牛顿第二运动定律上课
牛顿第二定律
目录
CONTENTS
• 牛顿第二定律的概述 • 牛顿第二定律的背景知识 • 牛顿第二定律的应用 • 牛顿第二定律的实验验证 • 牛顿第二定律的深入理解 • 牛顿第二定律的拓展学习
01 牛顿第二定律的概述
定义
01
牛顿第二定律指的是物体加速度 的大小与作用力成正比,与物体 的质量成反比。
02
具体来说,如果作用力F作用在质 量为m的物体上,产生的加速度为 a,则有F=ma。
公式表达
F=ma是牛顿第二定律的公式表达, 其中F表示作用力,m表示物体的质 量,a表示加速度。
这个公式表明,作用力、质量和加速 度之间存在直接关系,当作用力一定 时,质量越大,加速度越小;反之, 质量越小,加速度越大。
动量守恒定律与牛顿第二定律的关系
总结词
动量守恒定律是牛顿第二定律在一段时间内的表现。
详细描述
动量守恒定律表述为系统的初始动量与末动量之和为零,即P=P'. 而牛顿第二定律则表述为力作用在物体上产生 的加速度,使物体的速度发生变化,从而导致动量发生变化。因此,动量守恒定律可以看作是牛顿第二定律在一 段时间内积分的结果。
车辆安全
航空航天
通过分析车辆碰撞时的力学原理,可 以更好地设计安全防护装置和安全气 囊等设备。
在航空航天领域,牛顿第二定律的应 用更加广泛,例如分析飞行器的飞行 轨迹、火箭的发射和卫星的运动等。
建筑结构
在设计建筑结构时,需要分析各种力 和力矩的作用,以确保结构的稳定性 和安全性。
04 牛顿第二定律的实验验证
运动状态改变的原因是受到力的作用。
量子力学中的牛顿第二定律
要点一
总结词
要点二
详细描述
牛顿运动定律应用(上课用)
F
a FT 8m/ s2 m2
G2
再分析m1m2整体受力情况:
FN m2m1 F
F =(m1+m2)a=24N
G
求解简单的连接体问题的方法:
-------整体隔离法 1、已知外力求内力:
先用整体法求加速度, 再用隔离法求内力
2、已知内力求外力: 先用隔离法求加速度, 再用整体法求外力
例与练
1、如图所示,质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2 两个物体叠放在一起,放在水平面,m1 与m2、m1 与水平面间的动摩擦因数都是0.3,现用水平拉力F 拉m1,使m1 和m2一起沿水平面运动,要使m1 和 m2之间没有相对滑动,水平拉力F最大为多大?
问题2:由物体的运动情况求解受力情况
例2.一个滑雪的人,质量m = 75kg,以v0 = 2m/s的初速
度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ= 30o,在 t = 5s 的时间内滑下的路程x = 60m,求滑雪人受到的阻力 (包括摩擦和空气阻力)。
思路:已知运动情况求受力。 应先求出加速度a,再利用 牛顿第二定律F合=ma求滑 雪人受到的阻力。
(1643-1727)
知识准备
一、牛顿第二运动定律
1、内容:物体加速度的大小跟所受到的作用 力成正比,跟它的质量成反比; 加速度方向 跟作用力方向相同。
2、公式: F=ma
二、运动学常用公式
速度公式 :v = vo+at
位移公式:x= vot +
1
2 at2
导出公式:v 2- vo 2 =2ax
问题1:由受力情况求解运动情况
解:开始水平力作用时对物体受
力分析如图,
Ff
水平 F f方 M 1 .向 .a ...1 ( ) .: .....
高中物理人教版必修1课件:第四章 牛顿运动定律+第3节 牛顿第二定律
【学习目标】 1.通过上节实验,能得出并准确描述牛顿第二定律. 2.理解力的单位的由来,理解关系式F=kma是如何变成F=ma的. 3.能从同时性、矢量性等各方面深入理解牛顿第二定律,理解为什么说牛顿第 二定律是连接运动学和力学的桥梁. 4.能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题.初步体会牛顿第二定律在认识 自然规律过程中的有效性和价值.
ห้องสมุดไป่ตู้
探寻基本知识 感悟解题规律 测评学习效果
探寻基本知识·树立物理观念
知识点一 牛顿第二定律
【情境导学】 1.静止在光滑水平面上的重物,受到一个很小的水平推力,在力刚开始作用 的瞬间,重物是否立即获得加速度,是否立即有了速度,为什么? 答案:是,否.力是产生加速度的原因,力与加速度具有同时性,故在力作用的 瞬间,物体立即获得加速度,但由Δv=aΔt可知,要使物体获得速度必须经过 一段时间. 2.用力去推水平地面上的大石块,却没有推动,是否说明这个力没有产生加 速度? 答案:否.当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速 度,但物体表现出来的加速度却只有一个,即各个力产生加速度的矢量和,石 块没被推动说明石块的合加速度为零,并不是这个力没产生加速度.
