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高一物理牛頓第二定律,高中物理實驗優質課

  • 高中物理
  • 2023-09-13

高一物理牛頓第二定律?牛頓第二運動定律只適用低速問題。解決高速問題必須使用相對論。由于牛頓動力學方程不是洛倫茲協變的,因而不能和狹義相對論相容,因此當物體做高速移動時需要修改力、速度等力學變量的定義,那么,高一物理牛頓第二定律?一起來了解一下吧。

高一物理用牛頓運動定律解決問題

在剪斷繩子的瞬間,彈簧來不及形變,所以襪慶桐彈力不變,所以的B的加速度為零,所以必然B的彈力與重力平衡,所以告坦為MBg。對于A來差祥說,受到重力和彈簧的拉力,所以為(mA+mB)g。

高中物理實驗優質課

f=Fcos37時,物體就作勻速直線運動了,而題目已知昌雹條件說了是作勻加速直線運動,Fcos37>f,才符合耐跡條件,所以應該用摩擦系數和正壓力求摩擦耐畝帆力,f=u(mg-Fsin37)

高一物理牛頓第二定律教學

先撤去東方向的一個力,向西勻加速運動運動,F=1N

a=F/m=1/1=1

s1=1/2a*t*t=0.5m

又撤去西方向罩判斗的一個力,沖攔合力為0,光滑水平面,以剛才得末速度勻物磨速向西運動,v=a*t=1m/s

S2=v*t=1m

所以則物體在第2s末

物體在西側S=S1+S2=2m處

高中物理牛頓定律典型例題

高一物理上冊必修1《牛頓第二定律》教案【一】

教學準備

教學目標

知識與技能

1.掌握牛頓第二定律的文字內容和數學公式.

2. 理解公式中各物理量的意義及相互關系.

3.知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的.

4.會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算.

過程與方法

1.通過對上節課實驗結論的總結,歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關系,進而總結出牛頓第二定律,體會大師的做法與勇氣.

2.培養學生的概括能力和分析推理能力.

情感態度與價值觀

1.滲透物理學研究如禪方法的教育.

2.認識到由實驗歸納總結物理規律是物理學研究的重要方法.

3.通過牛頓第二定律的應用能深切感受到科學源于生活并服務于生活,激發學生學習物理的興趣.

教學重難點

教學重點

牛頓第二定律的特點.

教學難點

1.牛頓第二定律的理解.

2.理解k=1時,F=ma.

教學

多媒體、板書

教學過程

一、牛頓第二定律

1.基本知識

(1)內容

物體加速度的大小跟它渣姿塵受到的作用力成正比,跟它的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.

(2)表達式

F=kma,F為物體所受的合外力,k是比例系數.

2.思考判斷

(1)牛頓第一定律是牛頓第二定律在合外力為零時的特例.(×)

(2)我們用較小的力推一個很重的箱子,箱子不動,可見牛頓第二定律不適用于較小的力.(×)

(3)加速度的方向跟作用力的方向沒必然聯系.(×)

探究交流

如圖所示的賽車,為什么它的質量比一般的小汽車質量小的多,而且還安裝一個功率很大的發動冊祥機?

【提示】為了提高賽車的靈活性,由牛頓第二定律可知,要使物體有較大的加速度,需減小其質量或增大其所受到的作用力,賽車就是通過增加發動機動力,減小車身質量來增大啟動、剎車時的加速度,從而提高賽車的機動靈活性的,這樣有益于提高比賽成績.

二、力的單位

1.基本知識

(1)國際單位

牛頓,簡稱牛,符號N.

(2)1N的定義

使質量為1 kg的物體產生1_m/s2的加速度的力叫1 N,即1 N=1 kg·m/s2.

(3)比例系數的意義

①在F=kma中,k的選取有一定的任意性.

②在國際單位制中k=1,牛頓第二定律的表達式為F=ma,式中F、m、a的單位分別為牛頓、千克、米每二次方秒.

2.思考判斷

關于牛頓第二定律表達式F=kma中的比例系數k

(1)只要力F的單位取N就等于1.(×)

(2)在國際單位制中才等于1.(√)

(3)只要加速度單位用m/s2就等于1.(×)

探究交流

在一次討論課上,甲說:“由a=Δt(Δv)可知物體的加速度a與Δv成正比,與Δt成反比”,乙說:“由a=m(F)知物體的加速度a與F成正比,與m成反比”.你認為哪一種說法是正確的?

【提示】乙的說法正確.物體的加速度的大小是由物體所受合力的大小和物體的質量共同決定的,與速度的變化量及所用時間無關.其中a=Δt(Δv)定義了加速度的大小為速度變化量與所用時間的比值,而a=m(F)則揭示了加速度取決于物體所受合力與物體的質量.

三、牛頓第二定律的幾個性質

【問題導思】

1.加速度的方向與合力的方向有什么關系?

2.作用在物體上的力發生變化時,加速度是否變化?

3.作用在物體上的各個分力也能產生加速度嗎?

牛頓第二定律揭示了加速度與力和質量的定量關系,指明了加速度大小和方向的決定因素,對牛頓第二定律,還應從以下幾個方面深刻理解.

是加速度的定義式,它給出了測量物體的加速度的方法,這是物理上用比值定義物理量的方法.

是加速度的決定式,它揭示了物體產生加速度的原因及影響物體加速度的因素.

