高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.3牛顿第二定律课件 沪科版必修1A
高中物理 第五章 研究力和运动的关系 章末整合课件(沪科版必修1)
有：F1cos θ＝mg，F1sin θ＝F2，则：F2＝ mgtan θ. 剪断线的瞬间，F2突然消失，物体即在F2反方 向获得加速度． 因为mgtan θ＝ma，所以加速度a＝gtan θ，方 向与F2的方向相反． 你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价 并说明理由．
解析：此解答是错误的．因为L2被剪断的瞬间， F2消失，物体只受L1线上的拉力和重力作用，L1上 的张力大小发生了变化．在剪断L2的瞬时，物体沿 L1的方向受力平衡，垂直于L1的方向产生加速度a＝ gsin θ.
章末整合
牛 顿 运 动 定 律
牛顿第一定律
牛顿第二定律
牛 顿 第 一 定 律
规律的揭示：伽利略的理想实验 规律的表述：一切物体总保持匀速直线运动状态 或静止状态，除非作用在它上面的力迫使 它改变这种状态.也叫惯性定律 概念：物体本身固有的维持原来运动状态 不变的属性.与运动状态无关，质量 是惯性大小的唯一量度 表现：不受外力时，表现为保持原来的运 动状态不变；受外力时，表现为改 变运动状态的难易程度
根据牛顿第三定律，球对斜面的压力． N′＝－N＝－20.8 N， 式中“－”号表示N′与N方向相反，即垂直斜面 向下． 答案：12 N 20.8 N
2．分解加速度而不分解力 【例3】 将木块A、B叠放 在一起后放在倾角为α的光滑斜 面上，A和B一起沿斜面自由滑 下．下滑过程中，A和B无相对 图 5－ 3 运动，如图5－3所示．已知A的 质量为m，求下滑过程中A所受支持力及摩擦力． 解析：对A、B整体如下图(1)： (m＋M)gsin α＝(m＋M)a 对A如下图(2)，水平方向：f＝macos α ① ②
正交分解法的应用
所谓正交分解法是指把一个矢量分解在两个互 相垂直的坐标轴上的方法． 正交分解法是一种常用的矢量运算方法，其实 质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算，从 而简捷方便地解题． 正交分解法是解牛顿运动定律题目最基本的方 法，物体在受到三个或三个以上的不在同一直线上 的力作用时一般都用正交分解法．
高中物理第五章研究力和运动的关系本章整合课件沪科版必修1
二、牛顿第二定律
内容:物体的加速度跟受到的作用力成正比, 跟物体的质量成反比 表达式:������ = ������������ 牛顿第 二定律 矢量性:������的方向与������ 的方向相同 瞬时性:������随������的变化而变化 理解 独立性:每个力都可独立地使物体产生 加速度 同体性:������、������、������是同一个物体的三个量
答案:(1)8.0 m/s (2)4.2 s
1 s1+s2= a3������3 2 ,t3= 2
10 s≈3.2 s,所以物体从绳子断了开始到返回
方法技巧解决动力学基本问题时对力的处理方法 1.平行四边形定则:若物体在两个共点力的作用下产生加速度,可 用平行四边形定则求F合,然后求加速度。 2.正交分解法:物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的 力作用时,常用正交分解法。一般把力沿加速度方向和垂直于加速 度方向进行分解。
三、动力学中的传送带模型 传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题。 【例3】 某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送 到飞机上,传送带与地面的夹角θ=30°,传送带两端A、B的距离 L=10 m,传送带以v=5 m/s的恒定速度匀速向上运动。在传送带底 端A轻放上一质量m=5 kg的货物,货物与传送带间的动摩擦因数 3 μ= 。求货物从A端运送到B端所需的时间。(g取10 m/s2)
(1)小环的质量m。 (2)细杆与地面间的夹角α。
解析:由题图得:0~2 s内, Δ������ 1 a= = m/s2=0.5 m/s2 Δ������ 2 根据牛顿第二定律可得:前2 s有F1-mgsin α=ma 2 s后有F2=mgsin α, 联立两式代入数据可解得:m=1 kg,α=30°。 答案:(1)1 kg (2)30° 方法技巧1.对F-t图像要结合物体受到的力,根据牛顿第二定律分 别求出各段的加速度,分析每一时间段的运动性质。 2.对a-t图像,要注意加速度的正、负,分析每一段的运动情况,然 后结合物体的受力情况根据牛顿第二定律列方程。 3.对F-a图像,首先要根据具体的物理情景,对物体进行受力分析, 然后根据牛顿第二定律推导出a-F间的函数关系式,由函数关系式 明确图像的斜率、截距的意义,从而求出未知量。
沪科版高中物理必修1第5章《研究力和运动的关系》习题课课件
第5章 研究力和运动的关系
变式训练 2．质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地 面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最 大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t ＝0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周 期性变化的水平拉力F的 作用，F随时间t的变化规 律如图所示．
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第5章 研究力和运动的关系
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Hale Waihona Puke 第5章 研究力和运动的关系
【精讲精析】 (1)由 v－t 图线知：物体在前 2 s 内做匀加速直线运动，前 2 s 内物体运动 的加速度 a＝ΔΔvt ＝42 m/s2＝2 m/s2 前 2 s 内物体运动的位移 s＝12at2＝4 m.
