高中物理 4.3牛頓第二定律課件 新人教版必修1.ppt

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1、,3 牛頓第二定律,自然和自然的法則在黑夜中隱藏；上帝說，讓牛頓去吧！于是一切都被照亮。 -------蒲柏,“在生活中，棒球棍可以用作防身武器，用力打在人身上會(huì)對(duì)身體造成很大傷害，但是人們發(fā)現(xiàn)用棒球棍擊中空中飛舞的蚊子卻難以將蚊子打死。這是為什么呢？”, 源于生活現(xiàn)象的思考,問題1：在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中我們得到了什么結(jié)論？, “探究”實(shí)驗(yàn)結(jié)論到牛頓第二定律,一、牛頓第二定律,問題2：牛頓第二定律中描述的使物體產(chǎn)生加速度的作用力力具體是指什么力？,物體加速度大小 跟它所受作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向 跟作用力的方向相同

2、。,1.內(nèi)容：,F合,F合,問題1：在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中我們得到了什么結(jié)論？, “探究”實(shí)驗(yàn)結(jié)論到牛頓第二定律,一、牛頓第二定律,2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：,,,物體加速度大小 跟它所受作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向 跟作用力的方向相同。,1.內(nèi)容：,F合,F合, 力單位的科學(xué)定義法,一、牛頓第二定律,提出問題3：請(qǐng)同學(xué)們思考這里的比例系數(shù)k應(yīng)該是多少？你認(rèn)為可以如何獲得k的值？,2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：,,,物體加速度大小 跟它所受作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向 跟作用力的方向相同。,1.內(nèi)容：,F合,F合, 單位力的科學(xué)定義法,一、牛頓第二定律,2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：,

3、3.單位力的定義：,使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生 1m/s2 加速度所需要的力定義為一個(gè)單位力,,,力的單位:“kgm/s2”,也稱“牛頓”,符號(hào)N,即“1N=1 kgm/s2”,物體加速度大小 跟它所受作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向 跟作用力的方向相同。,1.內(nèi)容：,F合,F合, 牛頓第二定律的性質(zhì),例1:某跳傘表演時(shí)用的降落傘, 可以連續(xù)兩級(jí)打開，假設(shè)一級(jí)打開時(shí)，下落過程傘受阻力f1為720N，二級(jí)打開時(shí)，下落過程傘受阻力f2為960N，未開傘之前傘阻力不計(jì)，另全程人受阻力均不計(jì)，已知某表演者質(zhì)量M為60kg，傘質(zhì)量m為20kg，表演者帶降落傘離開飛機(jī)先做自由落體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，t

4、1時(shí)刻傘一級(jí)打開，再運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后， t2時(shí)刻傘二級(jí)打開，繼續(xù)下落。 （1）求三個(gè)階段下落過程的加速度，并作出F合-t，a-t， v-t 示意圖。（設(shè)豎直向下為正方向） （2）求二級(jí)開傘后下落過程中傘對(duì)人的拉力。,例2：冰壺運(yùn)動(dòng)館里，運(yùn)動(dòng)員休息期間，兩個(gè)小孩在玩耍爭搶一只冰壺，某時(shí)刻小孩甲對(duì)冰壺施加了一個(gè)水平向北的力F1，大小為8N，小孩乙對(duì)冰壺施加了一個(gè)水平向東的力F2，大小為6N，如果冰壺質(zhì)量4千克，求此時(shí)加速度？, 牛頓第二定律的獨(dú)立性, 牛頓第二定律的性質(zhì),二.牛頓第二定律的性質(zhì)： 1.瞬時(shí)性：a與F為瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系（同時(shí)產(chǎn)生變化消失） （因果性：力是產(chǎn)生加速度的原因） 2.

