高中物理 5.3 牛頓第二定律課件 滬科版必修1.ppt

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高中物理 必修1 滬科版 第5章研究力和運動的關(guān)系5 3牛頓第二定律 3 1 2 知道牛頓第二定律的內(nèi)容 表達(dá)式的確切含義 知道國際單位制中力的單位 牛頓 是怎樣定義的 能應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單的實際問題 4 了解什么是單位制 知道力學(xué)中的三個基本單位 一 牛頓第二定律 答案 問題設(shè)計 要點提煉 1 牛頓第二定律的表達(dá)式F ma 式中各量都要用 單位 F指物體所受的 2 對牛頓第二定律的理解 1 因果性 力F是產(chǎn)生加速度a的原因 只要物體所受的合力不為0 物體就具有加速度 2 瞬時性 a與F同時產(chǎn)生 同時 同時 為瞬時對應(yīng)關(guān)系 國際 合外力 變化 消失 3 矢量性 F ma是矢量表達(dá)式 任一時刻a的方向均與 的方向一致 當(dāng)合外力方向變化時a的方向同時變化 即a與F的方向在任何時刻均 4 同體性 公式F ma中各物理量都是針對 的 5 獨立性 當(dāng)物體同時受到幾個力作用時 各個力都滿足F ma 每個力都會產(chǎn)生一個加速度 這些加速度的矢量和即為物體具有的 故牛頓第二定律可表示為 合外力F 相同 同一物體 合加速度 3 合外力 加速度 速度的關(guān)系 1 力與加速度為因果關(guān)系 加速度與合外力方向總 大小與合外力成 2 力與速度無因果關(guān)系 合外力與速度方向可以同向 可以反向 合外力與速度方向 時 物體做加速運動 時物體做減速運動 3 兩個加速度公式的區(qū)別a v t是加速度的定義式 是 法定義的物理量 a與v v t均 a F m是加速度的決定式 加速度由其受到的合外力和質(zhì)量決定 相同 正比 同向 反向 比值 無關(guān) 延伸思考 在地面上 停著一輛卡車 你使出全部力氣也不能使卡車做加速運動 這與牛頓第二定律矛盾嗎 為什么 牛頓第二定律公式中的F指的是物體受到的合外力 大卡車在水平方向上不只受到你的推力 還同時受到地面摩擦力的作用 它們相互平衡 即卡車受到的合外力為零 故卡車不做加速運動 答案 不矛盾 合力產(chǎn)生加速度 答案在國際上采用統(tǒng)一的單位制是非常重要的 也是非常必要的 要點提煉 1 國際單位制中的基本量國際單位制中選定 電流 I 熱力學(xué)溫度 T 發(fā)光強度 I 物質(zhì)的量 n 七個量為基本量 2 國際單位制中的力學(xué)單位 1 基本單位長度l 單位 質(zhì)量m 單位 時間t 單位 2 常用的導(dǎo)出單位速度 v 由公式v 導(dǎo)出 單位 加速度 a 由公式a 導(dǎo)出 單位 力 F 由公式 導(dǎo)出 單位 此外還有功 功率 壓強等等 長度 l 質(zhì)量 m 時間 t m kg s m s m s2 F ma N 或kg m s2 s t 2 單位制的應(yīng)用 1 單位制可以簡化計算過程計算時首先將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中 用國際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位表示 這樣就可以省去計算過程中單位的代入 只在數(shù)字后面寫上相應(yīng)待求量的單位即可 從而使計算簡便 2 推導(dǎo)物理量的單位物理公式在確定各物理量的數(shù)量關(guān)系時 同時也確定了各物理量的單位關(guān)系 所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位 3 判斷比例系數(shù)的單位根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系 可判斷公式中比例系數(shù)有無單位 如公式F kx中k的單位為N m f N中 無單位 4 單位制可檢查物理量關(guān)系式的正誤根據(jù)物理量的單位 如果發(fā)現(xiàn)某公式在單位上有問題 或者所求結(jié)果的單位與采用的單位制中該量的單位不一致 那么該公式或計算結(jié)果肯定是錯誤的 例1 下列對牛頓第二定律的表達(dá)式F ma及其變形公式的理解 正確的是 A 由F ma可知 物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比 與物體的加速度成反比B 由m F a可知 物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比 與其運動的加速度成反比C 由a F m可知 物體的加速度與其所受合外力成正比 與其質(zhì)量成反比D 由m F a可知 物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受到的合外力求出 一 對牛頓第二定律的理解 CD