2018年初高中物理衔接第09讲 牛顿第二定律
高中物理课件:牛顿第二定律及其应用
牛顿第二定律与质量、加速度的关系
质量越大,物体受到的力相同情况下的加速度越小;质量越小,物体受到的力相同情况下的加速 度越大。
如何计算物体受力时的加速度
通过牛顿第二定律的公式F = ma,可以计算出物体在受到施加力的情况下的加 速度。
牛顿第二定律在自由落体运动 中的应用
自由落体运动中,地球对物体施加一个向下的力,根据牛顿第二定律的公式F = ma,可以计算出物体下落的加速度。
牛顿第二定律在斜面运动中的 应用
斜面运动中,物体受到斜面支持力和重力的合力,根据牛顿第二定律的公式F = ma,可以计算物体在斜面上的加速度。
受力分析和牛顿第二定律的关系
受力分析是应用牛顿第定律解决力学问题的重要方法,通过分析物体所受力的大小和方向,可 以确定物体的加速度。
牛顿第二定律与冲量的关系
冲量是力乘以作用时间,根据牛顿第二定律的公式F = ma,可以推导出冲量的变化会导致物体速 度的变化。
高中物理课件:牛顿第二 定律及其应用
牛顿第二定律,是力与运动之间关系的重要定律。它描述了物体的加速度与 所受力的关系。本课件将详细介绍牛顿第二定律的概念和各种应用。
牛顿第二定律的基本概念和表 达方式
牛顿第二定律阐述了力、质量和加速度之间的关系。通过F = ma的公式,可以 计算物体所受合力产生的加速度。
高中课件 牛顿第二定律
讨论:
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?
不矛盾,因为牛顿第二定律中的力是合外力
数学表达式 F ma
F指的是物体所受的合外力
F=0时,a=0,物体保持静止或匀速直线运动 合外力恒定不变,加速度恒定不变,物体做 匀变速直线运动 合外力随着时间的改变,加速度也随着时间 的改变
解法2 :小球在水平方向上做匀加速直线运动,在竖 直方向上处于平衡状态,建立直角坐标系。将小球所 受的拉力FT分解为水平方向的Fx和竖直方向的Fy
在竖直方向有 Fy mg 0, Fy FT cos FT cos mg 在水平方向有 Fx FT sin FT sin ma 联立方程求得小球的加速度为 a g tan 列车的加速度与小球相同,大小为gtan θ,方向水平向右
在平直路面上,质量为1100 kg的汽车在进行研发的测试, 当速度达到100 km/h时取消动力,经过70 s停了下来。汽车受到 的阻力是多少?重新起步加速时牵引力为2000 N,产生的加速度 是多少?假定试车过程中汽车受到的阻不变。
解:以汽车为研究对象。设汽车运动方向为 x轴正方向,建立一维坐标系。
作业:《课时作业》——牛顿第二定律
课堂小结
牛顿第二定律: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, 加速度方向跟作用力的方向相同。
F ma 表达式:
力的单位取牛顿(N) 质量单位取千克(kg)
加速度单位取米每二次方秒(m/s2
)
同体性、瞬时性、独立性
解题 确定研究对象→分析运动情况和受力情况画出受力 步骤 分析图→由牛顿第二定律和运动学规律求解
牛顿第二定律详解
牛顿第二定律详解实验:用控制变量法研究:a与F的关系,a与m的关系知识简析一、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;a的方向与F合的方向总是相同。
2.表达式:F=ma揭示了:①力与a的因果关系,力是产生a的原因和改变物体运动状态的原因;②力与a的定量关系3、对牛顿第二定律理解:(1)F=ma中的F为物体所受到的合外力.(2)F=ma中的m,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统)做受力分析时,如果F是系统受到的合外力,则m是系统的合质量.(3)F=ma中的F与a有瞬时对应关系,F变a则变,F大小变,a则大小变,F方向变a也方向变.(4)F=ma中的F与a有矢量对应关系,a的方向一定与F的方向相同。