5、矢量性：a與F是矢量 兩者方向相同 3.同體性：a與F 、m都必須對(duì)應(yīng)同一物體 4.獨(dú)立性：每個(gè)分力均使物體產(chǎn)生分加速度 （合力加速度即各分力加速度矢量合）,“棒球棍可以用作防身武器，用力打在人身上會(huì)對(duì)身體造成很大傷害，但是人們發(fā)現(xiàn)用棒球棍擊中空中飛舞的蚊子卻難以將蚊子打死。這是為什么呢？”, 聯(lián)系生活實(shí)際，學(xué)以致用,已知一只蚊子質(zhì)量約5毫克，棒球棍瞬間揮舞擊中蚊子的速度可以達(dá)到80m/s，假設(shè)蚊子在被棒球棍擊中前在空中盤旋的速度忽略不計(jì)，被棒球棍擊中瞬間，在0.04s內(nèi)加速到與棒球棍相同的速度，加速過程近似看做勻加速，請(qǐng)同學(xué)們估算，棒球棍對(duì)蚊子的作用力多大？, 聯(lián)系生活實(shí)際，學(xué)以致用,

6、1.請(qǐng)同學(xué)們說說生活中有哪些測質(zhì)量的方法？ 這些測質(zhì)量方法的原理是什么？,2.在太空中我們?nèi)绾螠y物體質(zhì)量呢？,用一個(gè)已知的力去推動(dòng)待測質(zhì)量物體，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后測出物體運(yùn)動(dòng)的加速度，這樣我們就可以用牛頓第二定律來計(jì)算出該物體的質(zhì)量，這就是動(dòng)力學(xué)法測質(zhì)量。, 聯(lián)系生活實(shí)際，學(xué)以致用,例3：1966年曾在地球的上空完成了動(dòng)力學(xué)法測質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，用雙子星號(hào)宇宙飛船m1去接觸正在軌道上運(yùn)行且關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭組m2，接觸后，開動(dòng)雙子星號(hào)飛船的推進(jìn)器，使飛船和火箭組共同加速。已知推進(jìn)器的平均推力F等于895N，推進(jìn)器開動(dòng)時(shí)間7s，測出飛船與火箭組的速度變化量是0.91m/s，雙子星號(hào)飛船質(zhì)

7、量已知，m1=3400kg。,物體加速度大小 跟它所受作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向 跟作用力的方向相同。,一、牛頓第二定律,1.內(nèi)容：,F合,F合,2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：,3.單位力的定義：,使1kg的物體產(chǎn)生 1m/s2 加速度所需要的力,,,,力的單位:“kgm/s2”,也稱“牛頓”,符號(hào)N，,即“1N=1 kgm/s2”, 課堂小結(jié),二.牛頓第二定律的性質(zhì) 1.瞬時(shí)性 2.矢量性 3.同體性 4.獨(dú)立性,三.聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用 1.應(yīng)用牛頓第二定律解釋生活現(xiàn)象 2.基于牛頓第二定律的動(dòng)力學(xué)法測質(zhì)量,【布置作業(yè)】 完成自編同步練習(xí)：牛頓第二定律 第1課時(shí),問題6：請(qǐng)同學(xué)們

8、談?wù)劇芭ｎD第二定律“與”牛頓第一定律“在描述力與物體運(yùn)動(dòng)方面有什么聯(lián)系與區(qū)別？并用牛頓第二定律的觀點(diǎn)解釋為什么質(zhì)量越大，慣性越大？,【說一說：運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律解釋為什么實(shí)際生活中不同質(zhì)量的物體自由落體加速度相同】,二、牛頓第二定律與生活實(shí)際,【螞蟻的困惑，為什么我的力不能使物體產(chǎn)生加速度？】 從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是螞蟻無論怎樣用力都推不動(dòng)一塊放在水平地面上的磚頭，牛頓第二定律是否錯(cuò)了？請(qǐng)你解釋一下？,【“探究“實(shí)驗(yàn)中的系統(tǒng)誤差】 在我們做”探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中（課本73頁），有這樣的描述“測出盤和重物的總重量，它近似等于繩子拉力”，