知识点二 力的单位
【情境导学】 在应用公式F=ma进行计算时,若F的单位用牛顿(N),m的单位用克(g)是否 可以? 答案:不可以.公式中的各量必须用国际单位.若不然,公式中的比例系数 就不再等于1.
【知识梳理】 1.单位:国际单位制中是 牛顿 ,符号是N. 2.1 N的物理意义:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力,称为1 N, 即1 N= 1 kg·m/s2 . 3.比例系数k的意义:k的数值由F,m,a三个物理量的单位共同决定,若三量 都取国际单位,则k=1,牛顿第二定律的表达式可写作F= ma . 【思考判断】 1.若力、质量、加速度三个物理量都取国际单位,则公式F=kma的k就等于 1.( √ ) 2.1 N的力可以使质量为1 kg的物体,产生1 m/s2的加速度.( √ )
牛顿第二定律课件
第十五页,共42页
解:
设汽车运动方向为正方向
关闭发动机后:
f阻
x
汽车水平受力如右图(1)
汽车初速 v0=100km/h=27.8m/s
图(1)减速时
汽车末速 v=0
汽车运动时间 t=70s
因有牛此顿,第汽二车定的律加得速汽度车受到a1 的 阻力v为tv0
v0 t
负号表f 阻 示 4 与m 速N 3 1 度 方 a 7 m 向t相0反 v 11 k7 0 g 2 s.0 8 0 m 7/s 4k 3 .m g 7 /s2
独立性
第十页,共42页
讨论:从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使
物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却 提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么?
答:没有矛盾,
(1)从平衡角度来看,因为提不动,所以静止,则合外力为 0,所以加速度也为0;
(2)从力的角度来看,物体受三个力,支持力、重力、向上
微观形变---可突变(轻绳中的拉力、支 持力、压力)
宏观形变---不可突变(弹簧的弹力、橡 皮绳的拉力)
第三十六页,共42页
• 如图所示,质量均为m的A、B两球用轻弹簧 连接,A球用细线悬挂起来,两球均处于静 止状态,如果将悬挂A球的细线剪断,此时 A和B两球的瞬时加速度各是多少?
aA=2g,方向竖直向下
aB=0
第三十七页,共42页
• (大纲全国Ⅰ高考·单选)如图所示,轻弹簧上端
与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的
木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,
并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,
设抽出木板的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为
高中物理第二定律教案
高中物理第二定律教案
教学目标
1. 理解牛顿第二定律的内容和表达式;
2. 掌握力的测量及单位;
3. 学会应用第二定律解决简单的动力学问题;
4. 培养实验操作能力和科学探究精神。
教学内容
一、牛顿第二定律的概念引入
通过回顾初中所学的力的概念,引导学生思考力和物体运动状态之间的关系。
展示日常生活中的实例,比如推车、拉弓等,让学生直观感受到力的作用效果。
二、牛顿第二定律的公式表述
F=ma,这个简洁的公式蕴含着丰富的物理内涵。
教师应详细解释公式中各个量的物理意义及其相互关系,并通过图表辅助讲解,帮助学生形成清晰的概念图像。
三、力的测量与单位
介绍力的测量工具——弹簧秤的使用方法,以及力的单位“牛顿”的定义。
通过实验演示,让学生观察并记录不同重力下弹簧的伸长情况,加深对力量化描述的理解。
四、第二定律的应用举例
通过具体的例题,如计算摩擦力、空气阻力等,展示如何运用第二定律解决问题。
同时,鼓励学生动手操作,进行小组讨论,以增强实际应用能力。
五、实验探究
设计相关的实验活动,如测定物体的加速度、验证F=ma的关系等,让学生在动手操作中深化对第二定律的认识。
教学方法
- 启发式教学:通过提问激发学生的思考,引导他们自主探索知识点;
- 实验教学:结合实验操作,使学生在实践中学习和体验物理规律;
- 讨论互动:鼓励学生之间的交流与合作,共同解决问题。
教学评价
通过课堂提问、作业布置和小测试等方式,及时了解学生对牛顿第二定律的掌握情况,并给予反馈和指导。
结语。
中国矿业大学(北京)《大学物理》课件-第二章 牛顿运动定律
★实验表明:地球是一个近似程度很高的惯性系。 ★实验还表明:相对地球做匀速直线运动的物体也 是惯性系。
中国矿业大学(北京)
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牛顿第三定律
2、牛顿第三定律
两个物体之间的作用力 F 和反作用力 F 沿
同一直线,大小相等,方向相反,分别作用在两
个物体上。
F F
两点说明:
摩擦系数为 ,拉力F作用于物体上。
求:F与水平面之间的夹角 为多大时,能使物体获
得最大的加速度?