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(2)物体受力如图所示．
第5章 研究力和运动的关系
消失，小球受 G 和 F 的合力大小等于撤之前
的 N(三力平衡)，方向与 N 的方向相反，故加
速度方向为垂直木板向下，大小为 a＝mN＝
g ＝2 cosθ
3
3 g.
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第5章 研究力和运动的关系
【答案】 C 【规律方法】 解答此类问题时注意： (1)这类变化问题，往往问变化后的受力，但 必须先弄清变化前的受力． (2)弹簧的弹力不能发生突变，即条件瞬间变 化前后弹簧的弹力不变．
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第5章 研究力和运动的关系
A．0 B．大小为2 33g，方向竖直向下 C．大小为2 3 3g，方向垂直于木板向下 D．大小为 33g，方向水平向右
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第5章 研究力和运动的关系
【思路点拨】 解答本题可按以下流程：
以小球为
分析撤前
研究对象
→
受力情况
→ 判断撤离后力的改变 → 求出合力 → 求出加速度
2016-2017学年高中物理-第5章-研究力和运动的关系本章整合课件-沪科版必修1
的压力为 0。
答案:(1)100 N 50 N (2)200 N 0
专题一
专题二
专题三
传送带问题
1.传送带一般做匀速运动,物体与传送带间的滑动摩擦力不影响传送
带的运动状态(这是因为带动传送带的电机在起作用)。
2.分析该类问题的关键
和方向均应相同,根据牛顿第二定律对整体列方程。如果系统内各物体的加
速度仅大小相同,如通过滑轮连接的物体,应采用隔离法根据牛顿第二定律
分别列方程。
专题一
专题二
专题三
【专题训练 1】 如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物
块,质量分别为 m1 和 m2。拉力 F1 和 F2 方向相反,与轻线沿同一水平直线,
且 F1>F2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力 FT。
解析:以两物块整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
F1-F2=(m1+m2)a①
隔离物块 m1,由牛顿第二定律得 F1-FT=m1a②
由①②两式解得 FT=
答案:
m1F2+m2F1
m1+m2
m1F2+m2F1
m1+m2
专题一
专题二
专题三
用牛顿运动定律处理临界和极值问题
专题一
专题二
专题三
3.临界、极值问题的求解方法
(1)极限法:在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语时,一般隐含着
临界问题,处理此类问题时,应把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现
象(或状态)暴露出来,达到尽快求解的目的。
(2)假设法:有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过
高中物理沪科版必修1课件：第5章 研究力和运动的关系 5.5 超重与失重
其中正确的是
A.超重就是物体重力增加了，失重就是物体重力减小了
B.物体加速度向上属于超重，物体加速度向下属于失重 √ C.不论超重、失重、还是完全失重物体所受重力不变 √ D.超重就是物体对竖直悬挂物的拉力(或对水平支持物的压力)大于重力的 √
现象，失重则是小于重力的现象
1
2
3
4
答案
2.(超重和失重的判断)跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段
小星的重力小．
答案
要点提炼
1.实重与视重
(1)实重：物体实际所受的重力 .物体所受重力不会因物体运动状态的改变
而变化. (2)视重：当物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力不等于物体的重力时， 弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重. 2.超重与失重 (1)超重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 大于 物体重力的现象. (2)失重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 小于 物体重力的现象. (3)完全失重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态.