例:如圖所示,一輛有動力驅動的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連,設在某一段時間內小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態,若忽略小球與小車間的摩擦力,則在此段時間內小車可能是()

A.向右做加速運動B.向右做減速運動

C.向左做加速運動 D.向左做減速運動

【審題指導】解答該題注意應用以下程序

力和運動關系的定性分析

根據牛頓第二定律先由受力情況分析加速度,再由加速度與速度的關系分析運動性質,即同向加速運動,反向減速運動.

四、牛頓第二定律的簡單應用

【問題導思】

1.如果物體受到力的作用,就一定有加速度嗎?

2.求物體的加速度的方法有哪些?

3.應用牛頓第二定律解題的一般步驟是什么?

應用牛頓第二定律解題的方法一般有兩種:矢量合成法和正交分解法.

1.矢量合成法:若物體只受兩個力作用時,應用平行四邊形定則求這兩個力的合力,再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物體所受合力的方向.反之,若知道加速度的方向也可應用平行四邊形定則求物體所受的合力.

2.正交分解法:當物體受多個力作用時,常用正交分解法求物體的合外力.應用牛頓第二定律求加速度,在實際應用中常將受力分解,且將加速度所在的方向選為x軸或y軸,有時也可

例:質量為m的木塊,以一定的初速度沿傾角為θ的斜面向上滑動,斜面靜止不動,木塊與斜面間的動摩擦因數為μ,如圖所示.

(1)求向上滑動時木塊的加速度的大小和方向.

(2)若此木塊滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑時木塊的加速度的大小和方向.

【審題指導】解答本題時可按以下思路進行分析:

【解析】(1)以木塊為研究對象,因木塊受到三個力的作用,故采用正交分解法求解,建立坐標系時,以加速度的方向為x軸的正方向.木塊上滑時其受力分析如圖甲所示,根據題意,加速度的方向沿斜面向下,將各個力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根據牛頓第二定律有

mgsinθ+f=ma,N-mgcosθ=0

又f=μN,聯立解得a=g(sinθ+μcosθ),方向沿斜面向下.

(2)木塊下滑時其受力分析如圖乙所示,由題意知,木塊的加速度方向沿斜面向下.根據牛頓第二定律有

mgsinθ-f′=ma′,N′-mgcosθ=0

又f′=μN′,聯立解得a′=g(sin θ-μcosθ),方向沿斜面向下.

【答案】

(1)g(sinθ+μcosθ),方向沿斜面向下

(2)g(sin θ-μcos θ),方向沿斜面向下

應用牛頓第二定律解題的一般步驟:

1.確定研究對象.

2.進行受力分析和運動狀態分析,畫出受力分析圖,明確運動性質和運動過程.

3.求出合力或加速度.

4.根據牛頓第二定律列方程求解.

五、常見力的突變

例:如圖所示,質量相等的三個物塊A、B、C,A與天花板之間、B與C之間均用輕彈簧相連,A與B之間用細繩相連,當靜止后,突然剪斷A、B間的細繩,則此瞬間A、B、C的加速度分別為(取向下為正)()

A.-g、2g、0B.-2g、2g、0

C.0、2g、0 D.-2g、g、g

【解析】剪斷細繩前,對B、C整體進行受力分析,受到總重力和細繩的拉力而平衡,故FT=2mg;再對物塊A受力分析,受到重力、細繩拉力和彈簧的拉力;剪斷細繩后,重力和彈簧的彈力不變,細繩的拉力減為零,故物塊B受到的合力等于2mg,向下,物塊A受到的合力為2mg向上,物塊C受到的力不變,合力為零,故物塊B有向下的加速度,大小為2g,物塊A具有向上的加速度,大小為2g,物塊C的加速度為零,故選B.

【答案】B

輕繩、輕桿、輕彈簧、橡皮條辨析

1.它們的共同點是:質量忽略不計,都因發生彈性形變產生彈力,同時刻內部彈力處處相等且與運動狀態無關.

2.它們的不同點是:

課后小結

這節課我們學習了

1.牛頓第二定律:F=ma.

2.牛頓第二定律具有同向性、瞬時性、同體性、獨立性.

3.牛頓第二定律解決問題的一般方法.

板書

4.3牛頓第二定律

1.內容:物體的加速度跟所受的臺力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同

2.表達式 F=ma

3.理解

(1)同向性:加速度的方向與力的方向始終一致

(2)瞬時性;加速度與力是瞬間的對應量,即同時產生、同時變化、同時消失

(3)同體性:加速度和合外力(還有質量)是同屬一個物體的

(4)獨立性:當物體受到幾個力的作用時,各力將獨立地產生與其對應的加速度,而物體表現出來的實際加速度是物體所受各力產生加速度疊加的結果。

牛頓第二定律題型總結

牛頓第二定律公式是橋梁,洞搭F=ma,公式得左邊聯系的物體的受力,右邊聯系的是物體的運動情況。因此相關的公式,左邊是有關簡敗力的:受力分析,三種常見力的公式;右邊是有關運動的:勻變速直線運動的公攔顫顫式,規律。

以上就是高一物理牛頓第二定律的全部內容,牛頓第二定律公式是橋梁,F=ma,公式得左邊聯系的物體的受力,右邊聯系的是物體的運動情況。因此相關的公式,左邊是有關力的:受力分析,三種常見力的公式;右邊是有關運動的:勻變速直線運動的公式,規律。

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