9、并且要滿足條件“盤和重物的質(zhì)量要比小車的質(zhì)量小得多”，請(qǐng)解釋為什么是近似等于而不是等于？又為什么要滿足上述條件時(shí)才近似等于？,【棒球棍打蚊子為什么打不死？】 棒球棍可以用作防身武器，用力打在人身上會(huì)對(duì)身體造成很大傷害，但是人們發(fā)現(xiàn)用棒球棍擊中空中飛舞的蚊子卻無論如何都不能將蚊子打死。已知一只蚊子質(zhì)量約5毫克，棒球棍瞬間揮舞擊中蚊子的速度可以達(dá)到80m/s，假設(shè)蚊子在被棒球棍擊中前在空中盤旋的速度忽略不計(jì)，被棒球棍擊中瞬間，在0.04s內(nèi)加速到與棒球棍相同的速度，加速過程近似看做勻加速，請(qǐng)同學(xué)們估算，棒球棍對(duì)蚊子的作用力多大？,二、牛頓第二定律與生活實(shí)際,【科學(xué)漫步：動(dòng)力學(xué)法測質(zhì)量問題】

10、日常生活中，質(zhì)量可以用天平來測量，但是在宇宙太空中，重力作用效果無法體現(xiàn)，天平失效。這時(shí)候我們可以用一個(gè)已知的力去推動(dòng)待測質(zhì)量物體，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后測出物體運(yùn)動(dòng)的加速度，這樣我們就可以用牛頓第二定律來計(jì)算出該物體的質(zhì)量，這就是動(dòng)力學(xué)法測質(zhì)量。 1966年曾在地球的上空完成了動(dòng)力學(xué)法測質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，用雙子星號(hào)宇宙飛船m1去接觸正在軌道上運(yùn)行且關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭組m2，接觸后，開動(dòng)雙子星號(hào)飛船的推進(jìn)器，使飛船和火箭組共同加速。已知推進(jìn)器的平均推力F等于895N，推進(jìn)器開動(dòng)時(shí)間7s，測出飛船與火箭組的速度變化量是0.91m/s，雙子星號(hào)飛船質(zhì)量已知，m1=3400kg。請(qǐng)求出火箭組質(zhì)量

11、m2？,二、牛頓第二定律與生活實(shí)際,【加速度測量儀】 日常生活中，我們發(fā)現(xiàn)在汽車中用細(xì)繩懸掛一個(gè)小球，如果汽車勻速行駛，細(xì)繩保持豎直，如果汽車加速行駛，細(xì)繩就會(huì)擺開一定的角度，汽車加速度越大，細(xì)繩擺開的角度，即與豎直方向的夾角就越大，人們利用這個(gè)現(xiàn)象制作了加速度質(zhì)量儀，如圖所示，如果某次汽車行駛過程中，加速度測量儀的細(xì)繩擺開角度為370，請(qǐng)問此時(shí)汽車的加速度多大，加速度的方向如何？汽車可能在朝哪個(gè)方向做什么運(yùn)動(dòng)？,二、牛頓第二定律與生活實(shí)際,【應(yīng)用牛頓第二定律解決動(dòng)力學(xué)問題的規(guī)范解題步驟】 1建立直線系，規(guī)定正方向。 （直線運(yùn)動(dòng)中速度、加速度、位移等運(yùn)動(dòng)學(xué)量方向均可用正負(fù)號(hào)表示。） 2運(yùn)動(dòng)