(5)F=ma中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度.(6)F=ma中,F的单位是牛顿,m的单位是kg,a的单位是米/秒2.(7)F=ma的适用范围:宏观、低速4. 理解时应应掌握以下几个特性。
(1) 矢量性F=ma是一个矢量方程,公式不但表示了大小关系,还表示了方向关系。
(2) 瞬时性a与F同时产生、同时变化、同时消失。
作用力突变,a的大小方向随着改变,是瞬时的对应关系。
(3) 独立性(力的独立作用原理) F合产生a合;Fx合产生ax合;Fy合产生ay合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,就象其它力不存在一样,这个性质叫力的独立作用原理。
因此物体受到几个力作用,就产生几个加速度,物体实际的加速度就是这几个加速度的矢量和。
(4) 同体性F=ma中F、m、a各量必须对应同一个物体(5)局限性适用于惯性参考系(即所选参照物必须是静止或匀速直线运动的,一般取地面为参考系);只适用于宏观、低速运动情况,不适用于微观、高速情况。
牛顿运动定律的应用1.应用牛顿运动定律解题的一般步骤:(1) 选取研究对象(2) 分析所选对象在某状态(或某过程中)的受力情况、运动情况(3) 建立直角坐标:其中之一坐标轴沿的方向然后各力沿两轴方向正交分解(4) 列出运动学方程或第二定律方程F合=a合;Fx合=ax合;Fy合=ay合用a这个物理量把运动特点和受力特点联系起来(5) 在求解的过程中,注意解题过程和最后结果的检验,必要时对结果进行讨论.2.物理解题的一般步骤:(1) 审题:解题的关键,明确己知和侍求,特别是语言文字中隐着的条件(如:光滑、匀速、恰好追上、距离最大、共同速度等),看懂文句、及题述的物理现象、状态、过程。
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
牛顿第二定律 课件
• 2.对牛顿第二定律的理解
• (1)同体性:加速度、合外力和质量是对应于同一个物体的, 所以分析问题时一定要确定好研究对象,把研究对象全过 程的受力情况都搞清楚.
• (2)因果性:力是产生加速度的原因,物体的加速度是力这 一外因和质量这一内因共同作用的结果.
• (3)矢量性:加速度与合外力都是矢量,它们的方向始终相 同,加速度的方向唯一由合外力的方向决定.
• C.物体从A到B加速度越来越小
• D.物体从A到B加速度先减小后增加
• 【分析】 因为速度变大还是变小,取决于速度方向和加 速度方向的关系(当a与v同向时,v增大;当a与v反向时, v减小),而加速度由合力决定,所以要分析v、a的变化情 况,必须先分析物体受到的合力的变化情况.
• 【解析】 物体从A到B的过程中,水平方向一直受到向 左的滑动摩擦力作用,大小不变;还一直受到向右的弹簧 的弹力,从某个值逐渐减小为0.开始时,弹力大于摩擦力, 合力向右,物体向右加速,随着弹力的减小,合力越来越 小;到A、B间的某一位置时,弹力和摩擦力大小相等、 方向相反,合力为0,速度达到最大;随后,摩擦力大于 弹力,合力增大但方向向左,合力方向与速度方向相反, 物体开始做减速运动.所以,小物体由A到B的过程中, 先做加速度减小的加速运动,后做加速度增加的减速运动, 正确选项为B、D.
• 【答案】 BD
• 3.要研究物体在力的作用下做什么运动,必须知道物体在 不受力的情况下处于怎样的运动状态,所以牛顿第一定律 是研究力学的出发点,是不能用牛顿第二定律来代替的.