F
解:建立直角坐标系oxy,
N
根据牛顿第二定律列式:
f
F cos f ma
G
N F sin mg 0
y
f N
ox
中国矿业大学(北京)
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例题2-2
可解得: f μ(mg F sin ),
瞬时加速度。两者同时存在,同时消失。
F
m
d
v
dt
中国矿业大学(北京)
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牛顿第二定律
(3)矢量性的理解:
F
ma
m
d
v
dt
直角坐标系中的
自然坐标系中的
分量形式
分量形式
Fx
max
m dvx dt
d2 x m dt2
,
Fy
may
m dvy dt
m
d2 dt
y
2
,
Fz
maz
m dvz dt
最大静摩擦力 fmax 0N 滑动摩擦力 f N
0:静摩擦系数,:滑动摩擦系数。与接触面的 材料和表面粗糙程度有关,还和相对速度有关。
0 1
中国矿业大学(北京)
第三章牛顿运动定律2第2讲牛顿第二定律的基本应用-2024-2025学年高考物理一轮复习课件
F-mg=ma F= 原理方程
_m__g_+__m_a____
mg-F=ma F= __m_g_-__m__a___
mg-F=mg F=0
高考情境链接
(2022·浙江6月选考·改编)如图所示,鱼儿摆尾击水跃出水
面,吞食荷花花瓣的过程。
判断下列说法的正误:
(1)鱼儿吞食花瓣时鱼儿处于超重状态。
返回
考点三 动力学的两类基本问题
返回
动力学的两类基本问题及解决程序图
关键:以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解有 关问题。
考向1 已知受力求运动情况 例4 (2022·浙江6月选考)物流公司通过 滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所 示,倾斜滑轨与水平面成24°角,长度 l1=4 m,水平滑轨长度可调,两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶 端由静止开始下滑,其与滑轨间的动摩擦因数均为μ= 2 ,货物可视为质
√D.图乙中A、B两球的加速度均为gsin θ
题图甲中撤去挡板瞬间,由于弹簧弹 力不能突变,则A球所受合力为0,加 速度为0,选项A错误;撤去挡板前, 挡板对B球的弹力大小为3mgsin θ,撤 去挡板瞬间,B球与挡板之间弹力消失,B球所受合力为3mgsin θ,加 速度为3gsin θ,选项B错误;题图乙中撤去挡板前,轻杆上的弹力为 2mgsin θ,但是撤去挡板瞬间,杆的弹力突变为0,A、B两球作为整体 以共同加速度运动,所受合力为3mgsin θ,加速度均为gsin θ,选项C错 误,D正确。
对点练2.(多选)如图为泰山的游客乘坐索道缆车上山的 情景。下列说法中正确的是
√A.索道缆车启动时游客处于超重状态 √B.索道缆车到达终点停止运动前游客处于失重状态 √C.索道缆车正常匀速运动时站在缆车地板上的游客不
牛顿第二定律的应用(很全_自己上课用)
a
5.如图所示,质量为m的小 球用细绳挂在倾角为37°的 光滑斜面顶端,斜面静止时, 绳与斜面平行,现斜面向左 加速运动。 (1)当a1=g时,细绳对 小球的拉力多大? (2)当a2=2g呢?
Tcosθ-Nsinθ=ma Tsinθ+Ncosθ=mg解得 T=mgsinθ+macosθ 当a1=g时,T1=1.4mg;当a2=2g时, T2=2.2mg
F
m1 m2 FN1
[m1]
F1
m1g FN2
F
联立(1)、(2)可得
m2F F1 = m1 m 2
[m2]
F1
m2g
例题1:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静 止靠在一起(如图) ,现对m1施加一个大小为 F 方向向 右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1 [ 解法二 ]: 对m1、m2视为整体作受力分析
一条轻弹簧上端固定在 天花板上,下端连接一物 体A,A的下边通过一轻绳 连接物体B.A,B的质量相 同均为m,待平衡后剪断 A,B间的细绳,则剪断细 绳的瞬间,物体A的加速 度和B的加速度?
A
B
如图,两个质量均 为m的重物静止,若 剪断绳OA,则剪断 瞬间A和B的加速度 分别是多少?
0
A
B
质量皆为m的A,B两球之间系 着一个不计质量的轻弹簧,放 在光滑水平台面上,A球紧靠墙 壁,今用力F将B球向左推压弹 簧,平衡后,突然将力F撤去的 瞬间A,B的加速度分别为多 少?.
m
θ
• 2.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个 物体,物体与壁间的静摩擦因数μ=0.8,要使物 体不致下滑,车厢至少应以多大的加速度前进? (g=10m/s2)
牛顿第二定律(整体法和隔离法)(自己上课用)
问题涉及物体间的内力。
已知外力求内力:先整体后隔离 已知内力求外力:先隔离后整体
例:A、B两物体用轻绳连接,置于光滑水平面上,它们的质
量分别为M和m,现以水平力F拉A,求AB间绳的拉力T1为多少? (1)系统的合力 F (M m)a
F a M m
隔离B
mF T1 ma M m
M
F
水平面还是光滑,F改拉m,要使 m和M不发生相对滑动,F不能超 过多少?