12、分析，重點(diǎn)是加速度。 3受力分析，重點(diǎn)是力的合成運(yùn)算。 （可以用平行四邊形法則，也可以用正交分解合成法） 4根據(jù)題意，運(yùn)用牛頓第二定律建立方程，聯(lián)系力與加速度。,例：光滑水平桌面上有一個(gè)物體，質(zhì)量是2kg，受到互成120o角的兩個(gè)水平方向上的力F1和F2的作用。這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體的加速度是多少？,【牛頓第二定律規(guī)范解題訓(xùn)練】, 思維體操,辨析：,裁判員： 如何判定劉翔贏了？ 解說員：為什么能提前判定劉翔 贏了？,裁判員：相同的位移所用的時(shí)間短，所以 速度快。,解說員：相同的時(shí)間，所經(jīng)過的位移大，所 以速度比較大。, 思維體操,比較下列幾種運(yùn)動(dòng)的快慢： 時(shí)

13、間相同，位移越大，運(yùn)動(dòng)越 _____ 位移相同，時(shí)間越短，運(yùn)動(dòng)越 _____ 位移不同，時(shí)間也不同，如何比？,思考,,,,單位時(shí)間內(nèi)的位移的大小來比較,比較運(yùn)動(dòng)快慢的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn):,為什么不能定義成,討論,二速度,1、速度（velocity） （1）定義：位移與時(shí)間的比值 （2）物理意義：描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量 （3）符號(hào)：v （4）定義式： （5）單位及其換算： m/s km/h,x 越大，v越大嗎？,（6）方向：物體運(yùn)動(dòng)方向,為迎接1997年香港回歸，我國新建了一條北京至香港的京九鐵路，京九鐵路全長2400Km。特快列車從北京到香港只要30h，那么列車在整個(gè)過程的運(yùn)動(dòng)快慢怎么表示呢

14、？,平均速度：描述某段時(shí)間運(yùn)動(dòng)的快慢。,意義：粗略的描述物體的運(yùn)動(dòng) 快慢程度,為什么？,,,2、平均速度與瞬時(shí)速度：,一輛自行車在第一個(gè)5秒內(nèi)位移10m，第二個(gè)5s內(nèi)位移為15m，第三個(gè)5秒內(nèi)位移為12m,請(qǐng)分別算出他在每個(gè)5s內(nèi)的平均速度以及15s內(nèi)的平均速度？,特別說明：平均速度必須指明哪段時(shí) 間（或哪段位移）內(nèi)的平 均速度。,,0.41,瞬時(shí)速度： （1）物體在某一時(shí)刻（位置）時(shí)的速度 （2）當(dāng)t非常非常小， x/ t 可看作某時(shí)刻（某位置）的瞬時(shí)速度,平均速度對(duì)應(yīng)一段時(shí)間或一段位移 瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻或一個(gè)位置,三 速度和速率,1、速率（sp

15、eed） （1）定義：瞬時(shí)速度的大小 （2）是標(biāo)量 （3）汽車的速度計(jì)顯示的是 _____ 2、常說的“速度”，可能指: “平均速度”、“瞬時(shí)速度”或“速率”,速率,平均速度、瞬時(shí)速度與速率,瞬時(shí)速度的大小叫速率（描述物體某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)快慢）,（或講“速度的大小叫速率”也對(duì)）,平均速度的大小不叫平均速率（無意義）,（描述一段時(shí)間物體運(yùn)動(dòng)快慢）,描述物體運(yùn)動(dòng)快慢（也含方向）,“一小段位移內(nèi)平均速度代替某時(shí)刻瞬時(shí)速度” 是一種近似替代的測量方法，不能說“就是”, 了解,常見物體的運(yùn)動(dòng)速度：, 頭腦風(fēng)暴,試據(jù)下圖估算：子彈穿過紙牌所用的時(shí)間, STS,交通工具的速度是不是越快越好？”,勻速直線運(yùn)動(dòng)： 瞬時(shí)速度不變的運(yùn)動(dòng) （或說速度不變的運(yùn)動(dòng)） 任意相等時(shí)間內(nèi)位移相等的運(yùn)動(dòng) 任意時(shí)間內(nèi)平均速度相等的運(yùn)動(dòng),