高中物理人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律图文课件ppt

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牛顿第二定律(1)内容：物体的加速度跟作用力成 ，跟物体的质量成 ．(2)表达式：.(3)力的单位：当质量m的单位是、加速度a的单位是时，力F的单位就是N，即1 kg·m/s2＝1 N.
(4)物理意义：反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的瞬时对应关系．(5)牛顿第二定律的适用范围①牛顿第二定律只适用于 参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)；②牛顿第二定律只适用于物体(相对于分子、原子)、运动(远小于光速)的情况．
考点一　对牛顿第二定律的理解牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的关系，着重解决了加速度的大小、方向和决定因素的问题．对于牛顿第二定律，应从以下几方面加深理解：
【案例1】（2010·全国Ⅰ理综）如图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有（ ）
【解析】木板抽出前，由平衡条件可知弹簧被压缩产生的弹力大小为mg.木板抽出后瞬间，弹簧弹力保持不变，仍为mg.由平衡条件和牛顿第二定律可得 答案为C.【答案】C
【即时巩固1】　如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B 之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则(　　)A．a1＝a2＝0B．a1＝a，a2＝0
【解析】　首先研究整体，求出拉力F的大小F＝(m1＋m2)a.突然撤去F，以A为研究对象，由于弹簧在短时间内弹力不会发生突变，所以A物体受力不变，其加速度a1＝a.以B为研究对象，在没有撤去F时有：F－F′＝m2a，而F＝(m1＋m2)a，所以F′＝m1a.【答案】　D
考点二　应用牛顿第二定律的解题步骤1．明确研究对象．根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体．2．进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程．3．选取正方向或建立坐标系．通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向．4．求合外力F合．5．根据牛顿第二定律F合＝ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论．
【技巧提示】　(1)牛顿第二定律F＝ma在确定a与m、F的数量关系的同时，也确定了三个量间的单位关系．因为此式为矢量式，所以也确定了a和F间的方向关系．(2)应用牛顿第二定律求a时，可以先求F合，再求a；还可以先求各个力的加速度，再合成求出合加速度．
【案例2】　(2010·福建理综)质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t＝0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示．重力加速度取g＝10 m/s2，则物体在t＝0至t＝12 s这段时间的位移大小为(　　)A．18 m　　　B．54 m　　　C．72 m　　　D．198 m
【即时巩固2】　(2010·安徽理综)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v　­t图象如图所示．取g＝10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；(2)水平推力F的大小；(3)0～10 s内物体运动位移的大小．
【解析】　此题考查牛顿运动定律的应用和运动学知识．(1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt2、初速度为v20，末速度为v2t，加速度为a2，则设物体所受的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律，有Ff＝ma2，②Ff＝－μmg.③联立②③得
【答案】　(1)0.2　(2)6 N　(3)46 m
【案例3】（2011·上海高考改编）如图，质量m=2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20 m，用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2 s拉至B处.（已知cs37°=0.8,sin37°=0.6，取g=10 m/s2）（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；（2）用大小为30 N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止匀加速运动到B处，求该力作用时间t.
【解析】（1）物体做匀加速运动由牛顿第二定律F-Ff=ma,Ff=30 N-2×10 N=10 N,（2）由牛顿运动定律Fcs37°-μ（mg-Fsin37°）=ma′,
【答案】（1）0.5 （2）1.87 s
【即时巩固3】如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上减速运动，a与水平方向的夹角为θ.求人受的支持力和摩擦力.
【解析】解法1：以人为研究对象，他站在减速上升的电梯上，受到竖直向下的重力mg和竖直向上的支持力FN，还受到水平方向的静摩擦力F静，由于物体斜向下的加速度有一个水平向左的分量，故可判断静摩擦力的方向水平向左，人受力如图（a）所示，建立如图所示的坐标系，并将加速度分解为水平方向加速度ax和竖直方向加速度ay，如图（b）所示，则ax=acsθ，ay=asinθ.由牛顿第二定律得F静=max,mg-FN=may,求得F静=macsθ,FN=m(g-asinθ).
解法2：以人为研究对象，受力分析如图所示.因摩擦力F静为待求，且必沿水平方向，设为水平向右.建立如图所示坐标系，并规定正方向.根据牛顿第二定律得x方向
mgsinθ-FNsinθ-F静csθ=ma,①y方向mgcsθ+F静sinθ-FNcsθ=0.②由①②两式可解得FN=m(g-asinθ),F静=-macsθ.F静为负值，说明摩擦力的实际方向与假设方向相反，为水平向左.【答案】见解析