答案
要点提炼
判断超重、失重状态的方法
1.从受力的角度判断
超重：物体所受向上的拉力(或支持力) 大于重力. 失重：物体所受向上的拉力(或支持力) 小于 重力. 完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力) 等于零. 2.从加速度的角度判断 超重：物体具有竖直 向上 的加速度. 失重：物体具有竖直 向下 的加速度. 完全失重：物体具有竖直 向下 的加速度，且加速度大小等于 g .
答案
典例精析 一、超重与失重的判断
例1 下列说法中正确的是 B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 √ D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析课件沪科版必修1
第三十四页，共38页。
6．如图 5-4-6 所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其
倾角 θ＝30°.现木块上有一质量 m＝1.0 kg 的滑块从斜面下滑，测得滑块在 0.40 s
内速度增加了 1.4 m/s，且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度 g
取 10 m/s2，求：
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应用牛顿第二定律解题时求合力的方法 1．合成法． 物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解 题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力 F 合．反之，若知 道加速度方向就知道合力方向．
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2．正交分解法． 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答， 一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量．即沿加速度 方向：Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0.
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[再判断] (1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(√) (2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(×) (3)加速度是联系运动和力的桥梁．(√)
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[后思考] 1．为什么加速度可以把受力和运动联系起来？ 【提示】 因为在牛顿第二定律中有加速度与力的关系，而在运动学公式 中有加速度与运动参量的关系，所以加速度作为“桥梁”，把物体的受力与运动 联系起来． 2．通常可以用哪些关系求解物体的加速度？ 【提示】 一是由运动学公式求物体的加速度，二是通过对物体受力分析， 确定物体的合外力，再由牛顿第二定律求解物体的加速度．
第二十六页，共38页。
[合作探讨] 探讨： 李伟同学在观看 2016 年 2 月 1 日 15 时 29 分我国发 射第二十一颗北斗导航卫星的电视直播时，当听到现场指 挥倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用秒表计时，测 得火箭底部通过发射架的时间是 4.8 s，他想算出火箭受到 的推力，试分析还要知道哪些条件？不计空气阻力，火箭 质量认为不变．
高中物理第5章研究力和运动的关系5.3牛顿第二定律课件沪科版必修1
解析
答案
例4 如图2所示，质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间 的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向 右下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大 小.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
[延伸思考] 在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动， 这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？ 答案 不矛盾，牛顿第二定律公式中的F指的是物体受到的合力，大卡 车在水平方向上不只受到推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相 互平衡，即卡车受到的合力为零，加速度为零，故卡车不做加速运动.
答案 8 m/s2
解析 水平面光滑时物体的受力情况如图甲所示
由牛顿第二定律：Fcos 37°＝ma1
图3
解得a1＝8 m/s2源自1234解析答案
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多大？
答案 6 m/s2 解析 水平面不光滑时，物体的受力情况如图乙所示 Fcos 37°－f＝ma2 N′＋Fsin 37°＝mg f＝μN′ 联立解得：a2＝6 m/s2
此外还有功、功率、压强等.
3.单位制的应用 (1)单位制可以简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，这样就可以省去计 算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而 使计算简便. (2)单位制可检查物理量关系式的正误 根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的 单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定 是错误的.
