4.3 牛顿第二定律 课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.3 牛顿第二定律 力 运动状态变化 速度变化 产生加速度 力是产生加速度的原因 知识回顾： 力和运动的关系是怎样的呢? ? a F m 一.牛顿第二定律 1.内容：物体加速度的大小跟它收到的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 F合＝ma 合外力 质量 加速度 2.表达式 问题 牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？ 力是产生加速度的原因 因果性 F A 光滑水平面 矢量性：加速度的方向与力的方向相同 讨论1：分析下图向右的力F与a的方向关系？过段时间若突然变成向左？ 讨论2：物体受到拉力F之前静止，物体受到拉力F之后做什么运动？撤去拉力F 后，物体做什么运动？进行受力分析，并标明这三个位置的加速度方向。 F A 粗糙的水平面 瞬时性：加速度与力同时产生，同时消失，同时变化 讨论3：AB均向右加速，求A，B的加速度。 A、B发生相对滑动 F A B μ2 μ1 同体性： a, F, m 是同属一个物体的。 对象B μ2mBg=mBaB aB方向向右 对象A F- f1- f2 =mAaA aA方向向右 讨论4：进行受力分析，物体还受哪几个力？G与FN分别产生加速度吗？ A 光滑水平面 G FN 独立性：作用在物体上的每一个力都将独立产生各自的加速度，与物体是否受其他力无关。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。 F 1(多选)从匀速上升的气球上释放一物体，在释放的瞬间，物体相对地面将具有A．向上的速度 B．向下的速度C．向上的加速度 D．向下的加速度 2 （多选）初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动情况为A．速度不断增大，但增大得越来越慢B．加速度不断增大，速度不断减小C．加速度不断减小，速度不断增大D．加速度不变，速度先减小后增大 受力分析 1确定研究对象 2按顺序受力分析 结合a大小方向状态 ①非接触力--G ②接触力--接触面间N 绳T 杆F 弹簧F ③摩擦力--滑动摩擦 静摩擦力 3列式--非平衡时 两力共线--直接合成--牛二 两力不共线--平行四边形定则--牛二 三力及以上--正交分解 ①分解力 ∥a 牛顿第二定律 ⊥a 平衡方程 ②分解加速度 两个 牛顿第二定律 手托杯子m,已知g 1向上匀速，支持力N=? 2向上以从静止以加速度a加速 支持力N=? 3向上以初速度V0加速度a减速 支持力 N=? 手握杯子m,已知g 1匀速 静摩擦力大小f=mg 方向向上 2以g向下加速 mg=ma f=0 3以a向下加速 a＞g f 大小f+mg=ma f方向向下 向下加速 a＜g f 大小mg-f=ma f方向向上 4以a向下减速 f方向向上 f大小 f-mg=ma Nf按需分配 所谓需指加速度a的需要 即F合的需要 两力共线--直接合成--Nf结合状态 例1：某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。 竖直方向：T cos θ ＝ mg ① 水平方向：T sin θ＝ ma ② 联立 ①② 得a＝g tan θ 解：小球受力如图 mg T 由题意知小球加速度水平向右 法一：两个力直接合成 由牛顿第二定律得 mgtanθ=ma 解得a＝g tan θ 法二：正交分解 非平衡问题：两个力合成或分解，三个力及以上一定正交分解 分解思路：1将力沿着加速度和垂直加速度方向分解 2沿加速度方向直接列牛顿第二定律 F合=ma的形式 垂直加速度方向列平衡方程 变．如图所示，小车向右运动的过程中，某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止，悬挂小球A的 悬线与竖直线有一定夹角．这段时间内关于物块B受到的摩擦力下述判断中正确的是 A．物块B不受摩擦力作用