《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)
... ... ...
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＝____________．
(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.( )
(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
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．
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>a2D．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) ... ... ... 《章末优化总结》运动和力的关系PPT课件 整合提升 动力学中的临界和极值问题 1．临界状态与临界值 在物体的运动状态发生变化的过程中，往往达到某一个特定状态时，有关的物理量将发生.. 《超重和失重》运动和力的关系PPT课件 第一部分内容：学习目标 1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象．(重点) 2．能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上.. 《习题课 牛顿运动定律的综合应用》运动和力的关系PPT 第一部分内容：基础回顾 1．牛顿第二定律：F＝ma，以加速度为桥梁联系力与运动的关系． 2．基本应用 (1)已知运动求受力． (2)已..
发布于：2020-05-03 14:12:16
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高中必修一
《牛顿第二定律》运动和力的关系PPT
第一部分内容：课标要求
1.理解牛顿第二定律的内容、表达式的意义。
2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。
3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。
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牛顿第二定律PPT，第二部分内容：自学新教材
一、牛顿第二定律的表达式
1．填一填
(1)牛顿第二定律的内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成_____，跟它的质量成_____，加速度的方向跟作用力的方向_____。
(2)牛顿第二定律的表达式：F＝_____，其中k是比例系数。
2．判一判
(1)牛顿第二定律既明确了力、质量、加速度三者的数量关系，也明确了加速度与力的方向关系。( )
(2)由F＝kma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比。( )
(3)加速度的方向决定了合外力的方向。( )
(4)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。 ( )
3．选一选
(1)[多选]下列对牛顿第二定律的理解正确的是 ( )
A．由F＝kma可知，m与a成反比
B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
C．加速度的方向总跟合外力的方向一致
D．当合外力停止作用时，加速度随之消失
(2)甲物体在5 N的合外力作用下，产生2 m/s2的加速度，乙物体在4 N的合外力作用下，产生2 m/s2的加速度，则下列说法正确的是( )
A．甲的惯性较大
B．乙的惯性较大
C．甲、乙两物体的惯性一样大
D．无法比较两物体的惯性大小
二、力的单位
1．填一填
(1)力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为_____。
(2)“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力就是1 N，即1 N＝1_____。
(3)国际单位制中牛顿第二定律的表达式：F＝_____。
2．判一判
(1)使质量是1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力叫做1 N。( )
(2)公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取。 ( )
(3)牛顿第二定律表达式F＝kma中的系数k总等于1。 ( )
(4)物体的加速度a是物体上每一个力所产生的加速度的矢量和。( )
3．选一选
(1)下列关于加速度大小的判断正确的是( )
A．由公式a＝ΔvΔt可知，a与Δv成正比、与Δt成反比
B．由公式a＝ΔvΔt可知，a与Δv成反比、与Δt成正比
C．由公式a＝Fm可知，a与F成正比、与m成反比
D．由公式a＝Fm可知，a与F成反比、与m成正比
(2)[多选]在光滑的水平地面上放一个质量m＝2 kg的物体，现对该物体同时施加两个力F1和F2，其中F1＝3 N，方向水平向东，F2＝4 N，方向水平向南，sin 37°＝0.6，则下列说法正确的是 ( )
A．F1使物体产生大小为1.5 m/s2、方向水平向东的加速度
B．F2使物体产生大小为2 m/s2、方向水平向南的加速度
C．物体的加速度的大小为2.5 m/s2，方向为东偏南37°
D．物体的加速度的大小为2.5 m/s2，方向为南偏东37°
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牛顿第二定律PPT，第三部分内容：提升新知能
突破点一 对牛顿第二定律的理解
[学透用活]
1．对表达式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是某个分力时，加速度a是该分力产生的加速度。
2．牛顿第二定律的五个性质
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
同体性 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
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
矢量性 F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同
[对点练清]
1．[多选]下列关于牛顿第二定律的说法正确的是 ( )
A．物体的加速度大小由物体的质量和物体所受的合力大小决定，与物体的速度无关
B．物体的加速度方向只由它所受的合力方向决定，与速度方向无关
C．物体所受的合力方向和加速度方向及速度方向总是相同的
D．一旦物体所受的合力为零，则运动物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了
2．下列说法正确的是( )
