1、第三章 牛頓運動定律,3.2 牛頓第二定律,一、牛頓第二定律,內(nèi)容：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F=ma。 理解要點： （1）牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關(guān)系。對牛頓第二定律的數(shù)學表達式F合=ma，F(xiàn)合是力，ma 是力的作用效果，特別要注意不能把ma看作是力。 （2）因果關(guān)系：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因，力是因，加速度是果。,理解要點： （3）瞬時性：牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果，即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應(yīng)關(guān)系，力變加速度就變，力撤除加速度就為零，注意力的瞬間效果是加速度而不是速度。 （4）獨立性：物體所受的每一

2、個外力都可以單獨產(chǎn)生一個加速度，這也符合牛頓第二定律，這就是力的獨立作用原理。所以，我們也可以把物體所受的每個外力所對應(yīng)的加速度求出來，然后再求其合加速度。,一、牛頓第二定律,（4）獨立性： 一個物體可以同時受幾個力作用，每一個力都使物體產(chǎn)生一個效果，如同其它力不存在一樣，這就是力的獨立作用原理。力可以合成和分解，效果也可以合成和分解，其運算法則遵循平行四邊形定則。為此，合力與合效果對應(yīng)，分力與其分效果對應(yīng)，某方向的合力與這一方向的合效果對應(yīng)。對物體的運動往往看到的是合效果，在研究具體問題時，可根據(jù)受力特點求合力，讓合效果與合力對應(yīng)；也可將效果分解，讓它與某一方向上的分力對應(yīng)。,一、牛頓第二定

3、律,理解要點： （5）矢量性：牛頓第二定律F合=ma，F(xiàn)合是矢量，ma也是矢量，且ma與合的方向總是一致的。合可以進行合成與分解，ma也可以進行合成與分解。用牛頓第二定律研究二維平面或三維空間問題時，往往選擇適當?shù)淖鴺讼担ｎD第二定律的分量式為,一、牛頓第二定律,理解要點： （6）牛頓第二定律F合=ma定義了力的基本單位： 牛頓。 1牛頓1千克米/秒2 1N的物理意義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度所需的力就是1N。,一、牛頓第二定律,理解要點： （7）首先提出力是改變物體運動狀態(tài)的原因的是伽利略，動力學的奠基人是牛頓。 （8）適用范圍：牛頓運動定律只適用于宏觀、低速物體，不能用來

4、處理微觀粒子和高速物體的運動。,一、牛頓第二定律,二、決定物體運動性質(zhì)的因素,物體做什么運動是由物體所受的合外力以及它的初速度決定的。 1、當物體所受合外力與初速度平行時，物體做變速直線運動。如果合外力是恒力，則物體做勻變速直線運動。若合外力與初速度同向，則做加速直線運動；若合外力與初速度反向，則做減速直線運動 2、當物體所受合外力與初速度不平行時，物體做變速曲線運動。如果合外力是恒力，則物體做勻變速曲線運動（如平拋）。,三、單位制,選定幾個物理量作為基本物理量，它們的單位規(guī)定為基本單位，那么根據(jù)物理公式可以導出其它物理量的單位，這些稱之為導出單位，基本單位和導出單位一起組成了單位制。 國際單

5、位制中的基本單位中學里學到的有：米、千克、秒、摩爾、開、安培。,1利用牛頓運動定律進行受力分析 例1、質(zhì)量為m的人，站在自動扶梯上，已知鞋底與扶梯地面間的摩擦系數(shù)為，扶梯與水平面的傾角是。當人隨扶梯以加速度a一起上升時，人受到的摩擦力及扶梯地面對人的支持力各為多大？,四、基本應(yīng)用,1利用牛頓運動定律進行受力分析 練習1、質(zhì)量為m的物體始終靜止在斜面上，求下列情況中斜面對物體的作用力：（1）斜面向上、向下以a加速運動；（2）斜面向左以a加速運動。,四、基本應(yīng)用,四、基本應(yīng)用,1利用牛頓運動定律進行受力分析 例2、（96上海）一向右運動的車廂頂上懸掛兩單擺M和N，他們只能在如圖所示平面內(nèi)擺動。某一

6、瞬時出現(xiàn)圖示情景，由此可知車廂的運動及兩單擺相對車廂運動的可能情況是（ ） A 車廂作勻速直線運動，M在擺動，N在靜止 B 車廂作勻速直線運動，M在擺動，N也在擺動 C 車廂作勻速直線運動，M靜止，N在擺動 D 車廂作勻加速直線運動，M靜止，N也靜止,A B,四、基本應(yīng)用,1利用牛頓運動定律進行受力分析 練習2、如圖所示，在車廂內(nèi)用傾斜繩A和水平繩B同系一個小球，車廂向右作加速運動，兩繩的拉力大小分別為TA和TB?，F(xiàn)使車廂向右作加速運動的加速度增大，則兩繩拉力大小的變化情況是（ ） A TA變小 B TA不變 C TB變大 D TB不變,BC,若向左加速，則結(jié)果如何？,四、基本應(yīng)用,1利用牛頓