题型 1
牛顿第二定律的应用方法和步骤
•
例 1 如图所示,自动扶梯与水平面夹角为θ,上面
站着质量为m的人,当自动扶梯以加速度a加速向上运动
牛顿第二定律(超全)
N
国际上规定:
kg
F ak m
F a m
F ma
三、对牛顿第二定律的理解
1 矢量性: F与a都是矢量,且a方向与F 的 .方向任意时刻均 相同 ; 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。 3. 独立性: 当物体同时受到几个力的作用时,
各个力都满足F=ma每个力都独立产生各自的 加速度,这些加速度的矢量和,即为物体具 有的 。 合加速度
(第1课时)
牛顿第二定律的性质:
1:瞬时性:加速度和力的关系是瞬时对应,
a与
F同时产生,同时变化,同时消失; 2:矢量性:加速度的方向总与合外力方向相同; 3:独立性(或相对性):当物体受到几个力的 作用时,可把物体的加速度看成是各个力单 独作用时所产生的分加速度的合成; 4:牛顿运动定律的适应范围:是对宏观、低速 物体而言;
运 动 情 况 (
s v t a)
例1:一个静止在水平地面上的物体,质量 是2Kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地 面向右运动,物体与水平地面间的滑动摩 擦力是4.2N。求物体4s末的速度和4s内发
生的位移。
解:物体的受力如图所示: N a(正)由图知: f G F F合=F-f=6.4N-4.2N=2.2N 由牛顿第二定律:F=ma
例3:一个滑雪的人,质量m=75kg,以
V0=2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下,
山坡的倾角θ=300,在t=5s的时间内滑下
的路程s=60m,求滑雪人受到的阻力(包
括滑动摩擦力和空气阻力)。
解:对人进行受力分析画受力图,如下 因为:V0=2m/s,x=60m,t=5s 取沿钭面向下方向为正 • 则:根据运动学公式: N
牛顿第二定律ppt课件
《运动和力的关系》
复习与回顾
实验:探究加速度与力、质量的关系
控制变量法
加速度与力的关系
a
加速度与质量的关系
a
F
a∝ F
1
m
a∝
1 m
一、牛顿第二定律的表达式
1、内容: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。
2、力的单位
F =k ma
【解析】虽然 F=ma 表示牛顿第二定律,但 F 与 a 无关,因 a 是由 m 和 F 共同决定的,即 a∝F 且 a 与 F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变;
m a 与 F 的方向永远相同。综上所述,可知选项 A、B 错误,C、D 正确。 【答案】CD
二.对牛顿第二定律的理解
2、第二定律的性质 (1)因果性:F合 是 a 产生的原因 (2)矢量性:a 与 F合 的方向相同
437N
负号表示与运动方向相反
第二阶段,汽车重新起步加速,汽车水平受力如右
F合=F-F阻 =2 000N-437N=1 563N
FN
F阻
F
由牛顿第二定律得:a2
F合 m
1563 m/s2 1100
1.42m/s2
G
加速度方向与汽车运动方向相同
用牛顿第二定律解题的一般步骤
1.确定研究对象; 2.对研究对象进行受力分析 3.求出合力;(力的合成法;正交分解法)
同时消失的 B. 物体只有受到力的作用时,才有加速度,才有速度 C. 任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,也总与速度的方向相
同 D. 当物体受到几个力的作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作
牛顿第二定律 课件
一、牛顿第二运动定律
力与质量和加速度的关系
物体的加速度跟作用力成正比, 跟物体的质量成反, 加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同
牛顿第二定律用数学式子表示就是:
a ∝ F/m
或者: F ∝ ma
进一步可以将表达式改为:
F = k ma 其中 k 为比例常数
其实物体往往不止受到一个力的作用,物体受几个 力作用时,这时F 表示合力。
4、独立性:每个力都独立产生各自的加速 度,与其它力无关,物体实际运动的加速 度为这些加速度的矢量和,即合力产生合 加速度。
小试牛刀:
如图所示,质量为4kg的物体与水平地面的动摩擦
因数为μ=0.20。现对它施加一向右与水平方向成37°、
大小为20N的拉力F,使之向右做匀加速运动,求物体
运动的加速度大小。 解:对物体受力分析
x方 Fx合= Fx—f
向:
f
y方向:Fy合= Fy + FN — mg
y FN
Fy
F
x )37°
Fx
=0
所以 F合= Fx合
又 f=μ FN
mg
代入数据联立得a=2.6m/s2
例题: 某质量为1100kg的汽车在平直路面试车, 当达到100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下 来。停下来后汽车又重新起步加速,设加速时牵引 力为2000N,假定试车过程中汽车受到的阻力不变。 求:(1)汽车受到的阻力的大小
F1y
F1
F合=F1x+F2x
=F1cos60°+F2cos60°
=10N. 由F合=ma得:
o 600 F1x 600 F2x
x
a F合 10 N 5m / s2 m 5kg