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
高中物理第5章研究力和运动的关系第3节牛顿第二定律课件沪科版必修
课时2 物理量与单位制
刷基础
2．[陕西铜川2019高一上期末](多选)导出单位是由基本单位组合而成的，下列说法中正确的是( AD)
A．加速度的单位是m/s2，是由m、s两个基本单位组合而成的
B．加速度的单位是m/s2，由公式a＝vt－v0 可知它是由m/s和s两个基本单位组合而成的 t
C．加速度的单位是m/s2，由公式a＝ F 可知它是由N、kg两个基本单位组合而成的 m
2
解析
猫处于平衡状态，隔离猫进行受力分析，猫受重力、板对它的支持力及板对猫沿斜面向上的摩擦力，
A错误，B正确；木板沿斜面加速下滑时，猫保持相对斜面的位置不变，即相对斜面静止，加速度为
零．将木板和猫作为整体，根据牛顿第二定律有F合＝F猫＋F木板＝0＋2ma(a为木板的加速度)，整体受
到的合力的大小为猫和木板的重力沿斜面方向的分力的大小，即F合＝3mgsin
课时2 物理量与单位制
刷提升
B
解析
面积S的单位是m2，速度v的单位是 m·s-1，密度ρ的单位是kg·m-3，力f的单位是N，即kg· m·s-2，把 a＝1，b＝1, c＝1代入鸟的升力f＝CSavbρc，单位为 Cm2(m·s-1)·(kg·m-3)＝Ckg·s-1，不是力的单位 ，故A错误．同理把a＝1, b＝2, c＝1代入f＝CSavbρc，单位为 Ckg·m·s-2，是力的单位，故B正确． 把a＝1，b＝2, c＝2代入f＝CSavbρc，单位为 Ckg2·s-2·m-2，不是力的单位，故C错误．把a＝2, b＝ 2, c＝2代入f＝CSavbρc，单位为Ckg2·s-2，不是力的单位，故D错误．
定律得Fcos α－μ(Mg－Fsin α)＝Ma， 解得加速度a＝ Fcos α－μ（Mg－Fsin α） ，故选D.
高中物理第5章研究力和运动的关系3牛顿第二定律课件必修1高中必修1物理课件
第十六页，共三十九页。
一物体在 2 N 的外力作用下，产生 10 cm/s2 的加速度， 求该物体的质量．下面有几种不同的求法，其中单位运用正确， 简洁而又规范的是( ) A．m＝Fa＝120 kg＝0.2 kg B．m＝Fa＝0.12mN/s2＝20kg·mm/s2＝20 kg
12/10/2021
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一、牛顿第二定律
1．内容：物体的加速度跟受到的__作__用__力__成正比，跟物体的 _质__量___成反比． 2．表达式：__F__合_＝__m_a____． 3．力的单位：使质量为 1 kg 的物体产生__1__m_/_s_2_加速度的力， 称为 1 N，即 1 N＝1 _k_g_·__m__/_s2__．
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2．两个物体的长度分别是 1.70 和 150，你能说明哪个物体更 长吗？ 提示：很难说明．要想比较必须加上单位．我们对物理量进行 描述时，除了数字外，还必须有单位．
12/10/2021
第七页，共三十九页。
对牛顿第二定律的理解 1．对牛顿第二定律公式的认识 (1)牛顿第二定律的比例式 a∝mF的意义： m 不变时，a∝F；F 不变时，a∝m1 ，即 a 与 m 成反比，改写 成乘积形式为 F∝ma.
