《牛顿第二定律》课件粤教版必修.ppt

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物理：

牛顿第二定律课件PPT（粤教版必修1）（33）连接体问题）连接体问题一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律二、突变类问题（力的瞬时性）二、突变类问题（力的瞬时性）三三、动力学的两类基本问题、动力学的两类基本问题

（2）超重与失重状态的分析）超重与失重状态的分析四、四、牛顿定律应用牛顿定律应用

（1）基本方法）基本方法（4）临界和极值问题）临界和极值问题牛顿第二定律牛顿第二定律1.内内容容：

物物体体的的加加速速度度与与所所受受合合外外力力成成正正比比，与与物物体体的的质质量量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同成反比，加速度的方向与合外力的方向相同2.公式公式：

F=ma3、对牛顿第二定律理解：

（1）F为物体所受到的合外力为物体所受到的合外力

（2）Fma中中的的m，当当对对哪哪个个物物体体受受力力分分析析，就就是是哪哪个个物物体体的的质质量量，当当对对一一个个系系统统（几几个个物物体体组组成成一一个个系系统统）做做受受力力分分析析时，如果时，如果F是系统受到的合外力，则是系统受到的合外力，则m是系统的合质量是系统的合质量（3）F与与a有有瞬瞬时时对对应应关关系系，F变变a则则变变，F大大小小变变，a则则大大小小变变，F方向变方向变a也方向变也方向变（4）Fma中中的的F与与a有有矢矢量量对对应应关关系系，a的的方方向向一一定定与与F的的方向相同。

方向相同。

（5）Fma中中，可可根根据据力力的的独独立立性性原原理理求求某某个个力力产产生生的的加加速速度，也可以求某一个方向合外力的加速度度，也可以求某一个方向合外力的加速度（6）Fma的适用范围：

宏观、低速。

的适用范围：

宏观、低速。

二、突变类问题（力的瞬时性）二、突变类问题（力的瞬时性）

（1）物物体体运运动动的的加加速速度度a与与其其所所受受的的合合外外力力F有有瞬瞬时时对对应应关关系系，每每一一瞬瞬时时的的加加速速度度只只取取决决于于这这一一瞬瞬时时的的合合外外力力，而而与与这这一一瞬瞬时时之之前前或或之之后后的的力力无无关关，不不等等于于零零的的合合外外力力作作用用的的物物体体上上，物物体体立立即即产产生生加加速速度度；若若合合外外力力的的大大小小或或方方向向改改变变，加加速速度度的的大大小小或或方方向向也也立立即即（同同时时）改改变变；若若合合外外力力变变为为零零，加加速速度度也也立立即即变变为为零零（物物体体运运动动的的加加速速度度可可以突变以突变）。

）。

二、突变类问题（力的瞬时性）二、突变类问题（力的瞬时性）

（2）中中学学物物理理中中的的“绳绳”和和“线线”，是是理理想想化化模模型型，具有如下几个特性：

具有如下几个特性：

A轻轻：

即即绳绳（或或线线）的的质质量量和和重重力力均均可可视视为为等等于于零零，同一根绳（或线）的两端及其中间各点的张为大小相等。

同一根绳（或线）的两端及其中间各点的张为大小相等。

B软软：

即即绳绳（或或线线）只只能能受受拉拉力力，不不能能承承受受压压力力（因因绳绳能能变变曲曲），绳绳与与其其物物体体相相互互间间作作用用力力的的方方向向总总是是沿沿着着绳子且朝绳收缩的方向。

绳子且朝绳收缩的方向。

C不可伸长不可伸长：

即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不：

即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不变，即绳子中的张力可以突变。

变，即绳子中的张力可以突变。

（3）中中学学物物理理中中的的“弹弹簧簧”和和“橡橡皮皮绳绳”，也也是是理理想想化化模模型，具有如下几个特性：

型，具有如下几个特性：

A轻轻：

即即弹弹簧簧（或或橡橡皮皮绳绳）的的质质量量和和重重力力均均可可视视为为等等于于零，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等。

零，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等。

B弹弹簧簧既既能能承承受受拉拉力力，也也能能承承受受压压力力（沿沿着着弹弹簧簧的的轴轴线线），橡皮绳只能承受拉力。

不能承受压力。

，橡皮绳只能承受拉力。

不能承受压力。

C、由于弹簧和橡皮绳受力时，要发生形变需要一段时间，、由于弹簧和橡皮绳受力时，要发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能发生突变。