牛顿第二定律 课件
y 拉力F,使之向右做匀加速运动,求物体运动的加速度大小。
解:对物体受力分析
FN
x方向:Fx合= Fx—f
f
y方向:Fy合= Fy + FN — mg
FyLeabharlann Fx )37°Fx
=0
所以 F合= Fx合
又 f=μ FN
mg
代入数据联立得a=2.6m/s2
练习、下列说法中正确的是(
)
A.同一物体所受合外力越大,加速度越大。
牛顿第二定律
◆回忆上节课所探究的内容
1、质量m一定,加速度a与力F的关系
数据处理得:
a
F
实验结论:
当m一定时,a和F成正比
即
a ∝F
◆回忆上节课所探究的内容
2、力F一定,加速度a与质量m的关系
数据处理得:
a
m
知识形成
物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。
a∝ —mF 或者F∝ma
进一步可以将表达式改为:
F合 = ma
关于牛顿第二定律的说明:
1.矢量性:(a与F合方向相同) 2.同体性:( a与F合 , m都属于同一物体,即研究对象
统一性)
3、理解:
1)同体性:F、m、a 是对于同一个物体 而言的。
2)瞬时性:a与F合是瞬时对应关系 同时产生
a、F合 同时消失
同时变化
3)矢量性:a、F合都是矢量 注意:a的方向与F合方向一定相同
B.同一物体所受合外力越大,速度越大。
C.物体的加速度大小不变一定受恒力作用
若v、F合的方向相同,物体做加速运动 若v、F合的方向相反,物体做减速运动 所以,合外力越大时,速度有可能变大, 有可能变小。所以,B说法错误
牛顿第二定律 【公开课教学PPT课件】高中物理
F合(N)
大小
方向
6
4
0
a=F合/m(m/s2)
大小
方向
3
2
归纳
2、牛顿第二定律的理解
例1:如图所示,一个质量为2kg的物体静止在光滑水平 面上受F1和F2两个力的作用,其中F2=10N,F1=4N
F1
F2
序号
1 2 3
F1、F2 共同作用 先撤去 F2 再撤去 F1
F合(N)
大小
方向
6
4
0
a=F合/m(m/s2)
F合(N)
大小
方向
a=F合/m(m/s2)
大小
方向
归纳
2、牛顿第二定律的理解
例1:如图所示,一个质量为2kg的物体静止在光滑水平 面上受F1和F2两个力的作用,其中F2=10N,F1=4N
F1
F2
序号
1 2 3
F1、F2 共同作用 先撤去 F2 再撤去 F1
F合(N)
大小
方向
6
a=F合/m(m/s2)
F1
F2
序号
1 2 3
F1、F2 共同作用 先撤去 F2 再撤去 F1
F合(N)
大小
方向
6
4
0
a=F合/m(m/s2)
大小
方向
3
归纳
2、牛顿第二定律的理解
例1:如图所示,一个质量为2kg的物体静止在光滑水平 面上受F1和F2两个力的作用,其中F2=10N,F1=4N
F1
F2
序号
1 2 3
F1、F2 共同作用 先撤去 F2 再撤去 F1
大小
方向
归纳
2、牛顿第二定律的理解
高一物理牛顿第二定律课件
在这个课件中,我们将学习牛顿第二定律的公式和定义,了解质量、加速度 和力之间的关系,以及力的作用方向和加速度的关系。通过实例解析,我们 将应用牛顿第二定律解决常见问题,并了解其在实际中的限制和局限性。
牛顿第二定律的公式和定义
1 公式
2 定义
牛顿第二定律的公式为 F = m * a,其中 F 表示力, m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
总结和要点
1 牛顿第二定律公式:F = m * a 3 力的作用方向与加速度的关系 5 应用牛顿第二定律的常见问题
2 质量、加速度和力之间的关系 4 实例解析牛顿第二定律 6 牛顿第二定律的限制和局限性
牛顿第二定律定义了力与物体质量和加速度之间 的关系,即力等于物体的质量乘以加速度。
质量、加速度和力之间的关系
质量
物体的质量是它所含有的物质的 量度,它决定了物体对力的响应 程度。
加速度
加速度是物体速度变化的量度, 在牛顿第二定律中,加速度与力 成正比。
力
力是引起物体产生加速度的原因, 增加力会增加物体的加速度。
力的作用方向与加速度的关系
1
同向作用力
当作用在物体上的力与物体运动的方向一致时,将导致物体加速。
2
反向作用力
当作用在物体上的力与物体运动的方向相反时,将减小物体的加速度。
3
多个力的合成
多个作用在物体上的力可以合成一个力,根据牛顿第二定律的公式计算物体的加 速度。
实例解析牛顿第二定律
汽车加速
通过施加更大的驱动力,汽车的加 速度将增加,达到更高的速度。
物体受力分析
通过牛顿第二定律,可以分析 物体所受力的大小和方向,进 而预测物体的运动。
人教版高中物理必修课件 课件片段 牛顿第二定律理解步骤 牛顿第二定律
力的作用,这两个力的大小分别为2N和6N,
当两个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/s2
D.4m/s2
解析:
根据牛顿第二定律,如果一个物体同时受到 几个力的作用,物体的加速度跟所受的外力的 合力成正比,题目所给的两个力大小分别为2N 和6N,当两个力的方向相同时合力最大,最大 值为2+6=8(N),当两个力方向相反时合力最 小,最小值为6-2=4(N),当两个力的方向既 不相同,也不相反时,合力的大小大于2N而小 于8N,所以两个力的方向发生变化时,合力的
大小 2NF8 N。
根据牛顿第二定律可得a=F合/m,当两个力取 不同的方向时,物体的加速度大小
2m/s 2 a 4m/s 2 所以,答案应选择B、C、D。
再见!