A．由牛顿第二定律知，加速度大的物体，所受的合外力一定大
B．物体的加速度大，说明它的质量一定小
C．任何情况下，物体的加速度大，速度变化量一定大
D．a与Δv及Δt无关，但可以用Δv和Δt的比值来计算加速度a的大小
3．在粗糙的水平面上，物体在水平推力F作用下由静止开始做匀加速直线运动，一段时间后，将F逐渐减小，在F逐渐减小到零的过程中，速度v和加速度a的变化情况是( )
A．v减小，a减小
B．v增大，a减小
C．v先减小后增大，a先增大后减小
D．v先增大后减小，a先减小后增大
突破点二 牛顿第二定律的简单应用
1．应用牛顿第二定律的一般步骤
(1)确定研究对象。
(2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动的示意图。
(3)求合力F或加速度a。
(4)根据F＝ma列方程求解。
2．求解加速度的两种方法
(1)合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，物体所受合外力的方向即为加速度的方向。
(2)正交分解法：当物体受多个力作用处于加速状态时，常用正交分解法求物体所受的合力，再应用牛顿第二定律求加速度。为减少矢量的分解以简化运算，建立坐标系时，可有如下两种方法：
[典例1] 自制一个加速度计，其构造是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴O上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动的平面上，并刻上刻度，可以直接读出加速度的大小和方向。使用时，加速度计右端朝汽车前进的方向，如图所示，g取9.8 m/s2。
(1)硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上，则在b处应标的加速度数值是多少？
(2)刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30°，则c处应标的加速度数值是多少？
(3)刻度线d和O点的连线与Ob的夹角为45°。在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d处，则0.5 s内汽车速度变化了多少？
突破点三 牛顿第二定律的瞬时性问题
[学透用活]
1．瞬时加速度问题：牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻前后物体的受力情况及其变化。
2．两种基本模型
刚性绳模型(细钢丝、细线、轻杆等)
此类形变属于微小形变，其发生和变化过程时间极短，在物体的受力情况改变(如某个力消失)的瞬间，其形变可随之突变，弹力可以突变
轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等)
此类形变属于明显形变，其发生改变需要一段时间，在瞬时问题中，其弹力的大小不能突变，可看成是不变的
[典例3] [多选]如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断正确的是( )
A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变
B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ
C．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gcos θ
D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ
[规律方法]
解决此类问题的基本方法
(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(①若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；②若处于加速状态，则利用牛顿第二定律)。
(2)分析当状态变化时(剪断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失)。
(3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。
... ... ...
牛顿第二定律PPT，第四部分内容：训练新素养
一、这与牛顿第二定律矛盾吗(核心素养之科学思维)
[选自鲁科版教材P118“物理聊吧”]
由牛顿第二定律可知，无论多小的力皆能使物体产生加速度，改变物体的运动状态。但是，当我们推静止的柜子时(如图)，有时即使用了很大的力却也无法推动，柜子仍处于静止状态。这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？
[提示] 牛顿第二定律F＝ma中的F为合外力，当物体所受合外力不为零时，物体就会产生加速度。而当我们用力推静止的柜子时，水平方向除了受推力外，还有地面对箱子的摩擦力，只要推力不能大于其最大静摩擦力，柜子就仍处于静止状态。故这一现象与牛顿第二定律并不矛盾。
二、典题好题发掘，练典题做一当十
[选自鲁科版教材P121例题]
如图所示，一载有小孩的雪橇总质量为30 kg，在拉力F作用下，沿水平地面向右做直线运动，该拉力与水平面夹角为30°，经过50 cm，速度由0.6 m/s均匀减至0.4 m/s。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为0.2，求作用力F的大小。
[分析]由题意可知，物体做匀减速直线运动，已知初速度、末速度和位移，由运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律求出未知力。
[讨论]从本题分析可知，物体对水平面的压力不等于重力。为什么？
[策略提炼]
物体在受到多个力的情况下运用牛顿第二定律时，可用正交分解法列方程组求解。通常，先建立直角坐标系，将力和加速度分解在两个坐标轴上， 一般以物体运动的方向为x轴的正方向，列方程组Fx合＝maxFy合＝may，再求解方程组即可。
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《章末优化总结》运动和力的关系PPT课件 整合提升 动力学中的临界和极值问题 1．临界状态与临界值 在物体的运动状态发生变化的过程中，往往达到某一个特定状态时，有关的物理量将发生..
《超重和失重》运动和力的关系PPT课件 第一部分内容：学习目标 1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象．(重点) 2．能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上..
《习题课 牛顿运动定律的综合应用》运动和力的关系PPT 第一部分内容：基础回顾 1．牛顿第二定律：F＝ma，以加速度为桥梁联系力与运动的关系． 2．基本应用 (1)已知运动求受力． (2)已..
发布于：2020-05-03 14:12:09
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