不能发生突变。

二、突变类问题（力的瞬时性）二、突变类问题（力的瞬时性）【例例1】如如图图（a）所所示示，一一质质量量为为m的的物物体体系系于于长长度度分分别别为为L1、L2的的两两根根细细绳绳上上，L1的的一一端端悬悬挂挂在在天天花花板板上上，与与竖竖直直方方向向夹夹角角为为,L2水水平平拉拉直直，物物体体处处于于平平衡衡状状态态，现现将将L2线线剪剪断断，求求剪剪断断瞬间物体的加速度。

瞬间物体的加速度。

（2）若若将将图图a中中的的细细线线L1改改为为长长度度相相同同、质质量量不不计计的的轻轻弹弹簧簧，如如图图b所所示示，其其他他条条件件不不变变，现现将将L2线线剪剪断断，求求剪剪断断瞬瞬间物体的加速度。

间物体的加速度。

a=gsina=gtan【例例2】如如图图（a）所所示示，木木块块A、B用用轻轻弹弹簧簧相相连连，放放在在悬悬挂挂的的木木箱箱C内内，处处于于静静止止状状态态，它它们们的的质质量量之之比比是是1：

2：

3。

当当剪断细绳的瞬间，各物体的加速度大小及其方向？

剪断细绳的瞬间，各物体的加速度大小及其方向？

A的加速度为零；的加速度为零；B、C加速度相同，大小均为加速度相同，大小均为12g，方向竖直向下，方向竖直向下【例3】如图所示,小球质量为m,被三根质量不计的弹簧A、B、C拉住,弹簧间的夹角均为1200,小球平衡时,A、B、C的弹力大小之比为3：

3：

1,当剪断C瞬间,小球的加速度大小及方向可能为g/2,竖直向下;g/2,竖直向上;g/4,竖直向下;g/4,竖直向上;A、;B、;C、;D、;BCAm答案答案C.三三、动力学的两类基本问题、动力学的两类基本问题1、已已知知物物体体的的受受力力情情况况求求物物体体运运动动中中的的某某一一物物理理量量：

应应先先对对物物体体受受力力分分析析，然然后后找找出出物物体体所所受受到到的的合合外外力力，根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律求求加加速速度度a，再再根根据据运运动动学学公公式式求求运运动动中中的的某某一一物物理理量量2、已已知知物物体体的的运运动动情情况况求求物物体体所所受受到到的的某某一一个个力力：

应应先先根根据据运运动动学学公公式式求求得得加加速速度度a，再再根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律求求物物体体所所受受到到的合外力，从而就可以求出某一分力的合外力，从而就可以求出某一分力综综上上所所述述，解解决决问问题题的的关关键键是是先先根根据据题题目目中中的的已已知知条条件件求求加加速速度度a，然然后后再再去去求求所所要要求求的的物物理理量量，加加速速度度象象纽纽带带一一样样将将运动学与动力学连为一体运动学与动力学连为一体【例4】质量为m的物体放在水平地面上，受水平恒力F作用，由静止开始做匀加速直线运动，经过ts后，撤去水平拉力F，物体又经过ts停下，求物体受到的滑动摩擦力f解解析析：

物物体体受受水水平平拉拉力力F作作用用和和撤撤去去F后后都都在在水水平平面面上上运运动动，因因此此，物物体体在在运运动动时时所所受受滑滑动动磨磨擦擦力力f大大小小恒恒定定我我们们将将物物体体的的运运动动分分成成加加速速和和减减速速两两个个阶阶段段来来分分析析时时，两两段段的的加加速速度度均均可可以以用用牛牛顿顿第第二二定定律律得得出出，然然后后可可由由运运动动学学规规律律求求出出加加速速度度之之间间的的关关系系，从从而而求求解滑动摩擦力解滑动摩擦力F【例例5】如如图图所所示示，水水平平传传送送带带A、B两两端端相相距距S3.5m，工工件件与与传传送送带带间间的的动动摩摩擦擦因因数数=0.1。

工工件件滑滑上上A端端瞬瞬时时速速度度VA4m/s,达到达到B端的瞬时速度设为端的瞬时速度设为vB。

（1）若传送带不动，若传送带不动，vB多大？

多大？

（2）若传送带以速度若传送带以速度v（匀速）逆时针转动，匀速）逆时针转动，vB多大？

多大？

（3）若传送带以速度若传送带以速度v（匀速）顺时针转动，匀速）顺时针转动，vB多大？

多大？

【解析】

（1）

（2）传送带不动或逆时针转动时，到传送带不动或逆时针转动时，到B的速度的速度vB=3m/s.（3）传传送送带带顺顺时时针针转转动动时时，根根据据传传送送带带速速度度v的的大大小小，由由下下列列五五种种情况：