7、運動定律進行受力分析 例3、如圖所示，質(zhì)量M=10Kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上，動摩擦因數(shù)=0.02。在木楔的傾角為30的斜面上，有一質(zhì)量m=1.0Kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑。當滑行路程s=1.4m時，其速度v=1.4m/s，在這過程中木楔沒有動。求地面對木楔的摩擦力的大小和方向？,0.6N，水平向左,解牛頓運動定律習題中也可以用整體法和隔離法。,1利用牛頓運動定律進行受力分析 練習3、一只質(zhì)量為m的猴子，從質(zhì)量為M的豎直的竹竿上以加速度a勻加速下滑，求竹竿受到地面的作用力？,四、基本應(yīng)用,四、基本應(yīng)用,2力與運動關(guān)系的定性分析 例4、 如圖所示，如圖所示，輕彈簧下端固定在水平面上

8、。一個小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落，接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過程中，下列說法中正確的是 A小球剛接觸彈簧瞬間速度最大 B從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上 C從小球接觸彈簧到到達最低點，小球的速度先增大后減小 D從小球接觸彈簧到到達最低點，小球的加速 度先減小后增大,CD,思考:反彈時什么位置球與彈簧脫離?,(原長位置),四、基本應(yīng)用,2力與運動關(guān)系的定性分析 練習4、如圖所示彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住物體m現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體一直可以運動到B點如果物體受到的阻力恒定，則 A物體從A到O先加速后減速 B物體從A到O加

9、速運動，從O到B減速運動 C物體運動到O點時所受合力為零 D物體從A到O的過程加速度逐漸減小,A,三、基本應(yīng)用,2力與運動關(guān)系的定性分析 例題、設(shè)雨滴從很高處豎直下落，所受空氣阻力和其速度成正比，則雨滴的運動情況是（ ） A.先加速后減速，最后靜止 B.先加速后勻速 C.先加速后減速直至勻速 D.加速度逐漸變小到零,BD,三、基本應(yīng)用,2力與運動關(guān)系的定性分析 練習、一物體在幾個力的共同作用下處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)使其中向東的一個力F的值逐漸減小到零，又馬上使其恢復到原值（方向不變），則（ ） A.物體始終向西運動 B.物體先向西運動后向東運動 C.物體的加速度先增大后減小 D.物體的速度先增大后減

10、小,AC,三、基本應(yīng)用,3應(yīng)用牛頓定律解題要領(lǐng)和步驟： （1）基本題型結(jié)構(gòu)： 已知物體的受力情況，求物體的運動情況； 已知物體的運動情況，求物體的受力情況。 解題時先仔細分析物體的運動過程及這一過程中各階段物體的受力情況，然后以加速度a為橋梁，把動力學和運動學聯(lián)系起來。,三、基本應(yīng)用,3應(yīng)用牛頓定律解題要領(lǐng)和步驟： （2）仔細審題，確定研究對象，然后分析物理全過程，割析各個物理階段。 （3）正確隔離各個研究對象，進行受力分析，畫受力圖（整體、隔離分析）。要能正確和巧妙地應(yīng)用正交分解法將力和加速度做對應(yīng)分解。 （4）書寫矢量式時，以加速度的方向為矢量的正方向。 （5）解題時若方程數(shù)目不夠，還需找

11、出運動學關(guān)系或機械結(jié)構(gòu)的幾何學關(guān)系或其他附加關(guān)系。,三、基本應(yīng)用,兩類題型 【已知物體的受力情況，求物體的運動情況】 例題3、（1994上海）假設(shè)汽車緊急制動后所受到的阻力的大小與汽車所受重力的大小差不多。當汽車以20米/秒的速度行駛時，突然制動，它還能繼續(xù)滑行的距離約為（ ） （A）40米 （B）20米 （C）10米 （D）5米,B,三、基本應(yīng)用,兩類題型 【已知物體的受力情況，求物體的運動情況】 練習、（2004全國）如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細桿，a、b、c、d 位于同一圓周上， a點為圓周的最高點，d點為最低點。每根桿上都套著一個小滑環(huán)（圖中未畫出），三個滑環(huán)分

12、別從 a、b、c處釋放（初速為0），用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達d所用的時間，則（ ） （A）t1t2t3 （B）t1t2t3 （C）t3 t1t2、 （D）t1t2t3,D,三、基本應(yīng)用,兩類題型 【已知物體的受力情況，求物體的運動情況】 練習、（2007上海）如圖所示，物體從光滑斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后進入水平面（設(shè)經(jīng)過B點前后速度大小不變），最后停在C點。每隔0.2秒鐘通過速度傳感器測量物體的瞬時速度，下表給出了部分測量數(shù)據(jù)（重力加速度g10m/s2） 求：（1）斜面的傾角；（2）物體和水平面之間的動摩擦因數(shù)；（3）t0.6s時的瞬時速度v。,三、基本應(yīng)用,兩類題型

13、 【已知物體的運動情況，求物體的受力情況】 例題、（1996上海）某消防隊員從一平臺上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5m，在著地過程中地面對他雙腳的平均作用力約為（ ） （A）自身所受重力的2倍 （B）自身所受重力的5倍 （C）自身所受重力的8倍 （D）自身所受重力的10倍,B,三、基本應(yīng)用,兩類題型 【已知物體的運動情況，求物體的受力情況】 練習、（2002全國）蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目。一個質(zhì)量為60kg的運動員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運動員