m與F a皆無關(guān) 是物體的固有屬性 例2 在解一道計算題時 由字母表達(dá)結(jié)果的計算題 一個同學(xué)解得位移s F 2m t1 t2 用單位制的方法檢查 這個結(jié)果 A 可能是正確的B 一定是錯誤的C 如果用國際單位制 結(jié)果可能正確D 用國際單位制 結(jié)果錯誤 如果用其他單位制 結(jié)果可能正確 解析 長度單位 m 加速度單位 m s2 時間單位 s 速度單位 m s B 二 對單位制的理解與應(yīng)用 解析 三 牛頓第二定律的簡單應(yīng)用 例3 如圖所示 一質(zhì)量為8kg的物體靜止在粗糙的水平地面上 物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0 2 用一水平力F 20N拉物體由A點開始運動 經(jīng)過8s后撤去拉力F 再經(jīng)過一段時間物體到達(dá)B點停止 求 g 10m s2 1 在拉力F作用下物體運動的加速度大小 N F f 豎直方向 mg N 解析 三 牛頓第二定律的簡單應(yīng)用 例3 如圖所示 一質(zhì)量為8kg的物體靜止在粗糙的水平地面上 物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0 2 用一水平力F 20N拉物體由A點開始運動 經(jīng)過8s后撤去拉力F 再經(jīng)過一段時間物體到達(dá)B點停止 求 g 10m s2 2 撤去拉力時物體的速度大小 物體勻加速直線運動了8s N F f 解析 三 牛頓第二定律的簡單應(yīng)用 例3 如圖所示 一質(zhì)量為8kg的物體靜止在粗糙的水平地面上 物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0 2 用一水平力F 20N拉物體由A點開始運動 經(jīng)過8s后撤去拉力F 再經(jīng)過一段時間物體到達(dá)B點停止 求 g 10m s2 3 撤去拉力F后物體運動的距離 N F f 只受摩擦力 三 牛頓第二定律的簡單應(yīng)用 例4 如圖所示 質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平面上 物體與水平面間的動摩擦因數(shù) 0 5 物體受到大小為20N 與水平方向成37 角斜向下的推力F作用時 沿水平方向做勻加速直線運動 求物體加速度的大小 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 解析 N F f 分析物體受力 建立直角坐標(biāo)系 y x 1 對單位制的理解 關(guān)于力學(xué)單位制 下列說法正確的是 A kg m s N是導(dǎo)出單位B kg m s是基本單位C 在國際單位制中 質(zhì)量的單位可以是kg 也可以是gD 只有在國際單位制中 牛頓第二定律的表達(dá)式才是F ma 解析 BD 力學(xué)中的基本單位只有三個 kg m s其他單位都是由這三個基本單位推導(dǎo)出來的 國際單位制中 質(zhì)量的單位只能是kg 3 單位制的應(yīng)用 有幾個同學(xué)在一次運算中 得出了某物體位移s的大小同其質(zhì)量m 速度v 作用力F和運動時間t的關(guān)系式分別如下 其中一定錯誤的是 ABC 解析 v的單位為m sa的單位為m s2F的單位為kg m s2s的單位為m 3 牛頓第二定律的理解 關(guān)于牛頓第二定律 以下說法中正確的是 A 由牛頓第二定律可知 加速度大的物體 所受的合外力一定大B 牛頓第二定律說明了 質(zhì)量大的物體 其加速度一定小C 由F ma可知 物體所受到的合外力與物體的質(zhì)量成正比D 對同一物體而言 物體的加速度與物體所受到的合外力成正比 而且在任何情況下 加速度的方向 始終與物體所受的合外力方向一致 D 加速度是由合外力和質(zhì)量共同決定的 合外力與物體的質(zhì)量無關(guān) 故加速度大的物體 所受合外力不一定大 質(zhì)量大的物體 加速度不一定小 4 牛頓第二定律的簡單應(yīng)用 如圖所示 質(zhì)量為4kg的物體靜止于水平面上 現(xiàn)用大小為40N 與水平方向夾角為37 的斜向上的力拉物體 使物體沿水平面做勻加速運動 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 1 若水平面光滑 物體的加速度是多大 解析 N F 沒有摩擦力 分析物體受力如圖 根據(jù)牛頓第二定律 4 牛頓第二定律的簡單應(yīng)用 如圖所示 質(zhì)量為4kg的物體靜止于水平面上 現(xiàn)用大小為40N 與水平方向夾角為37 的斜向上的力拉物體 使物體沿水平面做勻加速運動 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 2 若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0 5 物體的加速度是多大 N F f 解析 有摩擦力 分析物體受力如圖 再見