4.2 牛顿第二定律 课件 -2024-2025学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

进度安排表 周数 第1课时 第2课时 第3课时 第4课时 15周 牛二实验课 牛二的理解 （同体性，矢量性） 牛二的理解 （正交分解法） 牛二整体隔离 （串接式连接体+定滑轮） 16周 段考 评卷 牛二的理解 （瞬时性） 牛二独立性与动态分析 （分解加速度和小球压弹簧） 17周 已知受力分析运动 已知运动分析受力 动力学图像 超重与失重 18周 水平面传送带 斜面传送带 无拉力作用板块 有拉力作用板块 第三节 牛顿第二定律 第四章 牛顿运动定律 2020年秋 本节学习内容 1.知道国际单位中力的单位定义。 2.能熟练用合成法或正交分解法求合外力。 3.理解牛顿第二定律的内容，理解牛顿第二定律的统一性、同体性、矢量性、因果性、瞬时性、独立性和局限性等性质。 4.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。 关于1N的定义：国际规定，使1kg的物体获得1m/s2的加速度的力为10N F/ N a/m·s -2 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 1/m (kg -1) a/m·s -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 国际单位制 牛顿第二定律的表述 牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同 【课本P111讨论与交流】 性质：1.统一性，统一国际单位。 【改编课本P111】如图所示，一个质量为5000g的物体受到两个力F1=10N和F2=20N的作用，取F1的方向为正方向，则根据牛顿第二定律列出的计算式为 ，并求得物体加速度大小a= ，方向 。 【课本P110讨论与交流】 对牛顿第二定律的理解 2.因果性：力是产生加速度的原因 3.局限性：牛顿第二定律仅适用于宏观、低速运动的物体，不能用来处理微观、高速物体的运动。 决定式： 定义式（测量手段）： （1）合力F是原因； （2）加速度a是结果； （3）质量m 是自身属性，惯性的唯一度量。 对牛顿第二定律的理解——矢量性 4.矢量性： 物体的加速度方向由它受合力方向决定，且总与合力方向相同。 例1：如图所示，动力车厢内悬吊着一质量为m的小球，动车沿水平轨道做匀变速直线运动，悬挂小球的悬线偏离竖直方向θ角，球和动车相对静止，不计空气阻力，求： （1）动车的加速度； （2）动力匀变速行驶时悬线的拉力大小． 对牛顿第二定律的理解——矢量性 变式1：如图所示，小车上固定着一根弯成θ 角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，则 (1)当车子静止或匀速直线运动时，求杆对球作用力的方向和大小 (2)当车子向右加速，且加速度a=gtanθ 时，求杆对球作用力的方向和大小 (3)当车子向右减速，且加速度a=gtanθ 时，求杆对球作用力的方向和大小 第1课时作业 三维设计P91，P92-93，典例1和2 《配套检测》P181第2、3、4、7题 交大本，不交小本 对牛顿第二定律的理解——矢量性 4.矢量性： 物体的加速度方向由它受合力方向决定，且总与合力方向相同。 正交分解法 ①对研究对象受力分析 ②建立直角坐标系（加速度落在坐标轴） ③将不在坐标轴上的力沿坐标轴分解 ④列出方程组求解 或 对牛顿第二定律的理解——矢量性 例2：如图所示，质量为m的木块，以一定的初速度在水平面上滑动，木块与水平面（或斜面）的动摩擦因数为μ，求木块减速时的加速度？ 变式1：若对木块施加与水平方向为θ斜向上的拉力F，求木块加速时的加速度？ 变式2：若对木块施加与水平方向为θ斜向下的推力F，求木块加速时的加速度？ 变式3：木块沿倾角为θ固定斜面向上滑动，求木块减速时的加速度？ 变式4：木块沿倾角为θ固定斜面向下滑动，求木块加速时的加速度？ 第2课时作业 三维设计P93，素养训练2 《配套检测》P182，9,10,12题 交小本，不交大本 对牛顿第二定律的理解——同体性 5.同体性：加速度和力必须对应同一物体； “求内力先整体后隔离；求外力先隔离后整体；优先隔离简单体” 例3：在光滑地面上，用恒力F推质量为m1和m2两物块一起向右加速，求： （1）求两物块的加速度大小？以谁为研究对象更简便？ （2）求两物块间的作用力大小？以谁为研究对象更简便？ （3）若地面粗糙，两物块与水平面的动摩擦因数为μ， 求两物的加速度和作用力？ 对牛顿第二定律的理解 变式2 变式2.m1m2在F作用下一起沿着斜面向上加速 若斜面光滑： （1）求两物块的加速度大小？ （2）求两物块间轻绳的张力大小？ 