f
M
m
F
f
有相互作用力的系统
整体与隔离体法
【例2】A、B的质量分别为m1和m2,叠放置于光滑的水 平地面上,现用水平力F拉A时,A、B一起运动的最大 加速度为a1,若用水平力F改拉B时,A、B一起运动的最 大加速度为a2,则a1:a2等于:( )
对m,由牛顿第二定律得:
M
m
mgT ma
对滑块M,由牛顿第二定律得:
T Mg Ma
联立以上两式子得:
mg Mg a M m
( 1) M T mg M m
求2对3的作用力
F 1
2
3
4
5
有相互作用力的系统
连接体问题可以分为三大类
整体与隔离体法
1、连接体中各物体均处于平衡状态
对B受力分析: 水平方向:
FAB m2 g m2a
m2 F m1 m2
联立以上各式得: FAB
思考:用水平推力F向左推,A、B间的作用 力与原来相同吗?
没有摩擦力时:
解:对整体,根据牛顿第二定律得
F (m1 m2 )a
对 A 受力分析根据牛顿第二定律得:
FBA m1a
(1)当地面光滑时,A,B作为一个整体,根据牛顿第二定律得:
人教版高中物理必修第一册精品课件 第4章 运动和力的关系 3 牛顿第二定律
生相互作用的整个过程中(
)
A.P的加速度大小不断变化,方向也不断变化
B.P的加速度大小不断变化,但方向只改变一次
C.P的加速度大小不断改变,当加速度数值最大时,速度最小
D.有一段过程,P的加速度逐渐增大,速度也逐渐增大
答案:C
解析:物体P向右压缩弹簧,P的合力F=kx,由于x不断增大,则
规律总结
在牛顿第二定律的应用中,采用正交分解法时,在受力分析后,
建立直角坐标系是关键。坐标系的建立原则上是任意的,但
常常使加速度在某一坐标轴上,另一坐标轴上的合力为零。
学以致用
3.如图所示,某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行,
在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量
为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态不
3
牛顿第二定律
素养·目标定位
课前·基础认知
课堂·重难突破
随 堂 训 练
素养·目标定位
目标素养
1.根据实验结果推导出牛顿第二定律及其表达式 a∝ 或
F=kma,并理解其确切含义。形成正确的物理观念,培养科学
思维能力。
2.掌握用牛顿第二定律解决动力学问题的方法,培养分析解答
实际问题的能力。
3.知道力的单位“牛顿”是怎样定义的。
m∝F、m∝的结论,物体的质量
m=得出
m 是由自身决定的,与物体
所受的合力和运动的加速度无关。
(3)认为作用力与m和a都成正比:不能由F=ma得出F∝m、
F∝a的结论,物体所受合力的大小是由物体的受力情况决定
的,与物体的质量和加速度无关。
牛顿第二定律说课稿9篇
牛顿第二定律说课稿9篇牛顿第二定律说课稿9篇作为一名优秀的教育工作者,就不得不需要编写说课稿,借助说课稿可以有效提高教学效率。
说课稿应该怎么写才好呢?下面是小编为大家收集的牛顿第二定律说课稿,仅供参考,欢迎大家阅读。
牛顿第二定律说课稿1一、教材分析1、地位和作用牛顿运动定律是力学知识的核心内容.将牛顿运动定律与运动学知识结合可推导动量定理、动能定理、动量守恒定律和机械能守恒定律;将牛顿运动定律与万有引力结合,可研究天体运动规律;此外,牛顿运动定律在电磁学、热学中也有广泛的应用。
因此,牛顿运动定律实际上几乎贯穿了经典物理学的全部内容。
在历年的高考中,单纯考查牛顿运动定律的题目并不多见,主要是牛顿第二、第三定律与其他知识的综合应用,因此牛顿运动定律并不是作为一个单独的知识点,而是作为一个知识基础体现在历年的高考试题中。
牛顿运动定律的综合应用问题是经典物理学的核心内容,是高考的重点和难点,本部分内容的考题突出了与实际物理情景的结合,出题形式多以大型计算题的形式出现,从近几年的高考形式上来看,20xx年上海物理卷第22题、海南卷第15题、江苏卷第13题、安徽卷第22题、山东卷第24题、08年上海单科卷第21题、海南卷第15题,07年海南卷第16题均以计算题的形式出现。
总之,牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律,是动力学的基础;本节复习课是力的知识,运动学知识和牛顿运动定律分析解决动力学问题的一般思路和方法,为学生学好整个物理学奠定基础。
以提高全体学生的科学素质,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生,按照教学大纲要求,结合新课程标准,提出如下三维教学目标:2、教学目标:(1)知识与技能:知道已知受力情况求解运动情况的解题方法,进一步学习对物体进行正确的受力分析,培养学生分析问题和总结归纳的能力,培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。
(2)过程与方法:通过例题变式学生探究,培养学生发散思维和合作学习的能力,通过例题示范让学生学会画受力分析图和过程示意图,培养学生分析物理情景构建物理模型的能力。
牛顿第二定律及两类基本问题-PPT课件
解析:(1)物体做初速度为零的匀加速直线运动,设其加速度为 a0.
