2019人教版 物理必修一 第4章 第3节牛顿第二定律(共16张PPT)

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2019人教版 物理必修一 第4章 第3节牛顿第二定律(共16张PPT)

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(共16张PPT)
3 牛顿第二定律
第四章 运动和力的关系
c
情境导入
观看视频:
“珠海航展”上我国自主研发的歼10B矢量推进验证机惊艳登场,我们来一睹芳华。
歼10B矢量推进机为什么能完成这么多炫酷的动作呢?
c
交流讨论
1.我们知道力是改变物体运动状态的原因。那么运动状态改变的快慢与力
有什么样的关系呢?
2. 我们学习了惯性,知道质量是惯性大小的量度。质量大的物体惯性大,
保持原来运动状态的能力强。那么,物体运动状态改变的难易程度与质
量有什么关系呢?
3.赛车质量小、动力大,容易在短时间里
获得较大的速度,也就是说赛车的加速
度大。物体的加速度a与它所受的作用
力F以及自身的质量m之间存在什么样
的定量关系呢?
一、牛顿第二定律的表达式
c
梳理深化
1. 一个规律的发现不可能是几次简单的实验就能得出的,还需要通过大量的实验事实来论证。只有根据结论推导出的很多新结果都与事实一致时,这样的结论才能成为“定律”。
2. 牛顿第二定律:物体的加速度与物体所受的作用力成正比,与物体的质量成反比.加速度的方向与作用力的方向相同,这就是牛顿第二定律。
牛顿第二定律可表述为a∝ F∝ma 或者写成等式F=kma
3. 牛顿第二定律中力、质量、加速度的关系
①数量关系:正比性 ②方向关系:矢量性
③因果关系:因果性 ④瞬时关系:瞬时对应性
一、牛顿第二定律的表达式
F
m
c
交流讨论
讨论:取质量的单位是千克,加速度的单位是米每二次方秒,根据上述牛顿第二定律中加速度与力质量的关系,我们应该怎样确定力的单位?
假如你是科学家,你能否想个办法把表达式中的k 消掉?
二、力的单位
c
梳理深化
1. “比例系数k的选取就有一定的任意性”,k为任意数都能正确的反应牛顿第二定律的比例关系,这就会造成混乱,为了统一,也为了简洁,我们取k=1,那么就得到F=ma这个最简洁的形式。
2. 在F=ma的这个公式下,我们就可以给出力的单位:使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度,这么大的力称之为“一个单位”的力,后人为了纪念牛顿,以之命名。
力的国际单位是1N=1kg·m/s2。也就是说, 使质量是1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力是1 N。
二、力的单位
c
巩固提升
例1.某质量为1200kg的汽车在平直路面试车,当达到72km/h的速度时关闭发动机,经过60s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.
三、牛顿第二定律的表达式的应用
c
(1)试车的第一阶段:
由速度时间公式有:vt=v0﹣at=0
解得:
根据牛顿第二定律得:F阻=ma
解得:
代入数据,得F阻=﹣400N,负号表示阻力的方向与速度相反.
(2)重新起步并加速后,汽车所受合力: F合=F牵﹣F阻
根据牛顿第二定律得:
代入数据,得a=1.33m/s2,方向与速度方向相同
巩固提升
a=
v0
t
F阻= m
v0
t
a=
F合
m
三、牛顿第二定律的表达式的应用
c
总结应用牛顿第二定律解题的一般步骤
1、确定研究对象,并建立直角坐标系。
2、对物体进行受力分析,确定合力。
3、根据牛顿第二定律和运动学规律建立方程并求解。
巩固提升
三、牛顿第二定律的表达式的应用
c
三、牛顿第二定律的表达式的应用
练习1.光滑水平桌面上有一个物体质量是2kg,受到互成120°角的两个水平方向的力F1和F2的作用,两个力的大小都是10N,这个物体产生的加速度是多大?
巩固提升
【答案】5m/s2
c
例2.质量m=20 g的物体,测得它的加速度a=20 cm/s2,则关于它所受的合力的大小及单位,下列运算既正确又规范简洁的是(  )
A.F=ma=20×20=400 N
B.F=ma=0.02×0.2=0.004N
C.F=ma=0.02 kg×0.2m/s2=0.004 N
D.F=ma=0.02×0.2 N=0.004 N
四、力的单位的理解
巩固提升
D
正确但不简洁
c
练习2.关于力的单位“牛顿”,下列说法正确的是(  )
A.使质量是2 kg的物体产生2 m/s2的加速度的力,叫做1 N
B.使质量产生1.5 m/s2的加速度的力,叫做1 N
C.使质量是1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力,叫做1 N
D.使质量是2 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力,叫做1 N
四、力的单位的理解
巩固提升
C
c
课堂小结
c
课外拓展
1.我们知道,如果在地球表面,我们可以通过天平测出处于平衡状态下物体的质量。那么,在太空中,人们可以“自由”移动,即便是把物体放在天平上,物体和天平之间也不会相互挤压,从而无法测出物体的质量。学习了牛顿第二定律,你能想个办法,测出太空中物体的质量吗?
c
2.生活中处处皆有物理。据《自然》杂志报道:最新研究显示,
身体仅3mm长的昆虫沫蝉,最高跳跃高度可达70cm,这相当于
标准身高男性运动员跳过210m高的摩天大楼,其跳跃能力远远
超过了人们以前所认为的自
然界跳高冠军——跳蚤.
当沫蝉竖直起跳时,加速度
可达到4000m/s2.求它起跳
时对地面的压力是其体重的
多少倍?(取g=10m/s2)
课外拓展
【答案】401
c
3.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,可是蚂蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头,牛顿第二定律是否错了?请你解释一下?
课外拓展
c

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