人教版高中物理必修一：牛顿第二定律.pptVIP

高中物理必修第一册第四章运动和力的关系*第节3牛顿第二定律高中物理必修第一册第四章学习目标任务1：初步体会a与F、m关系．任务2：牛顿第二定律的理解．任务3：用牛顿第二定律解决简单问题．问题情境:播放短视频“F1赛车”如图所示为截图，F1赛车车手要想赢得比赛，除了赛车手的技术高超外，赛车本身也是赢得比赛的关键．赛车设计师怎样设计才能使赛车达到要求呢?任务1：初步体会a与F、m关系问题1.在探究加速度与力、质量的关系的实验中，如果考虑到实验有一定误差，实验能够得到怎样的结论?2.观看F1赛车启动视频，你认为F1赛车的什么性能最重要?3.要想使F1赛车启动获得较大的加速度，我们该如何设计汽车?为什么?加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比加速性能减小车的质量，增加发动机的功率牛顿第二定律怎样简化公式呢？物体的加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，....小结任务2：牛顿第二定律的理解问题情境：如图4所示的实验装置简化为示意图图5问题1.如图5所示，小车受到几个力的作用?此时F=kma中的F是什么含义?2.如图6所示，用一个力推物体，物体却没有产生加速度，为什么?要使物体产生加速度应该满足什么条件?3.F=kma仅仅是数量关系式吗?还有什么关系?如何表述?重力、支持力、拉力、摩擦力F是合外力合外力仍为0要产生加速度，合外力不为0才可以还有单位的换算关系任务2：牛顿第二定律的理解问题情境：如图4所示的实验装置简化为示意图图5问题是，瞬时对应关系4.如果小车所受的合外力发生变化，加速度的变化是瞬间发生的吗?这说明F=kma是什么关系?5.F=kma这个式子中，是加速度决定了力，还是力决定了加速度?这个关系式能否更加简洁一些呢?6.使用F=ma这个关系式时，对各物理量的单位有什么要求?除了1N的力约为1kg物体重力的十分之一外，我们现在对它还有怎样的认识?有力才有加速度，各量都取国际单位制时，k=1一牛顿第二定律的六大特性1.因果性。力是产生加速度的原因，质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果。2.矢量性。加速度和合力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向由合力的方向唯一决定。3.瞬时性。物体的加速度跟它所受的合力之间存在着瞬时对应关系，加速度与合力同时产生、变化和消失。4.同体性。加速度a、合力F、质量m必须对应同一物体。5.独立性。物体受到多个力的作用时，每个力都独立地产生一个加速度，且力和加速度之间仍遵循牛顿第二定律，就好像其他力不存在一样。6.局限性。牛顿第二定律只能解决物体的低速运动问题，不能解决物体的高速运动问题，只适用于宏观物体，不适用于微观粒子。小结任务3：用牛顿第二定律解决简单问题问题情境:(1)如图，中国航天员在太空(可相当于不受重力)中测量人体的质量．问题1.太空中常用的质量秤量工具都无法工作，怎样才能测量航天员的质量?2.为什么测量质量时航天员需要运动一段距离?为什么航天员需要抱紧金属杆?便于测定加速度航天员处于完全失重状态例1.在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。分析：如图4.3-2，取消动力后，汽车在平直路面上只受阻力的作用。由于阻力不变，根据牛顿第二定律，汽车在平直路面上运动的加速度将保持不变。由加速度可以求出汽车受到的阻力。如图4.3-3，重新起步后，汽车在平直路面上受到牵引力和阻力。由于二者大小都不变，所以汽车的加速度恒定不变。根据牛顿第二定律可以求出汽车运动的加速度。例.在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。例2某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度（图4.3-4）。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。分析：列车在加速行驶的过程中，小球始终与列车保持相对静止状态，所以，小球的加速度与列车的加速度相同。对小球进行受力分析，根据力的合成法则求解合力。再根据牛顿第二定律，求出小球的加速度，从而获得列车的加速度。例2某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