情况：

若若vVA，工工件件与与传传送送带带速速度度相相同同，均均做做匀匀速速运运动动，工工件件到到达达B端的速度端的速度vB=vA若若v，工工件件由由A到到B，全全程程做做匀匀加加速速运运动动，到到达达B端端的的速度速度vB=5m/s.若若vVA，工工件件由由A到到B，先先做做匀匀加加速速运运动动，当当速速度度增增加加到到传传送送带带速速度度v时时，工工件件与与传传送送带带一一起起作作匀匀速速运运动动速速度度相相同同，工件到达工件到达B端的速度端的速度vB=v.若若v时时，工工件件由由A到到B，全全程程做做匀匀减减速速运运动动，到到达达B端端的速度的速度vB=3m/s.若若vAv，工工件件由由A到到B，先先做做匀匀减减速速运运动动，当当速速度度减减小小到到传传送送带带速速度度v时时，工工件件与与传传送送带带一一起起作作匀匀速速运运动动速速度度相相同同，工工件到达件到达B端的速度端的速度vBv。

说明：

（1）解答解答“运动和力运动和力”问题的关键问题的关键是要分析清楚物是要分析清楚物体的受力情况和运动情况，弄清所给问题的物理情体的受力情况和运动情况，弄清所给问题的物理情景景

（2）审题时应注意由题给条件作必要的定性分析或）审题时应注意由题给条件作必要的定性分析或半定量分析半定量分析（3）通过此题可进一步体会到，滑动摩擦力的方向）通过此题可进一步体会到，滑动摩擦力的方向并不总是阻碍物体的运动而是阻碍物体间的相对并不总是阻碍物体的运动而是阻碍物体间的相对运动，它可能是阻力，也可能是动力运动，它可能是阻力，也可能是动力【例例6】如如图图所所示示，一一向向右右运运动动的的车车厢厢顶顶上上悬悬挂挂两两单单摆摆M和和N,它它们们只只能能在在图图所所示示平平面面内内摆摆动动，某某一一瞬瞬时时出出现现图图示示情情景景，由由此此可可知知车车厢厢的的运运动动及及两两单单摆摆相相对对车车厢厢运运动动的的可可能能情情况是（况是（）A、车厢做匀速直线运动、车厢做匀速直线运动,M在摆动，在摆动，N在静止；在静止；B、车厢做匀速直线运动、车厢做匀速直线运动,M在摆动，在摆动，N也在摆动；也在摆动；C、车厢做匀速直线运动，、车厢做匀速直线运动，M静止，静止，N在摆动；在摆动；D、车厢做匀加速直线运动、车厢做匀加速直线运动,M静止，静止，N也静止；也静止；MNAB四、四、牛顿定律应用的基本方法牛顿定律应用的基本方法由由于于物物体体的的受受力力情情况况与与运运动动状状态态有有关关，所所以以受受力力分分析析和和运运动动分分析析往往往往同同时时考考虑虑，交交叉叉进进行行，在在画画受受力力分分析析图图时时，把把所所受受的的外外力力画画在在物物体体上上（也也可可视视为为质质点点，画画在在一一点点上上），把把v0和和a的的方方向向标标在在物物体体的的旁旁边边，以以免混淆不清。

免混淆不清。

四、四、牛顿定律应用的基本方法牛顿定律应用的基本方法建立坐标系时应注意：

建立坐标系时应注意：

A如如果果物物体体所所受受外外力力都都在在同同一一直直线线上上，应应建建立立一一维维坐坐标标系系，也也就就是是选选一一个个正正方方向向就就行行了了。

如如果果物物体体所所受受外外力力在在同同一平面上，应建立二维直角坐标系。

一平面上，应建立二维直角坐标系。

B仅仅用用牛牛顿顿第第二二定定律律就就能能解解答答的的问问题题，通通常常选选加加速速度度a的的方方向向和和垂垂直直于于a的的方方向向作作为为坐坐标标轴轴的的正正方方向向，综综合合应应用用牛牛顿顿定定律律和和运运动动学学公公式式才才能能解解答答的的问问题题，通通常常选选初初速速度度V0的的方方向向和和垂垂直直于于V0的的方方向向为为坐坐标