4.3牛顿第二定律.ppt

第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 4.3 4.3 牛顿第二定律牛顿第二定律学习目标学习目标1.知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。2.理解牛顿第二定律的内容及表达式的确切含义。3.能初步应用牛顿第二定律解决一些简单问题。学习重、难点学习重、难点1.牛顿第二定律的含义及几个性质。2.重点掌握运用牛顿第二定律解题的一般步骤及解题方法。实验回顾：实验回顾：探究加速度与力、质量的关系 实验方法：实验方法：控制变量法控制变量法 先确定m，研究a与F的关系；再确定F，研究a与m的关系。实验装置实验装置图图0 0.05 0.1 0.15 0.201.4 1.21.00.80.60.4 0.2 a F(N)0 100 200 300 4000.35 0.300.250.200.150.10 0.05 m/g0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0050.35 0.300.250.200.150.10 0.05 1/m4.3牛顿第二定律牛顿第二定律一牛顿第二定律牛顿第二定律：内容：物体的加速度跟作用力成正比，内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力方向相同力方向相同公式：公式：maF合3.力的单位：力的单位：牛千克牛千克米秒米秒思考：思考：1、在牛顿第二定律的表达式、在牛顿第二定律的表达式 F=ma 中，哪中，哪些是矢量，哪些是标量？些是矢量，哪些是标量？m 是标量，是标量，F 和和 a 是矢量是矢量。2、在这两个矢量中它们的关系是怎么样？、在这两个矢量中它们的关系是怎么样？“力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因”，即物体受，即物体受力方向决定物体的加速度方向。故力方向决定物体的加速度方向。故力力 F 的方的方向和向和加速度加速度 a 的方向的方向是一致的是一致的。二牛顿第二定律的特征：二牛顿第二定律的特征：说明说明：瞬时性：瞬时性：a与与F瞬时对应瞬时对应矢量性：矢量性：a与与F方向相同方向相同独立性：独立性：F为一个力时，为一个力时，a即为该力加速度。即为该力加速度。F为合力时，为合力时，a对应的是合加速度对应的是合加速度4.同体性：同体性：a、F、m同属一个物体。同属一个物体。当堂检测当堂检测 1.下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）.物体所受合外力为零，物体的速度必为零物体所受合外力为零，物体的速度必为零.物体所受合外力越大，物体的加速度越大，物体所受合外力越大，物体的加速度越大，速度也越大速度也越大.物体的速度方向一定与物体受到的合外力的物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致方向一致.物体的加速度方向一定与物体所受到的合外物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同力方向相同 D2、一个质量为、一个质量为2kg的物体同时受到两个的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为力的作用，这两个力的大小分别为2N和和6N，当两个力的方向发生变化时，物体，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为（的加速度大小可能为（）A.1m/s2 B.2m/s2 C.3m/s2 D.4m/s2BCD3 3如右图所示，质量为如右图所示，质量为10 kg10 kg的物体在水平面上向左的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.20.2，与，与此同时，物体还受到一个水平向右的推力此同时，物体还受到一个水平向右的推力F F20 N20 N，则物体产生的加速度是则物体产生的加速度是(g(g10 m/s10 m/s2 2)()()A A0 0B B4 m/s4 m/s2 2，水平向右，水平向右C C2 m/s2 m/s2 2，水平向左，水平向左 D D2 m/s2 m/s2 2，水平向右，水平向右B4.如图4312所示，质量为30 kg的雪橇（包括上面的人）在与水平面成30角的拉力F作用下，沿水平地面向右做直线运动，经过0.5 m，速度由0.6 m/s均匀地减至0.4 m/s.已知雪橇与地面间的动摩擦因数=0.2，求作用力F的大小.（g=10 m/s2）解析：由运动公式v2v02=2ax可得加速度为：a=m/s2=0.2 m/s2，负号表示与运动方向相反.对雪橇（包括上面的人）受力分析，并建立直角坐标系如图所示.在x轴方向上由牛顿第二定律得：Fcos 30Ff=ma在y轴方向上由平衡条件得FN+Fsin 30=mg又有Ff=FN由式解得：F=N=55.9 N.1(2010年全国高考卷年全国高考卷)如图所示，轻弹簧上端如图所示，轻弹簧上端 与一质量为与一质量为m的木块的木块1相连，下端与另一质量为相连，下端与另一质量为M的的 木块木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大重力加速度大小为小为g.则有则有()答案：答案：C8.8.（20102010安徽高考）（安徽高考）（1010分）质量为分）质量为2 kg2 kg的物体在水平的物体在水平推力推力F F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F F，其运动的其运动的v-tv-t图象如图所示图象如图所示.g.g取取10 m/s10 m/s2 2，求：，求：(1)(1)物体与水平面间的动摩擦因数物体与水平面间的动摩擦因数；(2)(2)水平推力水平推力F F的大小；的大小；(3)0(3)010 s10 s内物体运动位移的大小内物体运动位移的大小.【解析】【解析】（1 1）设物体做匀减速运动的时间为）设物体做匀减速运动的时间为tt2 2，初速度，初速度为为v v2020，末速度为，末速度为v v2t2t，加速度为，加速度为a a2 2，则，则a a2 2=-2 m/s=-2 m/s2 2 设物体所受的摩擦力为设物体所受的摩擦力为F Ff f，由牛顿第二定律得，由牛顿第二定律得F Ff f=ma=ma2 2 F Ff f=-mg =-mg 联立式，代入数据得联立式，代入数据得=0.2 =0.2 22t20vvt（2 2）设物体做匀加速直线运动的时间为）设物体做匀加速直线运动的时间为tt1 1，初速度为，初速度为v v1010，末速度为末速度为v v1t1t，加速度为，加速度为a a1 1，则，则a a1 1=1 m/s=1 m/s2 2 根据牛顿第二定律得：根据牛顿第二定律得：F+FF+Ff f=ma=ma1 1 联立式，代入数据得联立式，代入数据得:F=6 N F=6 N （3 3）由匀变速直线运动位移公式得）由匀变速直线运动位移公式得:x=xx=x1 1+x+x2 2=46 m=46 m答案：答案：（1 1）0.2 0.2 （2 2）6 N 6 N （3 3）46 m46 m1t101vvt22101112022211vtatvtat223、如图，位于水平地面上质量为、如图，位于水平地面上质量为m的木块，在的木块，在大小为，方向与水平方向成大小为，方向与水平方向成 角的拉力作用角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线运动若木块与地面下，沿地面作匀加速直线运动若木块与地面之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为，求：木块的加速度，求：木块的加速度v