《牛顿第二定律》运动和力的关系PPT课件

《牛顿第二定律》运动和力的关系PPT课件

第一部分内容：学习目标

1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义．(重点)

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．(难点)

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牛顿第二定律PPT，第二部分内容：新知初探

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_____比，跟它的质量成_____比，加速度的方向跟作用力的方向______．

2．表达式

(1)表达式：F＝______，式中k是比例系数，F指的是物体所受的______．

(2)国际单位制中：F＝______．

二、力的单位

1．比例系数k的意义

(1)在F＝kma中，k的选取有一定的____________．

(2)在国际单位制中k＝______，牛顿第二定律的数学表达式为____________，式中F、m、a的单位分别为______、______、______．

2．国际单位：力的单位是______，简称______，符号______．

3．1 N的定义：将使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力规定为1 N，即1 N＝____________．

自我检测

思维辨析

(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.()

基础理解

(1)(2019•殷都校级月考)根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是()

A．物体加速度的方向可能跟它所受合力的方向相反

B．物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度

C．物体加速度的大小跟它所受的任一个力的大小都成正比

D．当物体的质量改变时，若所受合力的水平分力不变则物体水平加速度大小与其质量成反比

提示：选D.根据牛顿第二定律，物体加速度的方向跟它所受合力的方向相同，故A错误；物体所受合力不为零就一定产生加速度，故B错误；物体实际加速度的大小与它所受的所有力的合力成正比，故C错误；采用正交分解法可知，当物体的质量改变时，若所受合力的水平分力不变则物体水平加速度大小与其质量成反比，故D正确．

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牛顿第二定律PPT，第三部分内容：师生互动

对牛顿第二定律的理解

问题导引

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？

要点提示　(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．

【核心深化】

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

性质 理解

因果性 力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度

矢量性 F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它受到的合力方向决定，且总与合力的方向相同

瞬时性 加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失

同体性 F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的

独立性 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和

相对性 物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系

3.两个加速度公式的区别

定义式 a＝ΔvΔt

它给出了测量物体的加速度的方法

决定式 a＝Fm

它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素

关键能力1　对牛顿第二定律内容的理解

(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＝m/a可知，物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比

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

关键能力2　合外力、速度和加速度的关系

如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧．现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是(　)

A．速度增大，加速度增大

B．速度增大，加速度减小

C．速度先增大后减小，加速度先减小后增大

D．速度先增大后减小，加速度先增大后减小

[思路点拨] 加速度的变化要看所受合外力的变化，而速度的变化要看速度方向与加速度方向之间的关系，所以此题最好先找出物体A运动过程中的平衡位置，然后再分析平衡位置左右两侧各物理量的变化情况．

总结提升

1．关于对牛顿第二定律理解的三大误区

误认为先有力，后有加速度

物体的加速度和合外力是同时产生的，不分先后

误认为质量与力成正比，与加速度成反比

物体的质量m是由自身决定的，与物体所受的合外力和运动的加速度无关

误认为作用力与m和a都成正比

物体所受合外力的大小是由物体的受力情况决定的，与物体的质量和加速度无关

2．直线运动中加速度与速度的关系

【达标练习】

1．(多选)关于牛顿第二定律，下列说法中正确的有()

A．公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取

B．某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合外力，而与这之前或之后的受力无关

C．公式F＝ma中，F表示物体所受合力，a实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和

D．物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致

2.如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是()

A．加速度越来越大，速度越来越小

B．加速度和速度都是先增大后减小

C．速度先增大后减小，加速度方向先向下后向上

D．速度一直减小，加速度大小先减小后增大

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牛顿第二定律PPT，第四部分内容：随堂知能演练

1．小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速运动，第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1，第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触)，加速度为a2，则()

A．a1＝a2　B．a1

C．a1>a2 D．无法判断a1与a2的大小

2．(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动情况为()

A．速度不断增大，但增大得越来越慢

B．加速度不断增大，速度不断减小

C．加速度不断减小，速度不断增大

D．加速度不变，速度先减小后增大

3.(多选)如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态．现将细线剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2，重力加速度为g.在剪断的瞬间()

A．a1＝3gB．a1＝0

C．Δl1＝2Δl2 D．Δl1＝Δl2

4．(2019•温州期中)如图甲所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量m＝2 kg的无人机，能提供向上最大的升力为32 N．现让无人机在地面上从静止开始竖直向上运动，25 s后悬停在空中，执行拍摄任务．前25 s内运动的v－t图象如图乙所示，在运动时所受阻力大小恒为无人机重的0.2，g取10 m/s2.求：

(1)从静止开始竖直向上运动，25 s内运动的位移；

(2)加速和减速上升过程中提供的升力；

(3)25 s后悬停在空中，完成拍摄任务后，关闭升力一段时间，之后又重新启动提供向上最大升力．为保证安全着地，求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间t.(设无人机只做直线下落)

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