人教版高一物理必修1第四章牛顿第二定律(16张)-PPT优秀课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
答案：AB
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
2. (2018课标Ⅰ)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面
上,上端放有物块P,系统处于静止状态。现用一竖直 向上的力F作用在P上,使其向上做 匀加速直线运动。以x表示P离开静
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
真题再现
1.(多选)(2019课标)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸
长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受
⑵进行受力分析和运动状态分析，画出示意图
⑶规定正方向或建立直角坐标 系，求合力F合 ⑷列方程求解
①物体受两个力：合成法F合= ma
②物体受多个力：正交分解法，即沿运动方向和
垂直于运动方向分解
Fx= ma (运动方向) Fy=0 （垂直于运动方向）
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
解析：本题考查牛顿运动定律的综合应用,体现了物理学科科 学推理的核心素养。 分析知木板受到的摩擦力f'=f。0～2 s,木板静止,F=f′,F逐 渐增大,所以C错误。4～5 s,木板加速度大小a2=0.2 m/s2,对木 板受力分析,f′=ma2=0.2 N,得m=1 kg,所以A正确。2～4 s,对 木板有F-f ′=ma1,F=f′+ma1=0.2 N+1×0.2 N=0.4N,所以B正 确。由于无法确定物块的质量,则尽管知道滑动摩擦力大小,仍 无法确定物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。
止位置的位移,在弹簧恢复原长前,
下列表示F和x之间关系的图像可能
正确的是 ( )
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
解析：本题考查胡克定律、共点力的平衡及牛顿第二定律。设系统静
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟 它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向 相同。 牛顿第二定律。
表达式 a∝F/m 或 F∝ma
等式 F=kma
其中k 是比例系数，公式中的F 指的物体所受的合力，而 ma 是作用效果，不要看成力，它们只是大小相等。
式中k是比例系数，它的选取与公式中物理量单位的 选取有关。当时还没有力的单位，为了使用方便，k 取1时，能使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的 力定义为“1个单位的力”，为纪念牛顿，把该单位 称为“牛顿”，用符号N表示，即1N=1kg·m/s2。此 时，牛顿第二定律的数学表达式为：
C
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
方法总结
通过上面几个题型我们总结一下用牛顿第二定律
解题的方法和步骤：
⑴明确研究对象（隔离或整体）
F=ma 是一个矢量式，加速度a 与合外力F 都是矢量，
物体加速度的方向总与合外力的方向相同。 从牛顿第二定律的数学表达式F合= ma来看，F合是
力学物理量，a是运动学物理量，所以我们说牛顿第 二定律是联系力和运动的桥梁。那么，也就不难理解 牛顿第二定律的应用分为两种：⑴由运动求力；⑵由 力求运动。
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
例3、如图甲所示，水平地面上有一静止平板车，车 上放一物块，物块与平板车的动摩擦因数为0.2，t=0 时，车受水平外力作用开始沿水平面做直线运动，其 v—t图象如乙所示，平板车足够长，g取10m/s2，关 于物块的运动，下列描述正确的是 A．0~6s加速，加速度大小为2m/s2， 6s~12s减速，加速度大小为2m/s2 B．0~8s加速，加速度大小为2m/s2， 8s~12s减速，加速度大小为4m/s2 C．0~8s加速，加速度大小为2 m/s2， 8s~16s减速，加速度大小为2 m/s2 D．0~12s加速，加速度大小为1.5m/s2， 12s~16s减速，加速度大小为4m/s2
止时弹簧压缩量为x0,由胡克定律和平衡条件得mg=kx0。力F作用在P上 后,物块受重力、弹力和F,向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得,F+k( x0-x)-mg=ma。联立以上两式得F=kx+ma,所以F-x图像中图线是一条
不过原点的倾斜直线,故A正确。
答案：A
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
二、力的单位
力的单位的由来 在17世纪，人类已经有了一些基本物理量的计量标准，但 还没有规定多大的力为一个单位力，当然也没有力的单位牛顿。 科学家们在做与力有关的实验时并没有准确计算力的大小，利用 的仅仅是简单的倍数关系。 由于单位力的大小还没有规定，所以k的选择有一定的任意 性，只要是常数，它就能正确表示F与m、a之间的比例关系。 既然k是任意取的，那取1将会使公式最简便。当k值取定后，力 的单位理所当然也定下来了： 一个单位力=1*1kg*1m/s2，即规定了1N的力是使质量为1kg 的物体产生1m/s2加速度的力。 用手托住两个鸡蛋大约就是1N。 从上可知力的单位是kg*m/s2，后来为了纪念牛顿，把 kg*m/s2称做“牛顿”，用N表示。因此我们可以把牛顿第二定律 的公式可以表示为：F=ma。
的加速度为a2，则（ C ）
A、a1=a2
B、a2<2a1
C、a2>2a1
D、a2=2a1
解析：由牛顿第二定律得：
F-Ff=ma1 2F-Ff=ma2 Ff=μmg 联立解得a2=2a1+μg>2a1 故选项C正确