牛顿第二定律解题步骤
用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤:
(1)确定研究对象;
(2)进行受力分析和运动状态分析,画出受 力的示意图;
(3)建立坐标系,即选取正方向,根据定律 列方程;
(4)统一已知量单位,代值求解;
(5)检查所得结果是否质量为2kg的物体同时受到两个
《牛顿第二定律》课件ppt
同一性
F合、m、a三者应对应同一物体
因果性
只要物体所受合力不为0(无论合力多么小),物体就获得加速度,即力是
产生加速度的原因
矢量性
物体加速度的方向与物体所受合力的方向总是相同
瞬时性
物体的加速度与物体所受的合力总是同时存在,同时变化,同时消失
独立性
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
质量是由物体本身决定的,与物体受不受力、有没有加速度无关。
变式训练1关于牛顿第二定律的下列说法中,不正确的是(
)
A.物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力的大小决定,与物体的速
度无关
B.物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定,与速度方向无关
C.物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的
1 kg(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)。求:
(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;
(2)悬线对小球的拉力大小。
点拨(1)小球运动的加速度方向是水平向右的,合力与加速度方向相同,也
是水平向右的。(2)小球受绳的拉力和重力两个力的作用,合力的方向与加
速度方向相同。
动。运动员身系弹性绳自高空P点自由下落,图中A点是弹性绳的原长位
置,C是运动员所到达的最低点,B是运动员静止悬吊着时受力平衡的位置。
运动员在从P点落下到最低点C的过程中(
)
A.从A点运动到C点的过程中运动员速度逐渐减小
B.在B点,运动员的速度最大,其加速度为零
C.在BC段绳的拉力大于人的重力,加速度越来越大
有一个拉力作用,但箱子受的合力为零,所以不能产生加速度。
(2)加速度与力之间是瞬时对应关系,有力就立刻获得加速度,但速度的获得,需要
第09讲 牛顿第二定律-2018年初高中物理衔接教材 Word版含解析
一、学习目标: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.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.4. 认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的条件和实质二、学习要点:1、牛顿第二定律的理解及应用;2、发生超重、失重现象的条件及本质衔接点1 牛顿第二定律【基础知识梳理】1、牛顿第二定律的内容: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.2、牛顿第二定律的表达式:F=ma名师点睛:F是物体(研究对象)所受的合外力,m是研究对象的质量,如果研究对象是几个物体,则m为几个物体的质量和。
a为研究对象在合力F作用下产生的加速度;a与合F的方向一致3、牛顿第二定律的理解(1)同向性:加速度的方向与力的方向始终一致(2)瞬时性;加速度与力是瞬间的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失(3)同体性:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的(4)独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果名师点睛:1、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.2、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。
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.【典例引路剖析】【例题1】根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是A. 物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B. 物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C. 物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个力的大小成正比D. 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比【答案】 D【例题2】在汽车中悬线上挂一小球。
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一、学习目标: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.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.4. 认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的条件和实质二、学习要点:1、牛顿第二定律的理解及应用;2、发生超重、失重现象的条件及本质衔接点1 牛顿第二定律【基础知识梳理】1、牛顿第二定律的内容: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.2、牛顿第二定律的表达式:F=ma名师点睛:F是物体(研究对象)所受的合外力,m是研究对象的质量,如果研究对象是几个物体,则m为几个物体的质量和。
