教科版物理必修第一册精品课件 第4章 牛顿运动定律 第3节 牛顿第二定律.pptVIP

第3节牛顿第二定律第四章

内容索引010203自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结04随堂练习

课标定位1.知道牛顿第二定律的内容和表达式的确切含义。2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。3.能应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。素养阐释1.通过力的单位牛顿的来由,形成物理观念。2.通过处理简单的力与运动的问题,掌握合成法、正交分解法等科学思维方法。3.通过应用牛顿第二定律解决实际问题,培养科学态度与责任。

自主预习·新知导学

一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。2.表达式:F=ma。3.力的单位(1)在国际单位制中力的单位是牛顿,符号为N。(2)1N大小的定义:作用在1kg的物体上、使物体产生1m/s2的加速度的力规定为1N,即1N=1kg·m/s2。

二、牛顿第二定律的初步应用1.当物体同时受到几个力的作用时,牛顿第二定律中的“作用力”指的是合力,可以把牛顿第二定律的公式进一步表述为F合=ma。2.如果作用在物体上的各个分力在一平面内,在此平面内建立直角坐标系,分别求得各分力在x、y方向的合力Fx合、Fy合,则牛顿第二定律可写成:Fx合=max,Fy合=may。3.在求物体在几个力作用下的加速度时,我们是否可以先求出各个力分别产生的加速度,然后根据平行四边形定则求出合加速度?提示:可以,力和加速度均为矢量,可以进行合成和分解。

【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)由牛顿第二定律可知,加速度大的物体所受的合外力一定大。()(2)牛顿第二定律说明了质量大的物体其加速度一定小。()(3)任何情况下,物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致。()(4)关于牛顿第二定律表达式F=kma中的比例系数k,①力F的单位用N时等于1。()②在国际单位制中才等于1。()③加速度单位用m/s2时等于1。()××√×√×

2.根据牛顿第二定律可知,无论多么小的力都可以使物体产生加速度,可是,我们用力提一个放在地面上的很重的箱子,却提不动,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么?提示:不矛盾。因为牛顿第二定律中的力是指合外力。我们用力提一个放在地面上的很重的箱子,没有提动,箱子受到的合力F=0,箱子的加速度为零,所以箱子仍保持不动,故上述现象与牛顿第二定律没有矛盾。

合作探究·释疑解惑

知识点一对牛顿第二定律的理解【问题引领】如图所示,小明用力拉地面上的箱子,但箱子没动,请思考:(1)根据牛顿第二定律,有力就能产生加速度,但为什么箱子一直没动呢?(2)如果箱底光滑,当拉力作用在箱子上的瞬间,箱子是否立刻获得加速度?是否立刻获得速度?

提示:(1)牛顿第二定律F=ma中的力F指的是物体受的合力,尽管小明对箱子有一个拉力作用,但箱子受的合力为零,所以不能产生加速度。(2)加速度与力之间是瞬时对应关系,有力就立刻获得加速度,但速度的获得,需要一段时间,故不能立刻获得速度。

【归纳提升】1.表达式F=ma的理解(1)单位统一:表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位。(2)F的含义:F是合力时,加速度a指的是合加速度,即物体的加速度;F是某个力时,加速度a是该力产生的加速度。

2.牛顿第二定律的六个性质

3.两个加速度公式的区别

【典型例题】【例题1】(多选)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和加速度成正比答案:CD

解析:牛顿第二定律的表达式F=ma表明了各物理量之间的数量关系,即已知两个量,可求第三个量。作用在物体上的合外力,可由物体的质量和加速度计算,但并不由它们决定,A错误。质量是物体本身的属性,由物体本身决定,与物体是否受力无关,B错误。由牛顿第二定律知加速度与合外力成正比,与质量成反比,m可由其他两个量求得,故C、D正确。

【变式训练1】在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法正确的是()A.在任何情况下k都等于1B.因为k=1,所以k可有可无C.k的数值由质量、加速度和力的大小决定D.k的数值由质量、加速度和力的单位决定答案:D解析:在牛顿第二定律的表达式F=kma中,k的数值由质量、加速度和力的单位决定,与质量、加速度和力的大小无关,只有质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时,即当质量用kg、加速度用m/s2、力用N作单位时,比例系数k才为1,故A、B、C错误,D正确。

知识点二牛顿第二定律的简单应用【问题引领】为什么赛车的质量比一般小汽车的质量小得多,而且还安装一个功率很大的发动机?提示:为了提高赛车的灵活性。由牛