3.如图所示，电梯与水平面夹角为 30°，当电 梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的65，则人与梯面 间的摩擦力是其重力的多少倍？
12/10/2021
第二十八页，共三十九页。
解析：本题分解加速度比分解力更显方便． 对人进行受力分析：重力 mg、支持力 FN、摩擦力 F(摩擦力的 方向一定与接触面平行，由加速度的方向可推知 F 水平向右)． 建立直角坐标系：取水平向右(即 F 方向)为 x 轴正方向，此时 只需分解加速度，其中 ax＝acos 30°，ay＝asin 30°(如图所示)．
高中物理第5章研究力和运动的关系第2节牛顿第二定律教案沪科版必修1课件
牛顿第二定律从容说课经过上一节课的实验探究，学生已经知道了加速度与受到的合外力成正比，和物体的质量成反比的结论.这节通过对牛顿第二定律的学习，使学生能够站在更高的层次上理解物体的加速度和物体受力以及物体质量的关系，使学生有了和科学巨匠相同的思维过程，充分调动他们学习物理的积极性.在教学中应注重引导学生如何把比例式变成等式，在进一步学习的基础之上理解牛顿第二定律中力和加速度的同向性、瞬时性、同体性和独立性.会用牛顿运动定律解决简单的题目，逐渐熟悉这一类问题的处理方法.三维目标知识与技能1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式.2.理解公式中各物理量的意义及相互关系.3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.过程与方法1.通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律，体会大师的做法与勇气.2.培养学生的概括能力和分析推理能力.情感态度与价值观1.渗透物理学研究方法的教育.2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.3.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣.教学重点牛顿第二定律的特点.教学难点1.牛顿第二定律的理解.2.理解k=1时，F=ma.教具准备多媒体课件课时安排1课时教学过程［新课导入］师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去.学生观看，讨论上节课的实验过程和实验结果.师：通过上一节课的实验，我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比.师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系？生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比.师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？ ［新课教学］ 一、牛顿第二定律师：通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比.师：如何用数学式子把以上的结论表示出来？生：a ∝m F师：如何把以上式子写成等式?生：需要引入比例常数k a=k m F师：我们可以把上式再变形为F=kma.选取合适的单位，上式可以简化.前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿.其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：质量为1 kg 的物体，获得1 m/s2的加速度时，受到的合外力为1 N ，即1 N=1 kg ·m/s2可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F=ma 这就是牛顿第二定律的数学表达式.师：牛顿第二定律不仅描述了F 、m 、a 的数量关系，还描述了它们的方向关系，结合上节课实验的探究，它们的方向关系如何？生：质量m 是标量，没有方向.合力的方向与加速度方向相同. 师：对，我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢？生：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.师：加速度的方向与合外力的方向始终一致，我们说牛顿第二定律具有同向性. 【讨论与交流】（多媒体演示课件）一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N 的恒定外力作用，若物体质量为5 kg ，求物体的加速度.若2 s 后撤去外力，物体的加速度是多少？物体2 s 后的运动情况如何？ 学生进行分组讨论师：请同学们踊跃回答这个问题.生：根据牛顿第二定律F=ma ，可得a=m F，代入数据可得a=1 m/s2，2 s 后撤去外力，物体所受的力为零，所以加速度为零.由于物体此时已经有了一个速度，所以2 s 以后物体保持匀速直线运动状态.师：刚才这位同学说2 s 后物体不再受力，那么他说的对不对呢？ 生：不对.因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力. 师：那么在这种情况下的加速度又是多少呢？生：仍然是零，因为重力和支持力的合力为零，牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力，而不是某一个力.师：非常好.以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题，即用物体所受的合力来进行处理.【课堂训练】讨论a 和F 合的关系，并判断下面哪些说法不对，为什么.A.只有物体受到力的作用，物体才具有加速度B.力恒定不变，加速度也恒定不变C.力随着时间改变，加速度也随着时间改变D.力停止作用，加速度也随即消失答案：ABCD教师点评：牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度.物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的.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，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失.这就是牛顿第二定律的瞬时性.师：根据牛顿第二定律，即使再小的力也可以产生加速度，那么我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推动呢？这和牛顿第二定律是不是矛盾？