【精选课件】沪科版高中物理必修一第5章学案3牛顿第二定律课件.ppt

m与F、a皆无关，是物体的固有属性
例2：在解一道计算题时 二、对单位制的理解与应用
(由字母表达结果的计算题) 一个同学解得位移 s ＝ F/2m(t1＋t2)，用单位制的 方法检查，这个结果( B ) A．可能是正确的
解析
s＝2Fm(t1＋t2)
时间单位：s
B．一定是错误的 C．如果用国际单位制，结
2.牛顿第二定律的特点 (1)因果性；(2)瞬时性；(3)矢量性；(4)同体性；(5)独立性.
3.单位制 (1)国际单位制中的力学单位：长度的单位米(m)、时间的 单位秒(s)、质量的单位千克(kg) (2)单位制的应用 ①简化计算过程 ②推导物理量的单位 ③判断比例系数的单位 ④检查物理量关系式的正误
解析
只受摩擦力
牛顿第二定律得:－μmg＝ma2 f
解得:a2＝－μg＝－2 m/s2
由 0－v2＝2a2s 解得:s＝022－a2v2＝4 m
N F
mg
三、牛顿第二定律的简单应用
例4：如图所示，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．
解析 竖直方向:mg＝N
水平方向:
f
由牛顿第二定律得 F－μN＝ma1
解得: a1＝F－mμN＝0.5 m/s2
N F
mg
三、牛顿第二定律的简单应用
例3：如图所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面 上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力F＝20 N 拉物体由A点开始运动，经过8 s后撤去拉力F，再经过一段时 间物体到达B点停止. 求：(g＝10 m/s2) (2)撤去拉力时物体的速度大小；
(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) y
解析 分析物体受力，建立直角坐标系
N
在水平方向上：Fcos 37°－f＝ma ① f
在竖直方向上：N＝mg＋Fsin 37° ②
x
又因为：f＝μN ③
F
联立①②③得：a＝5 m/s2
mg
1.牛顿第二定律和力的单位 (1)内容 (2)表达式：F＝ma (3)国际单位制中力的单位：N,1 N＝1 kg·m/s2
答案
a∝F，a∝m1
a∝mF
写成等式为:F＝kma 若 F、m、a 都用国际单位，则:F＝ma.
【要点提炼】
1．牛顿第二定律的表达式 F＝ma，式中各量都要用__国__际____单位，F 指物 体所受的___合__外__力______
2．对牛顿第二定律的理解 (1)因果性：力F 是产生加速度a的原因，只要 物体所受的合力不为0，物体就具有加速度． (2)瞬时性：a与F 同时产生，同时__变__化____， 同时__消__失____，为瞬时对应关系．
加速度单位：m/s2
果可能正确
D．用国际单位制，结果错
误，如果用其他单位制，
长度 单位：m
速度 单位：m/s
结果可能正确
三、牛顿第二定律的简单应用
例3：如图所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面 上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力F＝20 N 拉物体由A 点开始运动，经过8 s后撤去拉力F，再经过一段时 间物体到达B 点停止。求：(g＝10 m/s2) (1)在拉力F 作用下物体运动的加速度大小；
(3)矢量性：F＝ma 是矢量表达式，任一时刻a 的方 向均与__合__外__力__F___的方向一致，当合外力方向变化 时a 的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均 ___相__同__．__
(4)同体性：公式F＝ma中各物理量都是针对 __同__一__物__体___的．
(5)独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力
一定大
B．牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小 C．由F＝ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比 D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成
正比，而且在任何情况下，加速度的方向，始终与物体所
受的合外力方向一致
加速度是由合外力和质量共同决定的: 故加速度大的物体，所受合外力不一定大 质量大的物体，加速度不一定小
解析 物体匀加速直线运动了8s
f v v0 at v a1t
N F
v 0.58 m / s 4 m / s
mg
三、牛顿第二定律的简单应用
例3：如图所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面 上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力F＝20 N拉 物体由A点开始运动，经过8 s后撤去拉力F，再经过一段时间 物体到达B点停止．求：(g＝10 m/s2) (3)撤去拉力F 后物体运动的距离．
【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？
合力产生加速度
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外力， 大卡车在水平方向上不只受到你的推力，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 外力为零，故卡车不做加速运动．
