定時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球在桿上做勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍.求小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù) (2)保持小球所受風(fēng)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(xì)桿上滑下距離s所需時(shí)間為多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8),延伸·拓展,【

15、解析】本題主要考查應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決實(shí)際問題的能力題中將套有小球的細(xì)直桿放在我們比較陌生的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)里，題目比較新穎，同時(shí)也考查了學(xué)生理解能力及靈活應(yīng)用知識的能力 (1)設(shè)小球所受的風(fēng)力為F，小球質(zhì)量為m. 小球在桿上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=?mg， 得? =F/mg=0.5mg/mg=0.5.,延伸·拓展,(2)設(shè)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(jù)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(shí)，球受到的支持力等于其重力；解第(2)問時(shí)，支持力不再等于其重力這一點(diǎn)是許多同學(xué)解題過程中容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤.另外，還要避免在斜面上的物體受到