《牛頓第二定律》運動和力的關(guān)系PPT課件
第一部分內(nèi)容:學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式的確切含義.(重點)
2.知道國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的.
3.能應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單的動力學(xué)問題.(難點)
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牛頓第二定律PPT,第二部分內(nèi)容:新知初探
一、牛頓第二定律
1.內(nèi)容:物體加速度的大小跟它受到的作用力成_____比,跟它的質(zhì)量成_____比,加速度的方向跟作用力的方向______.
2.表達(dá)式
(1)表達(dá)式:F=______,式中k是比例系數(shù),F(xiàn)指的是物體所受的______.
(2)國際單位制中:F=______.
二、力的單位
1.比例系數(shù)k的意義
(1)在F=kma中,k的選取有一定的____________.
(2)在國際單位制中k=______,牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為____________,式中F、m、a的單位分別為______、______、______.
2.國際單位:力的單位是______,簡稱______,符號______.
3.1 N的定義:將使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力規(guī)定為1 N,即1 N=____________.
自我檢測
思維辨析
(1)由牛頓第二定律可知,加速度大的物體所受的合外力一定大.( )
(2)牛頓第二定律說明了質(zhì)量大的物體其加速度一定。( )
(3)任何情況下,物體的加速度的方向始終與它所受的合外力方向一致.( )
(4)關(guān)于牛頓第二定律表達(dá)式F=kma中的比例系數(shù)k,
①力F的單位用N時等于1.( )
②在國際單位制中才等于1.( )
③加速度單位用m/s2時等于1.( )
基礎(chǔ)理解
(1)(2019•殷都校級月考)根據(jù)牛頓第二定律,下列敘述正確的是( )
A.物體加速度的方向可能跟它所受合力的方向相反
B.物體所受合力必須達(dá)到一定值時,才能使物體產(chǎn)生加速度
C.物體加速度的大小跟它所受的任一個力的大小都成正比
D.當(dāng)物體的質(zhì)量改變時,若所受合力的水平分力不變則物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比
提示:選D.根據(jù)牛頓第二定律,物體加速度的方向跟它所受合力的方向相同,故A錯誤;物體所受合力不為零就一定產(chǎn)生加速度,故B錯誤;物體實際加速度的大小與它所受的所有力的合力成正比,故C錯誤;采用正交分解法可知,當(dāng)物體的質(zhì)量改變時,若所受合力的水平分力不變則物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比,故D正確.
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牛頓第二定律PPT,第三部分內(nèi)容:師生互動
對牛頓第二定律的理解
問題導(dǎo)引
如圖所示,小明用力拉地面上的箱子,但箱子沒動,請思考:
(1)根據(jù)牛頓第二定律,有力就能產(chǎn)生加速度,但為什么箱子一直沒動呢?
(2)如果箱底光滑,當(dāng)拉力作用在箱子上的瞬間,箱子是否立刻獲得加速度?是否立刻獲得速度?
要點提示 (1)牛頓第二定律F=ma中的力F指的是物體受的合力,盡管小明對箱子有一個拉力作用,但箱子受的合力為零,所以不能產(chǎn)生加速度.
(2)加速度與力之間是瞬時對應(yīng)關(guān)系,有力就立刻獲得加速度,但速度的獲得,需要一段時間,故不能立刻獲得速度.
【核心深化】
1.表達(dá)式F=ma的理解
(1)單位統(tǒng)一:表達(dá)式中F、m、a三個物理量的單位都必須是國際單位.
(2)F的含義:F是合力時,加速度a指的是合加速度,即物體的加速度;F是某個力時,加速度a是該力產(chǎn)生的加速度.
2.牛頓第二定律的六個性質(zhì)
性質(zhì) 理解
因果性 力是產(chǎn)生加速度的原因,只要物體所受的合力不為0,物體就具有加速度
矢量性 F=ma是一個矢量式.物體的加速度方向由它受到的合力方向決定,且總與合力的方向相同
瞬時性 加速度與合外力是瞬時對應(yīng)關(guān)系,同時產(chǎn)生,同時變化,同時消失
同體性 F=ma中F、m、a都是對同一物體而言的
獨立性 作用在物體上的每一個力都產(chǎn)生加速度,物體的實際加速度是這些加速度的矢量和
相對性 物體的加速度是相對于慣性參考系而言的,即牛頓第二定律只適用于慣性參考系
3.兩個加速度公式的區(qū)別
定義式 a=ΔvΔt
它給出了測量物體的加速度的方法
決定式 a=Fm
它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素
關(guān)鍵能力1 對牛頓第二定律內(nèi)容的理解
(多選)下列對牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma及其變形公式的理解,正確的是( )
A.由F=m/a可知,物體所受的合外力與物體的質(zhì)量和加速度成正比
B.由m=F/a可知,物體的質(zhì)量與其所受的合外力成正比,與其運動的加速度成反比
C.由a=F/m可知,物體的加速度與其所受的合外力成正比,與其質(zhì)量成反比
D.由m=F/a可知,物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受到的合外力而求得
關(guān)鍵能力2 合外力、速度和加速度的關(guān)系
如圖所示,靜止在光滑水平面上的物體A,一端靠著處于自然狀態(tài)的彈簧.現(xiàn)對物體作用一水平恒力,在彈簧被壓縮到最短的這一過程中,物體的速度和加速度變化的情況是( )
A.速度增大,加速度增大
B.速度增大,加速度減小
C.速度先增大后減小,加速度先減小后增大
D.速度先增大后減小,加速度先增大后減小
[思路點撥] 加速度的變化要看所受合外力的變化,而速度的變化要看速度方向與加速度方向之間的關(guān)系,所以此題最好先找出物體A運動過程中的平衡位置,然后再分析平衡位置左右兩側(cè)各物理量的變化情況.