则有
L=
1 2
a0
t02
由牛顿第二定律得 F-Ff=ma0,Ff=μmg
联立以上三式,并代入数据得:μ=0.5. (2)有力作用时,设物体的加速度大小为 a,由牛顿第二定律 得:Fcos 37°-μ(mg-Fsin 37°)=ma
二、动力学两类基本问题
1.由受力情况判断物体的运动情况:处理这类问题 的基本思路是:先求出几个力的合力,由牛顿第二定 律(F 合=ma)求出加速度,再由运动学的有关公式求 出速度或位移.
4
2.由运动情况判断物体的受力情况:处理这类问题的 基本思路是:已知加速度或根据运动规律求出加速度, 再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.
27
(3)选取正方向或建立坐标系.通常以加速 度的方向为正方向或以加速度方向为某一 坐标轴的正方向. (4)求合力 F 合. (5)根据牛顿第二定律 F 合=ma 列方程求解, 必要时还要对结果进行讨论.
28
【例 3】(2013 菏泽模拟) 如图,质量 m=2 kg 的物体 静止于水平地面的 A 处,A、B 间距 L=20 m.用大小为 30 N,沿水平方向的外力拉此 物体,经 t0=2 s 拉至 B 处.(已知 cos 37°=0.8,sin 37°=0.6, 取 g=10 m/s2). (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ; (2)用大小为 30 N,与水平方向成 37°的力斜向上拉此物体, 使物体从 A 处由静止开始运动并能到达 B 处,求该力作用的最 短时间 t.
木块 2 根据牛顿第二定律可得(m+M)g=Ma2,即
mM
a2=
g,因此选项 C 正确,选项 A、B、D 错误.
牛顿第二定律(上课用)
1:一个质量为2kg的物体同时受到两个力
的作用,这两个力的大小分别为2N和6N当
力的方向发生变化时,物体的加速度大小可
能为:
A.1m/s2
B.2m/s2
C.3m第二定律F=kma中,有关比例系数k的下 列说法,正确的是:
A.在任何情况下k都等于1; B.k的数值是由质量、加速度和力的大小决的; C.k的数值是由质量、加速度和力的单位决的; D.在国际单位制中,k=1.
2.物体受几个力作用处于静止状态,若将其中一个力逐渐减小 到0,再逐渐恢复到原值,物体加速度和速度怎样变化?
答案:加速度先增大后减小,速度一直增大.
23
课后思考:一小球从竖直在地面上轻
弹簧正上某处自由落下,试分析小球从 刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球 的速度.加速度怎样变化?
24
1 、为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知 某高速公路的最高限速 v = 144 km/h 。假设前方车辆突然停止, 后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历 的时间(即反应时间)t = 0.50s 。刹车时汽车受到的阻力的大小F 为汽车重力的0.40倍。该高速公路上汽车间的距离 s 至少应为多少 (g = 10 m/s2)
互成1200角的两个力 F1 = 10 N
和 F2 = 10 N 的共同作用,这个 物体产生的加速度是多大?
F1
F合
F2
解法1:先由平行四边形法则可知, F1、 F2、F合 构成了一个等边三角形,故 F合 =10 N a = F合 /m =10/2 = 5 m/s2
12
解法2:先分别求出 F1、 F2 产生 的加速度a1、 a2 再根据平行四边 形法则求 a1、 a2 的合加速度a合
第5章 第3节 牛顿第二运动定律
第3节 牛顿第二运动定律
1
2
3
4
必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业
6.国际单位制中的七个基本物理量和相应的基本单位
物理量名称 长度 质量 时间 电流
物质的量 热力学温度
发光强度
物理量符号 l m t I
n,(ν) T
I,(Iv)
单位名称 米__
千__克__ 秒__ 安__
度是这些加速度的矢量和
相对性 牛顿第二定律只适用于惯性参考系
第3节 牛顿第二运动定律
1
2
3
4
必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业
【典例 1】 (多选)对牛顿第二定律的理解正确的是( ) A.由 F=ma 可知,F 与 a 成正比,m 与 a 成反比 B.牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作 用 C.加速度的方向总跟合外力的方向一致 D.当外力停止作用时,加速度随之消失
理量的单位共同决定,若三个量都取国际单位,则 k=1,所以牛顿
第二运动定律的表达式可写成 F=_m_a_。
第3节 牛顿第二运动定律
1
2
3
4