生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力.师：如果物体受几个力共同作用，应该怎样求物体的加速度呢？生：先求物体几个力的合力，再求合力产生的加速度.师：好，我们看下面一个例题.多媒体展示例题【例1】一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又逐渐使其恢复到原值（方向不变），则A.物体始终向西运动B.物体先向西运动后向东运动C.物体的加速度先增大后减小D.物体的速度先增大后减小生1：物体向东的力逐渐减小，由于原来合力为零，当向东的力逐渐减小时，合力应该向西逐渐增大，物体的加速度增大，方向向西.当物体向东的力恢复到原值时，物体的合力再次为零，加速度减小.所以加速度的变化情况应该先增大后减小.生2：物体的加速度先增大后减小，所以速度也应该先增大后减小.生3：这种说法不对，虽然加速度是有一个减小的过程，但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致，所以速度应该一直增大，直到加速度为零为止.师：对.一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大.多媒体展示例题【例2】某质量为1 000 kg的汽车在平直路面上试车，当达到72 km／h的速度时关闭发动机，经过20 s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）学生讨论解答生：物体在减速过程的初速度为72 km/h=20 m/s，末速度为零，根据a=t vv0-得物体的加速度为a＝－1 m/s2，方向向后.物体受到的阻力f＝ma＝－1 000 N.当物体重新启动时牵引力为2 000 N，所以此时的加速度为a2=m fF+＝1 m/s2，方向向车运动的方向. 师：根据以上的学习，同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤. 生：1.确定研究对象.2.分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图.3.求出合力.注意用国际单位制统一各个物理量的单位.4.根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解.师：牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位，希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题.【课堂训练】如图4－3－1所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端.试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况.图4－3－1解析：在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零.在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小.由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关.［小结］这节课我们学习了1.牛顿第二定律：F=ma.2.牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性.3.牛顿第二定律解决问题的一般方法.［布置作业］教材第85页问题与练习.［课外训练］1.设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情况是A.先加速后减速，最后静止B.先加速后匀速C.先加速后减速直至匀速D.加速度逐渐减小到零2.下列说法中正确的是Ａ.物体所受合外力为零，物体的速度必为零Ｂ.物体所受合外力越大，物体的加速度越大，速度也越大Ｃ.物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致D.物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同3.一个物体正以5 m/s的速度向东做匀速直线运动，从某一时刻开始受到一个方向向西、大小为3 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求：2 s末物体的速度.4.如图4－3－2所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量1 kg的物块.在水平地面上当小车做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10 N.当小车做匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8 N.这时小车运动的加速度大小是图4－3－2A.2 m/s2B.4 m/s2C.6 m/s2D.8 m/s2参考答案 1.答案：B解析：分析雨滴的受力情况，发现雨滴受竖直向下的重力和向上的空气阻力，重力的大小方向不变，空气阻力随速度的增大而增大，所以物体的加速度a=m kvmg m f mg -=-应该逐渐变小最终为零，此时雨滴的速度最大，以后雨滴做匀速运动.2.答案：D3.分析与解答：由于物体受到恒定外力是向西的，因此产生恒定加速度的方向也是向西的，与物体初速度方向相反，故物体应做匀减速直线运动.由牛顿第二定律可知：a=m F =53m/s2=0.6 m/s2由匀减速直线运动公式可知：2 s 末物体速度为 v2=v0－at=（5－0.6×2） m/s=3.8 m/s 方向向东.4.解析：因弹簧的弹力与其形变量成正比，当弹簧秤甲的示数由10 N 变为8 N 时，其形变量减少，则弹簧秤乙的形变量一定增大，且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等，所以，弹簧秤乙的示数应为12 N.物体在水平方向所受到的合外力为F=T 乙－T 甲=12 N －8 N=4 N.根据牛顿第二定律，得物块的加速度大小为a=m F =14m/s2=4 m/s2.答案：B说明：无论题中的弹簧秤原来处于拉伸状态或压缩状态，其结果相同.同学们可自行通过对两种情况的假设加以验证. 板书设计3 牛顿第二定律活动与探究探究活动的主题:牛顿第二定律发现的过程.。
高中物理第5章研究力和运动的关系5.3牛顿第二定律教案沪科版必修1(2021年整理)
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5.3《牛顿第二定律》一、教学目标1．知识与技能：（1)掌握牛顿第二定律的内容和公式;(2）理解公式中各物理量的意义及相互关系；（3）知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.2．过程与方法：(1)以实验为基础，通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。
