《牛頓第二定律》運動(dòng)和力的關(guān)系PPT
第一部分內容：課標要求
1.理解牛頓第二定律的內容、表達式的意義。
2.知道國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。
3.會(huì )應用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。
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牛頓第二定律PPT，第二部分內容：自學(xué)新教材
一、牛頓第二定律的表達式
1．填一填
(1)牛頓第二定律的內容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成_____，跟它的質(zhì)量成_____，加速度的方向跟作用力的方向_____。
(2)牛頓第二定律的表達式：F＝_____，其中k是比例系數。
2．判一判
(1)牛頓第二定律既明確了力、質(zhì)量、加速度三者的數量關(guān)系，也明確了加速度與力的方向關(guān)系。( )
(2)由F＝kma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比。( )
(3)加速度的方向決定了合外力的方向。( )
(4)任何情況下，物體的加速度的方向始終與它所受的合外力方向一致。 ( )
3．選一選
(1)[多選]下列對牛頓第二定律的理解正確的是 ( )
A．由F＝kma可知，m與a成反比
B．牛頓第二定律說(shuō)明當物體有加速度時(shí)，物體才受到外力的作用
C．加速度的方向總跟合外力的方向一致
D．當合外力停止作用時(shí)，加速度隨之消失
(2)甲物體在5 N的合外力作用下，產(chǎn)生2 m/s2的加速度，乙物體在4 N的合外力作用下，產(chǎn)生2 m/s2的加速度，則下列說(shuō)法正確的是( )
A．甲的慣性較大
B．乙的慣性較大
C．甲、乙兩物體的慣性一樣大
D．無(wú)法比較兩物體的慣性大小
二、力的單位
1．填一填
(1)力的國際單位：牛頓，簡(jiǎn)稱(chēng)牛，符號為_(kāi)____。
(2)“牛頓”的定義：使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力就是1 N，即1 N＝1_____。
(3)國際單位制中牛頓第二定律的表達式：F＝_____。
2．判一判
(1)使質(zhì)量是1 g的物體產(chǎn)生1 cm/s2的加速度的力叫做1 N。( )
(2)公式F＝ma中，各量的單位可以任意選取。 ( )
(3)牛頓第二定律表達式F＝kma中的系數k總等于1。 ( )
(4)物體的加速度a是物體上每一個(gè)力所產(chǎn)生的加速度的矢量和。( )
3．選一選
(1)下列關(guān)于加速度大小的判斷正確的是( )
A．由公式a＝ΔvΔt可知，a與Δv成正比、與Δt成反比
B．由公式a＝ΔvΔt可知，a與Δv成反比、與Δt成正比
C．由公式a＝Fm可知，a與F成正比、與m成反比
D．由公式a＝Fm可知，a與F成反比、與m成正比
(2)[多選]在光滑的水平地面上放一個(gè)質(zhì)量m＝2 kg的物體，現對該物體同時(shí)施加兩個(gè)力F1和F2，其中F1＝3 N，方向水平向東，F2＝4 N，方向水平向南，sin 37°＝0.6，則下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．F1使物體產(chǎn)生大小為1.5 m/s2、方向水平向東的加速度
B．F2使物體產(chǎn)生大小為2 m/s2、方向水平向南的加速度
C．物體的加速度的大小為2.5 m/s2，方向為東偏南37°
D．物體的加速度的大小為2.5 m/s2，方向為南偏東37°
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牛頓第二定律PPT，第三部分內容：提升新知能
突破點(diǎn)一 對牛頓第二定律的理解
[學(xué)透用活]
1．對表達式F＝ma的理解
(1)單位統一：表達式中F、m、a三個(gè)物理量的單位都必須是國際單位。
