人教版高中物理必修第一册精品课件 第4章 运动和力的关系 3.牛顿第二定律 (4).ppt

方法技巧利用牛顿第二定律判断加速度或速度变化情况(1)判断物体加速度变化情况:受力分析——合力(并非某个力)变化情况——加速度与合力变化情况相同。(2)判断物体速度变化情况:①加速度(或合力)与速度同向——速度增大;②加速度(或合力)与速度反向——速度减小;③加速度为零时——速度最小或最大。对点演练2.如图所示,弹弓将飞箭以竖直向上的初速度v0弹出,飞箭上升到最高点后再徐徐下落,已知飞箭上升过程中受到的空气阻力越来越小,下落过程中受到的空气阻力越来越大,则飞箭()A.上升过程中,速度越来越大B.上升过程中,加速度越来越小C.下落过程中,速度越来越小D.下落过程中,加速度越来越大B解析由牛顿第二定律可知,上升过程飞箭所受的合力F上=mg+F阻=ma,飞箭上升过程中受到的空气阻力越来越小,合力F上变小,加速度也越来越小,故做加速度逐渐减小的减速运动,B正确,A错误;由牛顿第二定律可知,下降过程飞箭所受的合力F下=mg-F阻=ma,飞箭下降过程中受到的空气阻力越来越大,合力F下变小,加速度越来越小,故做加速度逐渐减小的加速运动,C、D错误。探究点二牛顿第二定律的应用导学探究如图所示,有一辆满载西瓜的汽车在水平路面上向左沿直线做匀加速运动,加速度大小为a,其中一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的合力为F,那么如何得出F的大小和方向呢?提示汽车在水平路面向左沿直线做匀加速运动,因此西瓜的加速度方向向左,根据牛顿第二定律可知,质量为m的西瓜A所受合力向左,又因为受竖直向下的重力,可得其他西瓜对它的作用力的合力为F,力之间的关系如图所示,由三角形知识以及牛顿第二定律可得知识归纳1.应用牛顿第二定律解题的步骤2.解题方法(1)合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个力的合力,加速度的方向即是物体所受合力的方向。(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合力。①建立坐标系时,通常选取加速度的方向作为某一坐标轴(如x轴)的正方向(也就是不分解加速度),将物体所受的力正交分解后,列出方程Fx=ma,Fy=0。②特殊情况下,若物体的受力都在两个互相垂直的方向上,也可将坐标轴建立在力的方向上,正交分解加速度a。根据牛顿第二定律列方程求解。典例剖析【例题3】如图所示,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架前端,质量为m的物块B始终相对于小车静止在小车右端。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角,求:(1)小车的加速度;(2)此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向(重力加速度为g)。解析(1)以A为研究对象,受力分析如图甲所示甲根据牛顿第二定律和几何关系得=tanθ,解得a=gtanθ,方向水平向右。(2)对B受力分析,如图乙所示以水平向右为x轴正方向建立图示平面直角坐标系根据牛顿第二定律,沿x轴方向,有Ff=ma沿y轴方向,有FN-mg=0解得,小车对B的摩擦力Ff=mgtanθ,方向水平向右小车对B的支持力FN=mg,方向竖直向上则小车对物块B产生的作用力的大小为设F与x轴正向的夹角为φ,则即F的方向与小车平板成(90°-θ)角斜向右上。答案(1)gtanθ,方向水平向右(2),方向与小车平板成(90°-θ)角斜向右上乙教你析题读取题干获取信息小车沿水平面向左做直线运动小车的加速度沿水平方向物块B始终相对于小车静止在右端物块B与小车有相同的加速度和速度细线偏离竖直方向θ角小球A的加速度教你破题方法技巧利用牛顿第二定律解题时,通常采用合成法或正交分解法。前者适用于物体受两个力作用时,后者适用于物体受多个力作用时;建立坐标系时,不管选取哪个方向为x轴正方向,最后的结果都是一样的,但在选取坐标系时,应以分解力的个数少为原则。对点演练3.某同学想研究地铁的运动情况,他用细线将一支质量为m的笔悬挂在地铁的扶手上,图中显示某段时间内,细线相对竖直扶手偏东保持倾角为θ。已知此过程中地铁在东西方向水平直轨道上运动。下列说法正确的是()A.地铁一定向西加速运动B.地铁的加速度可能向东C.地铁的加速度大小为gsinθD.这支笔所受力的合力大小为mgtanθD解析把笔看成质点,受力示意图如图所示,竖直方向受力平衡,水平方向合力向西,有F合=mgtanθ=ma,解得a=gtanθ,方向水平向西,故B、C错误,D正确;地铁的加速度向西,地铁可能向西加速运动,也可能向东减速运动,故A错误。学以致用·随堂检测全达标12341.(牛顿第二