a为研究对象在合力F作用下产生的加速度;a与合F的方向一致3、牛顿第二定律的理解(1)同向性:加速度的方向与力的方向始终一致(2)瞬时性;加速度与力是瞬间的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失(3)同体性:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的(4)独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果名师点睛:1、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.2、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。
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.【典例引路剖析】【例题1】根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是A. 物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B. 物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C. 物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个力的大小成正比D. 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比【答案】 D【例题2】在汽车中悬线上挂一小球。
实验表明,当小球做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度。
如图所示,若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M,则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况正确的是()A. 汽车一定向右做加速运动B. 汽车一定向左做加速运动C. M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用D. M除受到重力、底板的支持力作用外,还可能受到向左的摩擦力作用【答案】 C【解析】AB、对小球受力分析:由受力可知小球存在向右的加速度,则汽车可能向右做匀加速也可能向左做匀减速,故AB错;CD、由于整体存在向右的加速度,所以M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用,故C 对,D 错; 综上所述本题答案是C 【变式训练】1、雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到变为零,在此过程中雨滴的运动情况是( ) A. 速度一直保持不变B. 速度不断减小,加速度为零时,速度最小C. 速度的变化率越来越大D. 速度不断增大,加速度为零时,速度最大 【答案】 D点睛:解决本题的关键知道加速度的物理意义,以及知道如何判断速度的增加还是减小,关键看加速度的方向与速度方向的关系.2、原来作匀加速直线运动的物体,当它所受的合外力逐渐减小到零后,又逐渐慢慢恢复到原大小和方向, 则A. 它的加速度减小后增大,速度也是先减小后增大B. 它的加速度一直减小,而速度始终增大C. 它的加速度先减小后增大,而速度始终增大D. 它的加速度一直减小,而速度先减小后增大 【答案】 C【解析】物体原来做匀加速直线运动,所受合力不为零,合力方向与物体速度方向相同,当它所受的合外力逐渐减小到零后,又逐渐慢慢恢复到原大小和方向,即合力F 先减小后增大,根据牛顿第二定律F ma =,可知加速度先减小后增大;加速度方向始终与物体速度方向相同,物体始终做加速运动,则物体的速度始终增大,故ABD 错误,C 正确。
3、从地面竖直上抛小球,设小球上升到最高点所用的时间为t 1,下落到地面所用时间t 2,若考虑空气阻力作用,则( )A. 12t t =B. 12t t >C. 12t t <D. 无法判断 【答案】 C【解析】设阻力恒为f ,根据牛顿第二定律得到: 上升过程有:mg +f =ma 1 下降过程有:mg −f =ma 2 由此可知a 1>a 2由于上升过程和下降过程位移大小相等,根据212h at ,可知t 1<t 2,故ABD 错误,C 正确; 故选:C点睛:在物体上升和下降过程中,根据牛顿第二定律比较加速度大小,然后根据位移大小相等,利用运动学位移公式比较上升和下降时间的关系. 衔接点2牛顿第二定律解决实际问题【基础知识梳理】牛顿第二定律应用时的一般步骤. 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. 【典例引路剖析】【例题1】如图所示,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,小车向右做匀加速运动,小球所受直杆的作用力的方向沿图中的OO/方向,若减小小车的加速度,小球所受直杆的作用力的方向可能沿( )A. OA 方向B. OB 方向C. OC 方向D. OD 方向 【答案】 B=可以知道合力F变小,作出平行四边形,由图可以知道小球所受直杆的若减小小车的加速度,由F ma作用力N的方向应该在oo'的左侧,即可能沿OB方向,故B正确点睛:小球受重力和杆对小球的作用力,在两个力共同作用下沿水平向右的方向加速运动,加速度水平向右,合力水平向右,根据平行四边形法则作出杆对小球的作用力.