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《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 详细介绍:

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《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

... ... ...

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<a2

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=3g  B.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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