必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业
4.力的单位:_牛__顿_,符号是 N。 5.1 N 的物理意义:使质量为 1 kg 的物体产生 1 m/s2 的加速度 所用的力为 1 kg·m/s2,称为 1 N,即 1 N=_1_k__g_·m__/s_2__。
加速度方向相同,B、C 错误;根据 a=mF,a 等于作用在物体上的合 力与质量的比值,也可以说成是每个力产生的加速度的矢量和,D 正确。]
帮助学生理解力和运动讲解牛顿第二定律
帮助学生理解力和运动讲解牛顿第二定律牛顿第二定律是力学中的重要定律之一,它描述了物体的运动与施加在其上的力的关系。
对于学生来说,理解力和运动,以及牛顿第二定律的概念,是物理学学习的基础。
本文将从简单的概念入手,通过实例和解释来帮助学生更好地理解牛顿第二定律。
---牛顿第二定律的概念很简单:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。
这可以用以下的公式来表示:F = ma其中,F表示作用在物体上的力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
这个公式展示了作用力、质量和加速度之间的关系。
为了帮助学生更好地理解这个公式,我们来看一个实际的例子。
假设有一个质量为2千克的物体,施加在它上面的力为10牛顿。
根据牛顿第二定律,我们可以计算出这个物体的加速度。
根据公式F = ma,我们可以将已知的数值代入计算:10 = 2a解出a的值,得到:a = 10 / 2计算结果为a = 5 m/s²。
这意味着施加在这个物体上的力10牛顿会使得物体加速度为5 m/s²。
通过这个例子,我们可以明确牛顿第二定律的含义:当施加在物体上的力增加时,物体的加速度也会随之增加;相反,当物体的质量增加时,加速度会减小。
牛顿第二定律也可用于解决实际问题。
例如,当一个人用力推车时,根据牛顿第二定律,我们可以计算出推车的加速度。
同样地,我们可以使用这个定律来计算施加在物体上的力,只要已知物体的质量和加速度。
除了基本的公式,还有一些相关的概念需要学生理解。
其中之一是力的单位。
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简写为N。
此外,质量的单位是千克,加速度的单位是米每平方秒(m/s²)。
另一个相关的概念是惯性。
根据牛顿第二定律,物体会根据施加在它上面的力而产生加速度。
当没有力作用时,物体将保持静止或等速直线运动。
这就是惯性的概念,物体保持原有的状态,直到受到外力的干扰。
在日常生活中,我们可以观察到许多与牛顿第二定律相关的现象。
牛顿运动第二定律
牛顿运动第二定律嘿,你们知道吗?我觉得牛顿运动第二定律可有意思啦!有一天呀,我和小伙伴们在公园里玩皮球。
我们把皮球用力一踢,皮球就骨碌碌地滚出去好远。
这时候我就想呀,为什么皮球会滚得那么远呢?后来我才知道,这就和牛顿运动第二定律有关系呢。
牛顿运动第二定律说的是啥呢?简单来说呀,就是一个东西受到的力越大,它跑起来就越快。
就像我们踢皮球,用的力气越大,皮球滚得就越快越远。
比如说,我们玩的小赛车。
如果我们轻轻地推一下小赛车,它就慢慢地往前跑。
可是要是我们用力地推小赛车,它就会像飞一样冲出去。
这就是因为我们用的力不一样,小赛车跑的速度也就不一样啦。
还有哦,我们坐的自行车也是这样。
如果我们骑得很用力,自行车就会跑得很快。
要是我们不怎么用力骑,自行车就会慢悠悠地走。
这也是牛顿运动第二定律在起作用呢。
我又想起了一件好玩的事情。
有一次,我和小伙伴比赛跑步。
我们一起站在起跑线上,听到“开始” 的口令后,就拼命地往前跑。
这时候,我们用的力气越大,跑得就越快。
就像牛顿运动第二定律说的那样,我们受到的力越大,速度就越快。
再想想看,小鸟在天上飞。
小鸟要用力扇动翅膀,才能飞得快。
如果小鸟不怎么用力扇翅膀,它就会飞得很慢。
这也是因为小鸟受到的力不一样,所以飞得速度也不一样。
还有我们扔纸飞机的时候。
如果我们轻轻地扔纸飞机,纸飞机就会飘飘悠悠地飞出去不远就掉下来了。
但是如果我们用力地扔纸飞机,纸飞机就会飞得又高又远。
这也是因为我们用的力不一样,纸飞机受到的力不一样,所以飞得情况也不一样。
牛顿运动第二定律真的好有趣呀!它就在我们的生活中,到处都能看到它的影子。
我们玩的游戏、坐的车子、看到的小动物,都和它有关系呢。
以后呀,我还要多观察生活中的这些有趣的现象,看看还有哪些是和牛顿运动第二定律有关的。
你们也可以和我一起哦,一起去发现生活中的有趣事情。
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如下图所示,质量为5kg的小车在光滑的水 平地面上,车长0.36m。在车的右端放一质 量为1kg可视为质点的铁块,铁块与小车间 的动摩擦因数为0.1,当对小车施加水平向 右16N拉力时,求经过多长时间铁块滑到小 车的左端?