高中物理·必修1·沪科版
第5章 研究力和运动的关表达式的确切含义. 2 知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的. 3 能应用牛顿第二定律解决简单的实际问题. 4 了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位．
一、牛顿第二定律
1.正比 反比 2. kma 3.(1)牛顿第二定律 1 kg
二、物理量与单位制
[问题设计]
美国国家航空航天局(NASA)在 20 世纪末曾发射过一个火 星探测器，但它由于靠火星过近，结果因温度过高而起火，
并 脱离 轨道坠 入火星 的大 气层 .航 空航 天局 调查 事故 原因 时发现：原来探测器的制造商洛克希德·马丁公司计算加速 度时使用了英制单位，而喷气推动实验室的工程师理所当
有摩擦力
解析 分析物体受力如图：
F N′
Fcos 37°－f＝ma2 N′＋Fsin 37°＝mg f＝μN′
解得：a2＝6 m/s2
f
mg
再见
1 m/s2 1 kg·m/s2 1
(2) ma 二、物理量与单位制
1.基本 导出 (1)选定 (2)公式 2.米(m) 秒(s) 千克(kg)
一、牛顿第二定律
【问题设计】
由上一节的探究我们已经知道当小车的质量不变时，小车的加速度 与它所受的力成正比，即 a∝F，当小车所受的力不变时，小车的 加速度与它的质量成反比，即 a∝m1 ，那么小车的加速度 a、小车的 质量 m 以及小车所受的力 F 的关系是怎样的？
国际单位制中， 质量的单位只能是kg
3．(单位制的应用)
解析
有几个同学在一次运算中，得
出了某物体位移s的大小同其 质量m、速度v、作用力F和运
动时间t 的关系式分别如下，
其中一定错误的是A(BC )
A．s＝ v 2a
B． s＝ mv3 F
m/s s m/s2
kg (m/s)3 kg m/s2
一、对牛顿第二定律的理解
例1：下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理 解，正确的是( CD ) A．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比， 与物体的加速度成反比 B．由m＝F/a 可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与 其运动的加速度成反比 C．由a＝F/m 可知，物体的加速度与其所受合外力成正比， 与其质量成反比 D．由m＝F/a 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和 它所受到的合外力求出
2.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，用 国际单位制中的基本单位和导出单位表示，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)推导物理量的单位 物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了 各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物 理量间的关系推导出物理量的单位．
m2/s
v 的单位为m/s a 的单位为m/s2 F 的单位为kg·m/s2 s 的单位为m
C．s＝Ft D．s＝ mv2
2F
kg m/s 2 s kg m/s kg (m/s)2
m kg m/s2
3.(牛顿第二定律的理解) 关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是( D ) A．由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力
(3)判断比例系数的单位 根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数 有无单位，如公式F＝kx中k的单位为N/m，f＝μN中μ无 单位．
(4)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．
答案 在国际上采用统一的单位制是非常重要的，也是 非然常地必认要为的他. 们提供的数据是以国际单位制算出来的，并把
这些数据直接输入电脑.从这次事故的原因上，你能得到什 么启示？
【要点提炼】 1．国际单位制中的基本量 国际单位制中选定_长__度__(_l_) _、_质__量__(_m_)_、__时__间__(t_)__、电流(I)、 热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本量．
解析
没有摩擦力 分析物体受力如图：
F N
根据牛顿第二定律：
Fcos 37°＝ma1
解得:a1＝8 m/s2
mg
4．(牛顿第二定律的简单应用) 如图所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上．现用大小为40 N， 与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做 匀加速运动(g取10 m/s2，sin 37°＝ 0.6，cos 37°＝ 0.8)． (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？