高一必修一_物理4.3牛顿第二定律解决方案.ppt

1.牛顿第一定律： 力是改变物体运动状态的原因， 即力是产生加速度的原因。 2.影响加速度的因素： 物体所受合外力F、物体质量m 3.实验结论： ①当物体的质量不变时，物体运动的加速度与 所受的合力成正比。 ②当物体所受的合力不变时，物体运动的加速 度与质量成反比。 a∝ F合 F合∝ma 正比于 a∝ m 1 a∝ m F合 F合＝kma k 为比例系数 知识回顾 假如你是科学家，你能否想个办法把k 消掉？ 一. “1N”定义:使质量是1 kg的物体产生1 m/s2 的加速度的力定义为1 N，即 1N=1kg · m/s2 可见，如果都用国际单位制的单位，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 二、牛顿第二定律 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合 ＝ ma 合外力 质量 加速度 1、牛顿第二定律 2.牛顿第二定律的理解 同体性： 　 公式中Ｆ、ｍ、ａ必须是同一研究对象 瞬时性： 有合外力就有加速度的产生。 外力停止，加速度瞬时消失。 持续恒定外力作用下，物体具有持续恒定的加速度 （此时物体做匀变速直线运动） 矢量性： a方向与合外力F的方向始终相同 独立性: 每个力各自独立地使物体产生一个加速度 CD 【基础训练】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：( ) 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的合外力成正比，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的合外力成正比，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而求得。 牛顿定律应用实例： 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，由公式F合=ma看，F合为合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知F+N-mg=0。 合外 3.合外力的方向决定加速度的方向，速度方向与合外力方向无关。 下列说法正确的是： 1、物体合外力减小时，加速度一定减小 2、物体速度为零，合外力一定为零 3、物体合外力为零时，速度一定为零 4、物体合外力减小时，速度一定减小 5、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同 6、根据m = F/a ，物体的质量跟外力成正比， 跟加速度成反比 练习1：加速度、合外力、速度之间的关系 × × × × × A 练习2、下列说法中正确的是（ ） A．物体所受合外力越大，加速度越大。 B．物体所受合外力越大，速度越大。 C．物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。 D．物体的加速度大小不变一定受恒力作用 应用举例 汽车重新加速时的受力情况 某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到108km/h的速度时关闭发动机，经过60s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？(假定试车过程中汽车受到的阻力不变。) 汽车减速时受力情况 mg FN Ff Ff F FN mg 例1 解:以汽车为研究对象,减速时受力分析如右图 由v0=100km/s=27.8m/s，vt=0，vt=v0+at得： 由牛顿第二定律得： 当汽车重新起步加速时受力分析如图， 由牛顿第二定律得： F-Ff=ma2 所以 mg FN Ff Ff F FN mg １、明确研究对象 并对研究对象进行受力分析和运动情况分析 2、选定正方向并建立坐标系 （一般取运动方向为正方向并在运动方向上建立坐标系） 3、根据牛顿第二定律列方程 4、解方程并检验 解题步骤： 对应练习：一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平面间的滑动摩擦力是4.2N，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。 F Ff FN mg 解：取物体运动方向为正方向并建立坐标系如图，由受力分析可得： F合=F-Ff=(6.4-4.2)N=2.2N x F Ff FN mg 用牛顿第二定律求出物体的加速度 根据牛顿第二定律 F合=ma 得： 根据运动学公式求解