高中物理《牛頓第二定律的應(yīng)用》ppt

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第四章力與運(yùn)動(dòng),第五節(jié)牛頓第二定律的應(yīng)用,1、通過牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用過程，培養(yǎng)分析解決物理問題的能力。,學(xué)習(xí)目標(biāo),2、運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決已知受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況?；蛘咭阎\(yùn)動(dòng)情況求受力情況。,3、通過學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用，建立并理解正確的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。,4、了解加速度在聯(lián)系力與運(yùn)動(dòng)中所起到的橋梁作用。,一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用,力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，一個(gè)受力不為零的物體，在力的作用下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變。在研究力與運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果能得知物體產(chǎn)生的加速度，通過牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式將它們的關(guān)系建立起來，牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以解決兩類的問題：,一、已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。,二、已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，反過來確定物體的受力情況。,例一,某質(zhì)量為1,100kg的汽車在平直路面上試車，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。,解：在試車第一階段，汽車做勻變速運(yùn)動(dòng)，已知：V0=100km/h=27.8m/s，t=70sv=0m/s,∴汽車受到的阻力為：,由牛頓第二定律可得汽車的加速度：,例一,某質(zhì)量為1,100kg的汽車在平直路面上試車，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。,由牛頓第二定律可得汽車的加速度：,解：在重新起步并加速后，汽車除了受到上述阻力外，還受到牽引力F，汽車所受的合力為：,例二,一個(gè)物體，質(zhì)量是2kg，受到互成120角的兩個(gè)力F1和F2的作用。這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大？,分析：牛頓第二定律中F是指合力而言，本題中物體受到兩個(gè)互成角度的力，解題時(shí)可以先對力進(jìn)行合成或者分解到坐標(biāo)軸上。求得合力后利用牛頓第二定律求解加速度。,解：如圖所示，F(xiàn)合=F1x+F2x=10N,加速度是矢量，方向與合外力方向相同。,例三,一列靜止在站臺(tái)里的火車，總質(zhì)量為6.0105kg，伴隨著一聲笛響，這列火車從站臺(tái)緩緩開出，1min20s后顯示其速度達(dá)到了72km/h，若火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求火車在加速過程中的合外力要多大才能滿足加速的要求？,分析：火車加速起動(dòng)時(shí)，豎直方向上火車的重力與支持力平衡，火車在水平方向的牽引力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，如果可以得到火車的加速度，利用F=ma，即可以得到火車所受的合外力。,例三,一列靜止在站臺(tái)里的火車，總質(zhì)量為6.0105kg，伴隨著一聲笛響，這列火車從站臺(tái)緩緩開出，1min20s后顯示其速度達(dá)到了72km/h，若火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求火車在加速過程中的合外力要多大才能滿足加速的要求？,解：取火車前進(jìn)方向?yàn)檎较?，根?jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有：,∴,由牛頓第二定律得：,例四,如圖所示，豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘M、N固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)拔去銷釘M瞬間，小球加速度大小為12m/s2，若不拔去銷釘M而拔去銷釘N的瞬間，小球的加速度可能是（取g=10m/s2）：A、22m/s2，豎直向上B、22m/s2，豎直向下C、2m/s2，豎直向上D、2m/s2，豎直向下,BC,提示：通常對力的分析比較方便，我們將所有的加速度乘以一個(gè)m，轉(zhuǎn)換成力的方法來考慮。,拔去M時(shí)，小球的加速度數(shù)值為12，則合外力的數(shù)值為12m，但沒有指明方向，所以上面彈簧對小球的彈力為12m，方向可能向上也可能向下。兩種情況下再與小球的重力進(jìn)行合成，即得結(jié)論。,1、下列關(guān)于由小車實(shí)驗(yàn)得出牛頓第二定律F=ma的說法中，符合實(shí)際的是：A、同時(shí)改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F，得出加速度a、力F、質(zhì)量m三者關(guān)系B、保持小車質(zhì)量不變，只改變小車所受的拉力，就可得出加速度a、力F、質(zhì)量m三者間關(guān)系C、保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量，就可得出加速度a、力F、質(zhì)量m三者關(guān)系D、先不改變小車質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再保持力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后綜合起來得到加速度a、力F、質(zhì)量m三者關(guān)系,D,2、豎直向上飛行的子彈，達(dá)到最高點(diǎn)后又返回原地，假設(shè)整個(gè)過程中，子彈所受阻力大小與速度的大小成正比，則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，加速度的變化是：A、始終變小B、始終變大C、先變小后變大D、先變大后變小,A,練習(xí),五、小結(jié),牛頓第二定律,,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,方法：控制變量法,m一定時(shí)，a正比于F,F一定時(shí)，a反比于m,公式和內(nèi)容,,矢量性,同一性,,公式：F=ma,內(nèi)容：物體的加速度跟所受合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，方向與合力方向相同,瞬時(shí)性,特性,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,