【例题2】如图所示,甲图为光滑水平面上质量为M的物体,用细线通过定滑轮与质量为m的物体相连,m所受重力为5N;乙图为同一物体M在光滑水平面上用细线通过定滑轮受到竖直向下拉力F 的作用,拉力F的大小也是5N,开始时M距桌边的距离相等,则()A. 两图中M到达桌边时的速度相等,所用的时间也相等B. 甲图中M到达桌边用的时间较长,速度较小C. 两图中M运动的加速度相同D. 两图中绳子受到的拉力大小相同【答案】 B【点睛】本题是牛顿第二定律的应用,要注意研究对象的不同,甲图中:灵活选择研究对象,采用整体法和隔离法结合的方法研究,比较简便。
【变式训练】1、如图所示,小球A、B间用轻弹簧相连,两球的质量分别为m和2m,用细线拉着小球A使它们一起竖直向上做匀加速运动,加速度的大小为g,在撤去拉力F的瞬间,A、B两球的加速度大小分别为( )A. 5g,0B. 6g,gC. 5g,gD. 6g,0【答案】 C点睛:本题是瞬时问题,是牛顿运动定律应用中典型问题,一般先研究状态变化前弹簧的弹力,再研究状态变化瞬间的加速度,抓住弹簧的弹力不能突变的特点.2、如图,粗糙水平面上的物体在水平拉力F的作用下做匀加速直线运动,现使F不断减小,则在滑动过程中()A. 物体的加速度不断减小,速度不断增大B. 物体的加速度不断增大,速度不断减小C. 物体的加速度先变小再变大,速度先变大再变小D. 物体的加速度先变大再变小,速度先变小再变大【答案】 C-=,随着F减小,加速度减小,此时加速度方向与【解析】当拉力F大于摩擦力f时,F f ma速度方向相同,物体做加速度减小的加速运动。
当拉力F等于摩擦力f时,加速度为零,速度达到最大。
-=,随着F减小,加速度增大,此时加速度方向与速度方向当拉力F小于摩擦力f时,f F ma相反,物体做加速度增大的减速运动。
滑动过程中,物体的加速度先变小到零再反向变大,速度先变大再变小。
故C项正确。
3、在光滑水平面上有一质量为2kg的物体,受几个共点力作用做匀速直线运动.现突然将与速度反方向的2N力水平旋转60°,则关于物体运动情况的叙述正确的是()A. 物体做速度大小不变的曲线运动B. 物体做加速度为在1m/s2的匀变速曲线运动C. 2的匀变速曲线运动D. 物体做非匀变速曲线运动,其速度越来越大【答案】 B点睛:物体平衡有一个重要推论:物体在几个力作用下平衡时,一个力与其余力的合力大小相等、方向相反,作用在同一直线上。
衔接点3 超重和失重【基础知识梳理】交流与讨论1、一位同学站在体重计上静止,突然下蹲时,体重计的示数是否变化?怎样变化?(体重计的示数发生了变化,示数变小了.)2、现在他突然站起时,体重计的示数是否变化?怎样变化?(体重计的示数发生了变化,示数变大.)3、当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化,为什么体重计的示数发生了变化呢? (这是因为当人静止在体重计上时,人处于受力平衡状态,重力和体重计对人的支持力相等,而实际上体重计测量的是人对体重计的压力,在这种静止的情况下,压力的大小是等于重力的.而当人在体重计上下蹲或突然站起的过程中,运动状态发生了变化,也就是说产生了加速度,此时人受力不再平衡,压力的大小不再等于重力,所以体重计的示数发生了变化.)超重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称为超重现象.失重现象:当物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力小于物体重力的现象称为失重现象.名师点睛:1.超重:当物体加速度方向向上时,物体处于超重状态;物体的运动情况:加速上升或减速下降。
2.失重:当物体加速度方向向下时,物体处于失重状态;物体的运动情况:减速上升或加速下降。
3、.实质:对支持物的压力和对悬挂物的拉力发生变化,而物体实际重力不发生变化。
物体处于“超重”或“失重”状态,并不是说物体的重力增大了或减小了(甚至消失了),地球作用于物体的重力始终是存在的且大小也无变化.即使是完全失重现象,物体的重力也没有丝毫变大或变小.当然,物体所受重力会随高度的增加而减小,但与物体超、失重并没有联系.超(失)重现象是指物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于(小于)重力的现象. 【典例引路剖析】【例题1】轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,电梯中有质量为50kg 的乘客,如图所示,在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止时轻质弹簧的伸长量的一半,这一现象表明(g=10m/s2)( )A. 电梯此时一定加速上升B. 电梯此时一定减速下降C. 电梯此时的加速度一定是10m/s 2D. 乘客对电梯地板的压力一定是250N 【答案】 D【例题2】一个重600N 的人站在电梯中,此人对电梯底板的压力为720N ,则此电梯的运动情况可能是(g 取10m/s 2)( )A. 以a=2m/s 2加速下降B. 以a=2m/s 2加速上升C. 以a=4m/s 2加速上升D. 以a=4m/s 2减速下降 【答案】 B【解析】由F 合=F N −G=ma , 22720600/2/60N F G a m s m s m --===,弹力大于重力,加速度方向向上。