F
三、用牛顿第二定律解题的方法和步骤
1、明确研究对象(隔离或整体) 2、进行受力分析和运动状态分析,画出示意图
质量为m=2Kg的物体静止在水平地面上,受到一个大小为 F=8牛顿且方向与水平方向成370的倾角的拉力后开始匀加 速直线运动,在2秒内前进4米远,求物体与水平面地面间 的动摩擦因数为多少?
一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下,山坡 的倾角是30°,滑雪板与雪地之间光滑, 求5s内滑下的路程?
再加难度 【例2】一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下 ,山坡的倾角是30°,滑雪板与雪地的动 摩擦因数为μ=0. 4,求5s内滑下的路程?
v a= t 是定义式、度量式;是加速 度的定义式,它给出了测量物体的加速 度的方法,这是物理上用比值定义物理 量的方法; F a= m 是加速度的定义式,它揭示 了物体产生加速度的原因及影响物体 加速度的因素.
1、 静止在光滑的水平面上的物体,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( B ) 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
4.质量为2kg的物体置于水平地面上,用水 平力F使它从静止开始运动,第4s末物体的 速度为24m/s,此时撤去拉力F,物体还能 继续滑行72m停下,求 (1)水平力F (2) 地面对物体的摩擦力和摩擦因数
5.一个物体从光滑的斜面的顶端由静止滑下 ,物体受到几个力的作用?加速度有多大 ?若斜面长度为s,斜面的倾角为θ。求物 体滑至斜面底端的时间和速度大小 若物体与斜面间的摩擦因数为μ,求以 上各量 若已知物体沿斜面下滑的加速度为a, 求物体与斜面间的动摩擦因数
牛顿第二定律
物体加速度的大小跟它受到的作用 1.内容: 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. 2.公式:
a∝F 1 a∝ m
F = k ma
a∝ m
F
3.力的单位:
牛顿第二定律公式简化形式:
F=ma.
问题:上面我们研究的是物体受到一个力 作用的情况,当物体受到几个力作用时,上述 规律又将如何表述?
变式训练3 如右图所示,一只轻弹簧和一根细线共 同拉住一个质量为m的小球,平衡时细线处于水平方 向,弹簧与竖直方向的夹角为θ.若突然剪断细线, 求剪断的瞬时,弹簧的拉力大小和小球的加速度的大 小和方向.
题型四、牛顿第二定律动态问题分析
思考:一小球从竖直在地面上轻弹簧正
上某处自由落下,试分析小球从刚接触 弹簧到被压缩最短过程中小球的速度 、加速度怎样变化?
例4如图所示,一个铁球从竖直在地面上的轻质弹 簧的正上方某处自由落下,接触弹簧后将弹簧弹性 压缩.从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程 中,小球的速度和受到的合外力的变化情况( D )
A.合力变小,速度变小 B.合力变小,速度变大
C.合力先变小后变大,速度先变小后变大
D.合力先变小后变大,速度先变大后变小
加难度 已知物体与平面间的动摩擦因数μ=0.2, 其他条件不变,那么如何来求物体2s末的 速度及2s内的位移呢.
再加难度: 1.如果物体所受外力如下图,水平面光滑, 其他条件不变,结果会如何呢?
再加难度: 2.如果物体所受外力如下图,水平面不光滑 ,物体与平面间的动摩擦因数μ=0.2,其 他条件不变,结果会如何呢?
牛顿第二定律的性质
( 1 )因果性:物体的加速度和合外力是同 时产生的,不分先后,但有因果性,力是产 生加速度的原因,没有力就没有加速度. ( 2 )同体性:是指 F 合 、 m 和 a 都是对于同一 同一研究对象而言的. ( 3 )矢量性:“力是产生加速度的原因” ,即物体受力方向决定物体的加速度方向。 故力合外力的方向和加速度的方向是一致的 。但v的方向与F合方向不一定相同
二.已知物体运动情况,求解物体受力情 况 【例3】1000T的列车由车站出发做匀加速 直线运动,列车经过100s,通过的路程是 1000m,已知运动阻力是车重的0.005倍, 求列车机车的牵引力大小?
【例4】如图所示,质量为0.5kg的物体在 与水平面成30°角的拉力F的作用下,沿水 平桌面向右做直线运动,经过0.5m的距离 ,速度由0.6m/s变为0.4m/s,已知物体 跟桌面间的动摩擦因数μ=0.1,求作用力F 的大小(g=9.8m/).
(4)瞬时性:是指加速度与合外力存在瞬 时对应关系,无论物体所受合外力的大小 和方向如何变化,物体运动的加速度大小 和方向总与合外力同步变化.同时产生,同 时消失,同时变化 (5)独立性:是指作用在物体上的每个力 都将独立地产生各自的加速度,与物体是 否受其他力的作用无关,我们常称之为力 的独立作用原理.合力的加速度即是这些 加速度的矢量和.
sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求车厢运动的加速度并说明车厢
的运动情况.
(2)求悬线对球的拉力.
