专题3.3 牛顿第二定律-高中物理必修一同步课件

3.3 牛顿第二定律 牛顿运动定律 加速度与力和质量三者之间的关系? 定性关系: 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 力和运动的关系是怎样的呢? a ∝ F m 1 a ∝ 问题 问题 a ∝ F F ∝ma F ＝k ma k 为比例系数 m 1 a ∝ m F a ∝ 探究 假如你是科学家，你能否想个办法把k 消掉？ 若K=1，表达式就是F = ma，当质量是m=1kg的物体在某个力的作用下获得加速度a=1 m/s2，由公式F= ma我们知道这个力的大小就是F=ma=1kg×1m/s2=1kg∙m/s2，后人为了纪念牛顿，就把kg∙m/s2这个单位称为“牛顿”，用“N”表示。 人为规定 : 1N=1Kg.m/s2 所以，如果F,a,m都用国际制单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成 F ＝ma 牛顿第二定律的数学表达式 F ＝k ma 问题 分析1 内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，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 ＝ma 牛顿第二定律更一般的表述： 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. 合外力 牛顿第二定律 活动一 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 问题1 分析1 在牛顿第二定律的表达式 F=ma中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢量的方向关系是怎么样？ 物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度 a 的方向与力F的方向是一致的。 矢量性 问题2 分析2 从牛顿第二定律的内容分析, F、m 、 a是对于几个物体而言的? F、m、a 都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。 同体性 问题3 分析3 放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F作用下由静止开始运动， (1)如果力F逐渐减小到0的过程中，物体的加速度将怎样变化?，速度将怎样变化? (2)当力F减到0时，加速度为___,速度达到___ 加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.即:同时产生,同时消失,同时变化. 瞬时对应性 问题4 分析4 一质量为1kg的物体静置在光滑水平面上，0时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为2N的力F1，则 (1) 物体产生的加速度是多大？ (2)若在3s末给物体加上一个大小也是2N水平向左的拉力F2,则物体的加速度是多少？ (3)3S内物体的加速度2m/s2是由力F1产生的，3S后物体的加速度为0，那是不是说3S后F1不再产生加速度了呢？ 物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的合加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和。 独立性 F1 N G F2 a2 a1 问题5 分析5 * 1、确定研究对象。 2、分析物体的受力情况， 画出研究对象的受力分析图。 3、求出合力。(力的合成法.正交分解法) 4.根据牛顿运动定律建立方程并求解。 用牛顿第二定律解题的一般步骤 单位制 选定几个物理量作为基本物理量，它们的单位规定为基本单位，那么根据物理公式可以导出其它物理量的单位，这些称之为导出单位，基本单位和导出单位一起组成了单位制。 国际单位制中的基本单位中学里学到的有：米、千克、秒、摩尔、开、安培。 活动二 力学国际单位制（SI）在解题中的应用 1．在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可． 2．物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系．因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误． 质量为500g的物体受力作用后获得10cm／s2的加速度，则物体受到的合外力为多少牛？ 解析：从题中可看出题目已给出了物体的质量和加速度，但均不是国际单位，因此需将其单位换成国际单位制中的单位． 物体质量m＝500g＝0.5kg 物体的加速度a＝10cm／s2＝0.1m／s2 由牛顿第二定律：F=ma 得物体受到的合外力F＝0.5×0.1N＝0.05N 利用国际单位制运算时，不需要带单位运算，只要在每一个结果的后面写上正确单位即可． 例题 小结 问题1 牛顿第二定律内容及表达式是什么？ 问题2 你是怎么理解牛顿第二