總結(jié)提升
1.關(guān)于對牛頓第二定律理解的三大誤區(qū)
誤認(rèn)為先有力,后有加速度
物體的加速度和合外力是同時產(chǎn)生的,不分先后
誤認(rèn)為質(zhì)量與力成正比,與加速度成反比
物體的質(zhì)量m是由自身決定的,與物體所受的合外力和運動的加速度無關(guān)
誤認(rèn)為作用力與m和a都成正比
物體所受合外力的大小是由物體的受力情況決定的,與物體的質(zhì)量和加速度無關(guān)
2.直線運動中加速度與速度的關(guān)系
【達(dá)標(biāo)練習(xí)】
1.(多選)關(guān)于牛頓第二定律,下列說法中正確的有( )
A.公式F=ma中,各量的單位可以任意選取
B.某一瞬間的加速度只決定于這一瞬間物體所受合外力,而與這之前或之后的受力無關(guān)
C.公式F=ma中,F(xiàn)表示物體所受合力,a實際上是作用于該物體上每一個力所產(chǎn)生的加速度的矢量和
D.物體的運動方向一定與它所受合外力方向一致
2.如圖所示,一個小球從豎直立在地面上的輕彈簧正上方某處自由下落,在小球與彈簧開始接觸到彈簧被壓縮到最短的過程中,小球的速度和加速度的變化情況是( )
A.加速度越來越大,速度越來越小
B.加速度和速度都是先增大后減小
C.速度先增大后減小,加速度方向先向下后向上
D.速度一直減小,加速度大小先減小后增大
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牛頓第二定律PPT,第四部分內(nèi)容:隨堂知能演練
1.小孩從滑梯上滑下的運動可看做勻加速運動,第一次小孩單獨從滑梯上滑下,加速度為a1,第二次小孩抱上一只小狗后再從滑梯上滑下(小狗不與滑梯接觸),加速度為a2,則( )
A.a(chǎn)1=a2 B.a(chǎn)1<a2
C.a(chǎn)1>a2 D.無法判斷a1與a2的大小
2.(多選)初始時靜止在光滑水平面上的物體,受到一個逐漸減小的水平力的作用,則這個物體運動情況為( )
A.速度不斷增大,但增大得越來越慢
B.加速度不斷增大,速度不斷減小
C.加速度不斷減小,速度不斷增大
D.加速度不變,速度先減小后增大
3.(多選)如圖,物塊a、b和c的質(zhì)量相同,a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連,通過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點O.整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將細(xì)線剪斷,將物塊a的加速度記為a1,S1和S2相對于原長的伸長分別記為Δl1和Δl2,重力加速度為g.在剪斷的瞬間( )
A.a(chǎn)1=3g B.a(chǎn)1=0
C.Δl1=2Δl2 D.Δl1=Δl2
4.(2019•溫州期中)如圖甲所示為四旋翼無人機,它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器,目前正得到越來越廣泛的應(yīng)用.一架質(zhì)量m=2 kg的無人機,能提供向上最大的升力為32 N.現(xiàn)讓無人機在地面上從靜止開始豎直向上運動,25 s后懸停在空中,執(zhí)行拍攝任務(wù).前25 s內(nèi)運動的v-t圖象如圖乙所示,在運動時所受阻力大小恒為無人機重的0.2,g取10 m/s2.求:
(1)從靜止開始豎直向上運動,25 s內(nèi)運動的位移;
(2)加速和減速上升過程中提供的升力;
(3)25 s后懸停在空中,完成拍攝任務(wù)后,關(guān)閉升力一段時間,之后又重新啟動提供向上最大升力.為保證安全著地,求無人機從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間t.(設(shè)無人機只做直線下落)
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