培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。
(2）渗透物理学研究方法的教育。
实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究；运用列表法、图象法处理数据，使学生知道结论是如何得出的；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.3．情感态度与价值观培养学生主动与他人合作、具有团队精神，培养学生具有勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
二、重点、难点分析1．本节的重点内容是做好演示实验。
让学生观察并记录数据,从而有说服力地归纳出a与F和m的关系,即可顺理成章地得出牛顿第二定律的基本关系式.因此，熟练且准确地操作实验就是本课的关键点。
同时，也只有讲清实验装置、原理和圆满地完成实验才能使学生体会到物理学研究的方法，才能达到掌握方法、提高素质的目标。
2．牛顿第二定律的数学表达式简单完美，记住并不难.但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联;牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景，对学生来说是较困难的.三、教具朗威DIS实验室、微机、铁架台、气垫导轨、学生天平、滑块、细线、小钩码、配重片等。
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析课件沪科必修1
则 F=f+ma1=μmg+ma1=15 N。 答案:15 N
探究一
探究二
反思由撤去力 F 前及撤去力 F 后的运动情况以及运动学规律求
出撤去力 F 前的加速度,然后由牛顿第二定律求出恒力 F 的大小。对于过 程较复杂的情况,应分阶段进行运动过程分析,并找出各运动过程的相关量, 从而将各运动过程有机地连接在一起。
5.4 牛顿运动定律的案例分析
情境导入
课程目标 1.进一步学习对物体的受力情 况及运动情况进行分析的方法。 2.初步掌握动力学两类基本问题求 解的基本思路和步骤,理解加速度 是解决两类动力学问题的桥梁。 3.经历牛顿定律解决问题的过程,体 会选择研究对象的重要性。
动力学两类基本问题
1.已知物体的受力情况 ,确定物体的运动情况 根据牛顿第二定律,已知物体的受力情况可以求出物体的加速度,再知 道物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式,就可以求出物体在 任意时刻的位置和速度,也就确定了物体的运动情况。 2.已知物体的运动情况 ,分析物体的受力情况 根据物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律 可确定物体所受的合力,从而求出某些未知力或与力相关的某些量,如动摩 擦因数、劲度系数、力的方向等。
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警示 (1)正确的受力分析是解答本类题目的关键。(2)已知量的单
位都要统一成国际单位制中的单位。
探究一
探究二
【例题 2 】 如图所示是一滑雪场示意图,其中 AC 是长 L=8 m 、倾角 θ=37° 的斜坡,CD 段是与斜 坡平滑连接的水平面。 人从 A 点由静止下滑,经过 C 点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下。 人与接触面间的 动摩擦因数均为 μ=0.25,不计空气阻力,(g 取 10 N/kg,sin 37° =0.8)求 : (1)人从斜坡顶端 A 滑至底端 C 所用的时间; (2)人停下时离 C 点的距离。 点拨:人沿斜坡做匀加速运动,在水平面上人做匀减速运动。由牛顿第 二定律求出加速度,再根据运动学公式求出下滑时间和运动的距离。 37° =0.6,cos
高中物理第5章研究力和运动的关系章末总结课件沪科版
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1.(动力学的两类基本问题)如图5所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定 的斜面底端有一质量m＝1.0 kg的物体.物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25， 现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动.拉力F＝10 N，方向平行斜面 向上.经时间t＝4.0 s绳子突然断了，求： (1)绳断时物体的速度大小.
答案 1.2 m
解析 由图像可得 v ＝1 m/s
故小球沿细杆滑行的距离 s＝ v t＝1.2 m
图6
123
解析 答案
(2)小球与细杆之间的动摩擦因数； 答案 0.25
甲
乙
图3
√A.0.5 kg,0.4
B.1.5 kg，125
C.0.5 kg,0.2
D.1 kg,0.2
解析 答案
三、传送带问题
传送带传送货物时，一般情况下，由摩擦力提供动力，而摩擦力的性质、 大小、方向和运动状态密切相关.分析传送带问题时，要结合相对运动情 况，分析物体受到传送带的摩擦力方向，进而分析物体的运动规律是解题 的关键. 注意 因传送带由电动机带动，一般物体对传送带的摩擦力不影响传送带 的运动状态.
4.对F－a图像，首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后 根据牛顿第二定律推导出a－F间的函数关系式，由函数关系式明确图像 的斜率、截距的意义，从而求出未知量.
例2 如图2甲所示，固定光滑细杆与地面成一定夹角为α，在杆上套有一 个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速 度v随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度g＝10 m/s2.求：
解析 答案
(2)如果传送带长度L＝20 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端. 答案 7 s 解析 因为20 m>8 m， 所以物块速度达到传送带的速度后，摩擦力变为0， 此后物块与传送带一起做匀速运动， 物块匀速运动的时间 t2＝L－v s1＝204－8 s＝3 s 故物块到达传送带右端的时间t′＝t1＋t2＝7 s.