牛顿第二定律优秀完整公开课ppt课件.ppt

1,知识回顾,aF,2,一、牛顿第二定律,1.理论推导,3,2.内容:物体的加速度的大小跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.,3.数学表达式:F合=kma,注意:在国际单位制中,力的单位是牛顿.牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这样定义的:使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力,叫作1牛顿.即 1N=1kgm/s2,于是在国际单位制中,使k=1,有,F合=ma,4,二、牛顿第二定律的理解,1.独立性,2.矢量性,3.瞬时性,4.同一性,5,1.独立性,作用在物体上的每一个力都各自产生加速度,与其他力无关;而物体实际的加速度a是每个力的加速度的矢量和,F应为物体受到的合外力.,分析小车的受力,物体实际的加速度a就是每个力的加速度的矢量和.,6,问题讨论:,从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度.可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么？,没有矛盾,由公式F合=ma看,F合为合外力.无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,这个力应是合外力.现用力提一很重的物体时,物体仍静止,说明合外力为零.由受力分析可知F+N-mg=0.,7,2.矢量性,公式F合=ma中的F合与a都是矢量,且二者方向相同.,例如:试分析火箭发射过程中的受力及加速度情况.,mg,F推,根据牛顿第二定律,有,F推-mg=ma,F推的方向向上,a的方向也向上.,8,3.瞬时性,物体在某一时刻的加速度与该时刻的合外力有关.,例如:试分析小车的加速度的情况,G,N,F合=0,G,N,F,F合=Ff 向右,a0 向右,G,N,F合=f 向左,a0 向左,a=0,4.同一性:F合和a均是对同一研究对象而言.,思考问题1：一质量为m的物体静止在光滑水平面上(1)物体受了哪些力？合力多少？(2)物体的加速度为多少？,重力和支持力,0,0,力F为物体受到的合力,思考问题2：,一质量为m的物体静止在光滑水平面上,试讨论回答以下问题,（1）某一时刻静止物体受水平向右的恒力F，此时物体的加速度大小为多少？方向怎样？此时速度大小为多少？（2）经过一段时间物体速度为v此时撤去力F，对物体 施加一方向向左的恒力3F，此时物体的加速度大小多少？方向怎样？此时速度大小方向又是怎样？（3）第（2）问中如果不撤去F，对物体再施加一个方向向左的恒力 3F，此时物体的加速度大小多少？方向怎样？,0,水平向右,水平向左,v 水平向右,水平向左,a 的方向与F 的方向一定相同,矢量性,瞬时性,a和F时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化,11,三、利用牛顿第二定律解题的步骤,4.选取正方向,根据牛顿运动定律和运动学规律列方程并解方程.,12,例1:某质量为 1100kg 的汽车在平直路面上试车,当达到100km/h 的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变),G,FN,F阻,F阻,F,FN,G,13,例2:一个物体,质量是2kg,受到互成120o角的两个力F1和F2的作用.这两个力的大小都是10N,这个物体的加速度是多少?,平行四边形法,F,正交分解法,O,F1,F2,F1y,F1x,F2x,F2y,(2)解：力F斜向上拉物体，设物体的加速度为a,受力分析如图：x轴方向：y轴方向：联立以上方程并带入数据可解得:a=2,例3、地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成37角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进，求物体受到的摩擦力和支持力。若用此力与水平方向成37角斜向上拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）,N,F,G,x,y,f,15,课后思考,牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗?,牛顿第一定律说明维持物体的速度不需要力,改变物体的速度才需要力.牛顿第一定律定义了力,而 牛顿第二定律 是在力的定义的基础上 建立的,如果我们不知道物体在不受力情况下是怎样的运动状态,要研究物体在力的作用下是怎么运动的,显然是不可能的,所以牛顿第一定律是研究力学的出发点,是不能用牛顿第二定律代替的,也即不是牛顿第二定律的特例.,