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
三、牛顿第二定律的特性
1、因果关系 有合力就有加速度，即力是产生加速度的原因。 2、瞬时性 当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即 也要发生变化，同时产生、同时变化、同时消失。 3、矢量性
4.3
《登科后》 唐 孟郊 昔日龌龊不足夸， 今朝放荡思无涯。 春风得意马蹄疾， 一日看尽长安花。
要点复习: 1、牛顿第一定律 2、惯性
促使
力
运动状态改变
促使 加速度 加
速
保持
度 惯性
运动状态不变
阻碍
质量
加速度
加速度、力及质量三者之间有什么样定量关系呢？
一、牛顿第二定律
在上一节课的实验探究中，我们已经发现小车的加速度可能 与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。大量实验和 观察到的事实都能得出同样的结论，由此可以总结出一般性 的规律：
F=ma
当物体受到几个力的作用时，式中的F指物体所受 的合力。表达式：F合= ma
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
例1、质量为m的 木块位于粗糙水平桌面上，
若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为
a1，当拉力方向不变，大小变为2F时，木块
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
例2、如图所示，轻弹簧两端拴接两个质量均为m的 小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板，两球静 止，两细线与水平方向的夹角 α=300，弹簧水平，以下说法
正确的是（ C ）
A、悬线拉力大小为mg B、弹簧的弹力大小为mg/2 C、剪断左侧细线的瞬间，b球加速度为0 D、剪断左侧细线瞬间，a球加速度为g/2
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
解析：根据速度与时间图像的斜率表示加速度 ，车先以4m/s2的加速度匀加速直线运动，后以 -4m/s2的加速度匀减速直线运动，根据物体与 车的动摩擦因数可知，物体与车的滑动摩擦力 产生的加速度为2m/s2。结合运动学公式， 0~8s时，车的速度大于物体，因此物体受到滑 动摩擦力而加速，加速度大小为2m/s2 ，同理可 得， 8~16s时，车的速度小于物体，因此物体 受到滑动摩擦力而减速，加速度大小为2m/s2 。故C正确。
到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化
的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验
台之间的摩擦可以忽略。重力加速度 取10 m/s2。由题给数据可以得出( )
A.木板的质量为1 kg B.2~4 s内,力F的大小为0.4 N C.0~2 s内,力F的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
2. (2018课标Ⅰ)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面
上,上端放有物块P,系统处于静止状态。现用一竖直 向上的力F作用在P上,使其向上做 匀加速直线运动。以x表示P离开静
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
真题再现
1.(多选)(2019课标)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸
长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受
⑵进行受力分析和运动状态分析，画出示意图
⑶规定正方向或建立直角坐标 系，求合力F合 ⑷列方程求解
①物体受两个力：合成法F合= ma
②物体受多个力：正交分解法，即沿运动方向和
垂直于运动方向分解
Fx= ma (运动方向) Fy=0 （垂直于运动方向）
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
解析：本题考查牛顿运动定律的综合应用,体现了物理学科科 学推理的核心素养。 分析知木板受到的摩擦力f'=f。0～2 s,木板静止,F=f′,F逐 渐增大,所以C错误。4～5 s,木板加速度大小a2=0.2 m/s2,对木 板受力分析,f′=ma2=0.2 N,得m=1 kg,所以A正确。2～4 s,对 木板有F-f ′=ma1,F=f′+ma1=0.2 N+1×0.2 N=0.4N,所以B正 确。由于无法确定物块的质量,则尽管知道滑动摩擦力大小,仍 无法确定物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。
止位置的位移,在弹簧恢复原长前,
下列表示F和x之间关系的图像可能
正确的是 ( )
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
解析：本题考查胡克定律、共点力的平衡及牛顿第二定律。设系统静
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟 它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向 相同。 牛顿第二定律。
表达式 a∝F/m 或 F∝ma
等式 F=kma
其中k 是比例系数，公式中的F 指的物体所受的合力，而 ma 是作用效果，不要看成力，它们只是大小相等。
式中k是比例系数，它的选取与公式中物理量单位的 选取有关。当时还没有力的单位，为了使用方便，k 取1时，能使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的 力定义为“1个单位的力”，为纪念牛顿，把该单位 称为“牛顿”，用符号N表示，即1N=1kg·m/s2。此 时，牛顿第二定律的数学表达式为：
C
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