若两物块与斜面的动摩擦因数为μ： （1）求两物块的加速度大小？ （2）求两物块间轻绳的张力大小？ 变式1.m1m2在F作用下一起竖直向上加速 （1）求两物块的加速度大小？ （2）求两物块间弹簧的弹力大小？ 对牛顿第二定律的理解——同体性 例4：如图所示，用气垫导轨研究加速度与力、质量之间的定量关系的实验装置，已知滑块与挡光条的总质量为M，装有砝码小盘的总质量为m，和装有砝码小盘一起做匀变速直线运动，求： （1）加速度大小 ； （2）细线拉力大小，且在什么条件下细线拉力近似等于装有砝码小盘总重力？ 对牛顿第二定律的理解——同体性 变式1：如图所示，是研究加速度与力、质量之间的定量关系的实验装置，已知小车的总质量为M，钩码的总质量为m，若没有进行平衡摩擦力操作，且小车与木板的动摩擦因数为μ，小车和钩码一起做匀变速直线运动，求： （1）加速度大小 ； （2）细线拉力大小？ 打点计时器 纸带 轻绳 钩码 小车 第3课时作业 三维设计P107-108 对牛顿第二定律的理解——瞬时性 6.瞬时性：当合外力改变时，加速度随之改变，而速度要时间的积累才会改变。 ①明显形变(轻弹簧、橡皮绳等)：在瞬时问题中，其弹力的大小不能突变 ②微小形变 (细线、轻杆等)：在瞬时问题中，其弹力的大小是可以突变 释放小球瞬间，用细线连接的小球和 用轻弹簧连接的小球的加速度分别有多大？ 对牛顿第二定律的理解——瞬时性 例5：如图甲、乙中质量为m1的小球、质量为m2的小球原来均静止，现如果均从图中A处剪断，剪断瞬间 （1）图甲中质量为m1、m2的小球加速度分别有多大？ （2）图乙中质量为m1、m2的小球加速度分别有多大？ 对牛顿第二定律的理解 例6：如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、2、3、4质量为 ，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别有多大？ 对牛顿第二定律的理解 例7：如图甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，L1与竖直方向夹角为θ，水平拉直，物体处于平衡状态． （1）现将线剪断L2，求剪断L2的瞬间物体的加速度． （2）若将图甲中的L1细线换成长度相同(接m后)，质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变，求剪断L2的瞬间物体的加速度。 第4课时作业 三维设计P94全部 《配套检测》P181，第8题 交大本，不交小本 对牛顿第二定律的理解——瞬时性 6.瞬时性：合力、加速度可以突变，速度不能突变。 例8：如图所示，在光滑水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置，通过小球压缩弹簧到A位置，释放小球,研究小球在水平方向上受力和运动情况： （1）释放瞬间到O过程，小球的合力、加速度、速度如何变化？画出v-t图 （2）从O到弹簧拉伸最大（B处）过程，小球加速度如何变化？画出v-t图 （3）小球什么时候速度最大？ 总结：弹簧三个位置 特点 A O B 对牛顿第二定律的理解——瞬时性 变式1：小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，不计空气阻力。 （1）小球自由下落到弹簧被压缩到最短，小球所受到的合力和加速度如何变化？ 速度如何变化？画出v-t图。 （2）小球什么时候速度最大？ 总结小球三个位置特点 ①小球到达弹簧原长（x=0）：F弹=0 ②小球加速度为零（a=0）：速度最大 ③小球速度为零（v=0）：弹簧形变量最大 对牛顿第二定律的理解——独立性 7.独立性：对受多个力作用的物体，每一个力（或某一方向）都能独自产生加速度，并且任意方向均满足 F＝ma。若在两个相互垂直的方向上进行正交分解，在分解时，既可以分解力，也可以分解加速度，且对应方向上的力产生对应的加速度 ，即：Fx = max ，Fy = may 。 问题：智能自动扶梯先加速后匀速在减速：在加速阶段、匀速阶段、减速阶段，顾客受到摩擦力的作用吗？摩擦力的方向又如何呢？ 对牛顿第二定律的理解——独立性 例9：如图所示，扶手电梯与地面的夹角为30°，质量为m的人站在电梯上．当电梯斜向上作匀加速运动时，人对电梯的压力是他体重的1.2倍．那么，关于电梯的加速度a的大小和人与电梯梯级表面间的静摩擦力f 的大小，正确的是 A. B. C. D. B 第5课时作业 三维设计P93，迁移发散， P95，全部 选做：《配套检测》P182，第11题 Lavf57.83.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.12(fixed_gap:False) $$