(2)F的含義：F是合力時(shí)，加速度a指的是合加速度，即物體的加速度；F是某個(gè)分力時(shí)，加速度a是該分力產(chǎn)生的加速度。
2．牛頓第二定律的五個(gè)性質(zhì)
因果性 力是產(chǎn)生加速度的原因，只要物體所受的合力不為0，物體就具有加速度
同體性 F、m、a都是對同一物體而言的
獨立性 作用在物體上的每一個(gè)力都產(chǎn)生加速度，物體的實(shí)際加速度是這些加速度的矢量和
瞬時(shí)性 加速度與合外力是瞬時(shí)對應關(guān)系，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失
矢量性 F＝ma是一個(gè)矢量式。物體的加速度方向由它受的合力方向決定，且總與合力的方向相同
[對點(diǎn)練清]
1．[多選]下列關(guān)于牛頓第二定律的說(shuō)法正確的是 ( )
A．物體的加速度大小由物體的質(zhì)量和物體所受的合力大小決定，與物體的速度無(wú)關(guān)
B．物體的加速度方向只由它所受的合力方向決定，與速度方向無(wú)關(guān)
C．物體所受的合力方向和加速度方向及速度方向總是相同的
D．一旦物體所受的合力為零，則運動(dòng)物體的加速度立即為零，其運動(dòng)也就逐漸停止了
2．下列說(shuō)法正確的是( )
A．由牛頓第二定律知，加速度大的物體，所受的合外力一定大
B．物體的加速度大，說(shuō)明它的質(zhì)量一定小
C．任何情況下，物體的加速度大，速度變化量一定大
D．a(chǎn)與Δv及Δt無(wú)關(guān)，但可以用Δv和Δt的比值來(lái)計算加速度a的大小
3．在粗糙的水平面上，物體在水平推力F作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運動(dòng)，一段時(shí)間后，將F逐漸減小，在F逐漸減小到零的過(guò)程中，速度v和加速度a的變化情況是( )
A．v減小，a減小
B．v增大，a減小
C．v先減小后增大，a先增大后減小
D．v先增大后減小，a先減小后增大
突破點(diǎn)二 牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應用
1．應用牛頓第二定律的一般步驟
(1)確定研究對象。
(2)進(jìn)行受力分析和運動(dòng)情況分析，作出受力和運動(dòng)的示意圖。
(3)求合力F或加速度a。
(4)根據F＝ma列方程求解。
2．求解加速度的兩種方法
(1)合成法：若物體只受兩個(gè)力作用時(shí)，應用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力，物體所受合外力的方向即為加速度的方向。
(2)正交分解法：當物體受多個(gè)力作用處于加速狀態(tài)時(shí)，常用正交分解法求物體所受的合力，再應用牛頓第二定律求加速度。為減少矢量的分解以簡(jiǎn)化運算，建立坐標系時(shí)，可有如下兩種方法：
[典例1] 自制一個(gè)加速度計，其構造是：一根輕桿，下端固定一個(gè)小球，上端裝在水平軸O上，桿可在豎直平面內左右擺動(dòng)，用白硬紙作為表面，放在桿擺動(dòng)的平面上，并刻上刻度，可以直接讀出加速度的大小和方向。使用時(shí)，加速度計右端朝汽車(chē)前進(jìn)的方向，如圖所示，g取9.8 m/s2。
(1)硬紙上刻度線(xiàn)b在經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的豎直線(xiàn)上，則在b處應標的加速度數值是多少？
(2)刻度線(xiàn)c和O點(diǎn)的連線(xiàn)與Ob的夾角為30°，則c處應標的加速度數值是多少？
(3)刻度線(xiàn)d和O點(diǎn)的連線(xiàn)與Ob的夾角為45°。在汽車(chē)前進(jìn)時(shí)，若輕桿穩定地指在d處，則0.5 s內汽車(chē)速度變化了多少？
突破點(diǎn)三 牛頓第二定律的瞬時(shí)性問(wèn)題
[學(xué)透用活]