方法总结
通过上面几个题型我们总结一下用牛顿第二定律
解题的方法和步骤：
⑴明确研究对象（隔离或整体）
F=ma 是一个矢量式，加速度a 与合外力F 都是矢量，
物体加速度的方向总与合外力的方向相同。 从牛顿第二定律的数学表达式F合= ma来看，F合是
力学物理量，a是运动学物理量，所以我们说牛顿第 二定律是联系力和运动的桥梁。那么，也就不难理解 牛顿第二定律的应用分为两种：⑴由运动求力；⑵由 力求运动。
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
例3、如图甲所示，水平地面上有一静止平板车，车 上放一物块，物块与平板车的动摩擦因数为0.2，t=0 时，车受水平外力作用开始沿水平面做直线运动，其 v—t图象如乙所示，平板车足够长，g取10m/s2，关 于物块的运动，下列描述正确的是 A．0~6s加速，加速度大小为2m/s2， 6s~12s减速，加速度大小为2m/s2 B．0~8s加速，加速度大小为2m/s2， 8s~12s减速，加速度大小为4m/s2 C．0~8s加速，加速度大小为2 m/s2， 8s~16s减速，加速度大小为2 m/s2 D．0~12s加速，加速度大小为1.5m/s2， 12s~16s减速，加速度大小为4m/s2
止时弹簧压缩量为x0,由胡克定律和平衡条件得mg=kx0。力F作用在P上 后,物块受重力、弹力和F,向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得,F+k( x0-x)-mg=ma。联立以上两式得F=kx+ma,所以F-x图像中图线是一条
不过原点的倾斜直线,故A正确。
答案：A
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
二、力的单位
力的单位的由来 在17世纪，人类已经有了一些基本物理量的计量标准，但 还没有规定多大的力为一个单位力，当然也没有力的单位牛顿。 科学家们在做与力有关的实验时并没有准确计算力的大小，利用 的仅仅是简单的倍数关系。 由于单位力的大小还没有规定，所以k的选择有一定的任意 性，只要是常数，它就能正确表示F与m、a之间的比例关系。 既然k是任意取的，那取1将会使公式最简便。当k值取定后，力 的单位理所当然也定下来了： 一个单位力=1*1kg*1m/s2，即规定了1N的力是使质量为1kg 的物体产生1m/s2加速度的力。 用手托住两个鸡蛋大约就是1N。 从上可知力的单位是kg*m/s2，后来为了纪念牛顿，把 kg*m/s2称做“牛顿”，用N表示。因此我们可以把牛顿第二定律 的公式可以表示为：F=ma。
的加速度为a2，则（ C ）
A、a1=a2
B、a2<2a1
C、a2>2a1
D、a2=2a1
解析：由牛顿第二定律得：
F-Ff=ma1 2F-Ff=ma2 Ff=μmg 联立解得a2=2a1+μg>2a1 故选项C正确
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
三、牛顿第二定律的特性
1、因果关系 有合力就有加速度，即力是产生加速度的原因。 2、瞬时性 当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即 也要发生变化，同时产生、同时变化、同时消失。 3、矢量性
4.3
《登科后》 唐 孟郊 昔日龌龊不足夸， 今朝放荡思无涯。 春风得意马蹄疾， 一日看尽长安花。
要点复习: 1、牛顿第一定律 2、惯性
促使
力
运动状态改变
促使 加速度 加
速
保持
度 惯性
运动状态不变
阻碍
质量
加速度
加速度、力及质量三者之间有什么样定量关系呢？
一、牛顿第二定律
在上一节课的实验探究中，我们已经发现小车的加速度可能 与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。大量实验和 观察到的事实都能得出同样的结论，由此可以总结出一般性 的规律：
F=ma
当物体受到几个力的作用时，式中的F指物体所受 的合力。表达式：F合= ma
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
例1、质量为m的 木块位于粗糙水平桌面上，
若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为
a1，当拉力方向不变，大小变为2F时，木块
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
例2、如图所示，轻弹簧两端拴接两个质量均为m的 小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板，两球静 止，两细线与水平方向的夹角 α=300，弹簧水平，以下说法
正确的是（ C ）
A、悬线拉力大小为mg B、弹簧的弹力大小为mg/2 C、剪断左侧细线的瞬间，b球加速度为0 D、剪断左侧细线瞬间，a球加速度为g/2
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
人教版高一物理必修1 第四章第3节牛顿第二定律(共16张 PPT)【 PPT优 秀课件 】-精美 版
解析：根据速度与时间图像的斜率表示加速度 ，车先以4m/s2的加速度匀加速直线运动，后以 -4m/s2的加速度匀减速直线运动，根据物体与 车的动摩擦因数可知，物体与车的滑动摩擦力 产生的加速度为2m/s2。结合运动学公式， 0~8s时，车的速度大于物体，因此物体受到滑 动摩擦力而加速，加速度大小为2m/s2 ，同理可 得， 8~16s时，车的速度小于物体，因此物体 受到滑动摩擦力而减速，加速度大小为2m/s2 。故C正确。
到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化
的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验
台之间的摩擦可以忽略。重力加速度 取10 m/s2。由题给数据可以得出( )
A.木板的质量为1 kg B.2~4 s内,力F的大小为0.4 N C.0~2 s内,力F的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2