变式训练1 一物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面 固定于加速上升的电梯中,加速度为a, 如右图所示.在物体始终相对于斜面静止 的条件下,下列说法中正确的是( BC ) A.当θ一定时,a越大, 斜面对物体的正压力越小 B.当θ一定时,a越大, 斜面对物体的摩擦力越大 C.当a一定时,θ越大, 斜面对物体的正压力越小 D.当a一定时,θ越大, 斜面对物体的摩擦力越小
规律总结:分析动态问题的方法是首先确定合外力
的变化情况,然后根据牛顿第二定律确定物体的加速 度情况,进而根据加速度与速度的方向关系确定速度 的变化情况.
变式训练4 如右图所示,轻弹簧一端固定,另一端 自由伸长时恰好到达O点,将质量为m(视为质点)的物 体P与弹簧连接,并将弹簧压缩到A由静止释放物体后, 物体将沿水平面运动.若物体与水平面的摩擦力不能 忽略,则关于物体运动的下列说法中正确的是 (BC )
2、某质量为1 100kg的汽车在平直路面上试车, 当达到 100km / h 的速度时关闭发动机,经过 70s 停下来,汽车受到的阻力是多大 ? 重新起步加速 时牵引力为 2 000 N ,产生的加速度应为多大 ?( 假定试车过程中汽车受到的阻力不变)
例3、一个物体质量是2kg,受到互成1200角的两 个力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用,这个物 体产生的加速度是多大? F1 F合 F2
一个滑雪的人,质量m=75kg,以v=2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角 为30°,在t=5s的时间内滑下的路程为 s=60m。求滑雪人的加速度和阻力
习题加深 2.一辆载货的汽车,总质量是4.0×103kg,牵引 力4.8×103N,从静止开始运动,经过10s前 进了40m。求汽车受到的阻力 3.光滑水平地面上放置一质量为2kg的物体,受到 与水平成37°夹角,大小为10N的力F作用,求 加速度a.物体由静止出发,求2s后的速度和位 移 若物体与地面间的摩擦因数为μ=0.2,试 求以上各量
3、下面说法正确与否:( A ) A、同一物体所受合外力越大,加速度越大。 B、同一物体所受合外力越大,速度也越大。 C、物体在外力作用下做加速直线运动,当 合外力逐渐减小时,物体的加速度逐渐减小, 物体的速度也逐渐减小。 D、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。
1、一辆小汽车的质量 m1=8.0×102kg ,所载乘客的质量 是m2=2.0×102kg ,用同样大小的牵引力,如果不载人时 小汽车产生的加速度是a1=1.5 m/s2,载人时产生的加速 度a2是多少(忽略阻力)
第三节 牛顿第二定律
现象分析 分析博尔特在国际比赛中的画面 ,短跑运动员在起跑时的好坏,对于 取得好成绩十分关键,因此发令枪响 必须奋力蹬地,发挥自己的最大体能 ,以获得最大的加速度,在最短的时 间内达到最大的运动速度.这其中有 什么物理原理吗?
现象分析
你知道为什么F1方程式赛车 要制作的很轻吗,几乎跟所受的合外力成正比,跟 物体的质量成反比,加速度的方向与合外 力的方向相同.
牛顿第二定律的进一步表述:
物体的加速度跟所受的合力成正比,跟 物体的质量成反比,加速度的方向跟合力 的方向相同.
F合 = ma
利用F合=ma时必须统一单位(国际单位制)
1.分析刘翔起跑奋力蹬地,以获得最大的加 速度,原理是什么? 2.为什么F1方程式赛车要制作的很轻吗?
A.从A到O速度不断增大,从O到B速度不断减小
B.从A到O速度先增大后减小, 从O到B速度不断减小
C.从A到O加速度先减小后增大, 从O到B加速度不断增大 D.从A到O加速度不断减小, 从O到B加速度不断增大
题型五、连接体问题中应用牛顿第二 运动定律
例5:在光滑水平地面上有两个彼此接触的物体 A和B,它们的质量分别为10kg和5kg.若用水 平推力30N作用于A物体,使A、B一起运动, 如图所示.求A、B两物体间的相互作用力为多 大?
变式训练2
如下图所示,小车沿水平面以加速度a向右做 匀加速运动,车上固定的硬杆与水平面间的 夹角为ɑ,杆的末端固定着质量为m的小球, 则杆对小球的弹力多大?
题型二、正交分解法与牛顿第二定律的结合应用
例2如图所示,电梯与水平面的夹角为30° ,当电梯 6 加速向上运动时,人对梯面的压力是其重力的 ,求人 5 对梯面的摩擦力是其重力的多少倍.
规律总结:
在利用牛顿运动定律进行正交分解时,有时分 解力而不分解加速度(本题也可以采用此法求解), 而有时分解加速度而不分解力。为了解题方便,总 的原则是应尽可能减少矢量的分解. 通常是分解力而不分解加速度,只有在加速度 和几个力既不在一条直线上又不垂直的时候才分解 加速度而不分解力.