1．瞬時(shí)加速度問(wèn)題：牛頓第二定律是力的瞬時(shí)作用規律，加速度和力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失。分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析該時(shí)刻前后物體的受力情況及其變化。
2．兩種基本模型
剛性繩模型(細鋼絲、細線(xiàn)、輕桿等)
此類(lèi)形變屬于微小形變，其發(fā)生和變化過(guò)程時(shí)間極短，在物體的受力情況改變(如某個(gè)力消失)的瞬間，其形變可隨之突變，彈力可以突變
輕彈簧模型(輕彈簧、橡皮繩、彈性繩等)
此類(lèi)形變屬于明顯形變，其發(fā)生改變需要一段時(shí)間，在瞬時(shí)問(wèn)題中，其彈力的大小不能突變，可看成是不變的
[典例3] [多選]如圖所示，質(zhì)量為m的小球被一根橡皮筋AC和一根繩BC系住，當小球靜止時(shí)，橡皮筋處在水平方向上。下列判斷正確的是( )
A．在A(yíng)C被突然剪斷的瞬間，BC對小球的拉力不變
B．在A(yíng)C被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gsin θ
C．在BC被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gcos θ
D．在BC被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gsin θ
[規律方法]
解決此類(lèi)問(wèn)題的基本方法
(1)分析原狀態(tài)(給定狀態(tài))下物體的受力情況，求出各力大小(①若物體處于平衡狀態(tài)，則利用平衡條件；②若處于加速狀態(tài)，則利用牛頓第二定律)。
(2)分析當狀態(tài)變化時(shí)(剪斷細線(xiàn)、剪斷彈簧、抽出木板、撤去某個(gè)力等)，哪些力變化，哪些力不變，哪些力消失(被剪斷的繩、彈簧中的彈力，發(fā)生在被撤去物接觸面上的彈力都立即消失)。
(3)求物體在狀態(tài)變化后所受的合外力，利用牛頓第二定律，求出瞬時(shí)加速度。
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牛頓第二定律PPT，第四部分內容：訓練新素養
一、這與牛頓第二定律矛盾嗎(核心素養之科學(xué)思維)
[選自魯科版教材P118“物理聊吧”]
由牛頓第二定律可知，無(wú)論多小的力皆能使物體產(chǎn)生加速度，改變物體的運動(dòng)狀態(tài)。但是，當我們推靜止的柜子時(shí)(如圖)，有時(shí)即使用了很大的力卻也無(wú)法推動(dòng)，柜子仍處于靜止狀態(tài)。這與牛頓第二定律矛盾嗎？為什么？
[提示] 牛頓第二定律F＝ma中的F為合外力，當物體所受合外力不為零時(shí)，物體就會(huì )產(chǎn)生加速度。而當我們用力推靜止的柜子時(shí)，水平方向除了受推力外，還有地面對箱子的摩擦力，只要推力不能大于其最大靜摩擦力，柜子就仍處于靜止狀態(tài)。故這一現象與牛頓第二定律并不矛盾。
二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當十
[選自魯科版教材P121例題]
如圖所示，一載有小孩的雪橇總質(zhì)量為30 kg，在拉力F作用下，沿水平地面向右做直線(xiàn)運動(dòng)，該拉力與水平面夾角為30°，經(jīng)過(guò)50 cm，速度由0.6 m/s均勻減至0.4 m/s。已知雪橇與地面間的動(dòng)摩擦因數為0.2，求作用力F的大小。
[分析]由題意可知，物體做勻減速直線(xiàn)運動(dòng)，已知初速度、末速度和位移，由運動(dòng)學(xué)公式可求加速度，再由牛頓第二定律求出未知力。
[討論]從本題分析可知，物體對水平面的壓力不等于重力。為什么？
[策略提煉]
物體在受到多個(gè)力的情況下運用牛頓第二定律時(shí)，可用正交分解法列方程組求解。通常，先建立直角坐標系，將力和加速度分解在兩個(gè)坐標軸上， 一般以物體運動(dòng)的方向為x軸的正方向，列方程組Fx合＝maxFy合＝may，再求解方程組即可�！ �
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