人教版必修1 第4章 3　牛頓第二定律 學(xué)案.doc

3牛頓第二定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.理解牛頓第二定律的內(nèi)容，及a的含義(重點(diǎn))2知道力的單位牛頓是怎樣定義的3會(huì)應(yīng)用牛頓第二定律的公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算和處理有關(guān)問題(重點(diǎn)、難點(diǎn))牛 頓 第 二 定 律1內(nèi)容物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，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表達(dá)式fkma，f為物體所受的合外力，k是比例系數(shù)1牛頓第一定律是牛頓第二定律在合外力為零時(shí)的特例()2我們用較小的力推一個(gè)很重的箱子，箱子不動(dòng)，可見牛頓第二定律不適用于較小的力()3由牛頓第二定律可知，質(zhì)量大的物體其加速度一定小()4任何情況下，物體的加速度的方向始終與它所受的合力方向一致()如圖431所示的賽車，為什么它的質(zhì)量比一般的小汽車質(zhì)量小的多，而且還安裝一個(gè)功率很大的發(fā)動(dòng)機(jī)？圖431【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(zhì)量或增大其所受到的作用力，賽車就是通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，減小車身質(zhì)量來增大啟動(dòng)、剎車時(shí)的加速度，從而提高賽車的機(jī)動(dòng)靈活性的，這樣有益于提高比賽成績探討1：靜止在光滑水平面上的重物，受到一個(gè)很小的水平推力，在力剛作用在物體上的瞬間，物體是否立即獲得了加速度？是否立即獲得了速度？【提示】力是產(chǎn)生加速度的原因，力與加速度具有同時(shí)性，故在力作用的瞬間，物體立即獲得加速度，但由vat可知，要使物體獲得速度必須經(jīng)過一段時(shí)間探討2：物體的加速度越大，速度越大嗎？【提示】不一定物體的加速度是描述物體速度變化快慢的物理量，物體的加速度越大，速度變化越快，速度不一定越大1牛頓第二定律中的六個(gè)特征因果性力是產(chǎn)生加速度的原因，只要物體所受的合力不為0，物體就具有加速度矢量性fma是一個(gè)矢量式物體的加速度方向由它受的合力方向決定，且總與合力的方向相同瞬時(shí)性加速度與合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失同體性fma中f、m、a都是對(duì)同一物體而言的獨(dú)立性作用在物體上的每一個(gè)力都產(chǎn)生加速度，物體的實(shí)際加速度是這些加速度的矢量和局限性物體的加速度是相對(duì)于慣性參考系而言的，即牛頓第二定律只適用于慣性參考系2.力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系3兩個(gè)加速度公式的區(qū)別(1)a是加速度的定義式，它給出了測(cè)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(2)a是加速度的決定式，它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素1由牛頓第二定律可知，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是當(dāng)我們用一個(gè)力推桌子沒有推動(dòng)時(shí)是因?yàn)?)a牛頓第二定律不適用于靜止的物體b桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不易覺察到c推力小于摩擦力，加速度是負(fù)值d推力、重力、地面的支持力與摩擦力的合力等于零，物體的加速度為零，所以物體仍靜止【解析】牛頓第二定律中的力應(yīng)理解為物體所受的合力用一個(gè)力推桌子沒有推動(dòng)，是由于桌子所受推力、重力、地面的支持力與摩擦力的合力等于零，物體的加速度為零，所以物體仍靜止，故選項(xiàng)d正確，選項(xiàng)a、b、c錯(cuò)誤【答案】d2如圖432，水平面上一個(gè)物體向右運(yùn)動(dòng)，將彈簧壓縮，隨后又被彈回直到離開彈簧，則該物體從接觸彈簧到離開彈簧的這個(gè)過程中，下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：57632068】圖432a若接觸面光滑，則物體加速度的大小是先減小后增大b若接觸面光滑，則物體加速度的大小是先增大后減小再增大c若接觸面粗糙，則物體加速度的大小是先減小后增大d若接觸面粗糙，則物體加速度的大小是先增大后減小再增大【解析】若接觸面光滑，則物體是在剛接觸彈簧時(shí)速度最大，加速度為零，隨著向右將彈簧壓縮，彈簧的彈力增大，則加速度一直增大，直至物體速度減小到零，然后物體反向運(yùn)動(dòng)，反向過程是向右運(yùn)動(dòng)的逆過程，故向左運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度逐漸減小，即若接觸面光滑，則物體加速度的大小是先增加后減小，故a、b錯(cuò)誤；若接觸面粗糙，設(shè)彈簧壓縮量為x，彈力和摩擦力方向均向左：kxmgma，x增大則a一直增大，直至速度減小到零，當(dāng)物體反向向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，kxmgma，x減小，則加速度減小，當(dāng)kxmg時(shí)，加速度減小到零，之后kxmg，加速度開始反向增大，即若接觸面粗糙，則物體加速度的大小是先增大后減小再增大，d正確，c錯(cuò)誤【答案】d3(多選)如圖433所示，一輛有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)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(shè)在某一段時(shí)間內(nèi)小球與小車相對(duì)靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在此段時(shí)間內(nèi)小車可能是()圖433a向右做加速運(yùn)動(dòng)b向右做減速運(yùn)動(dòng)c向左做加速運(yùn)動(dòng)d向左做減速運(yùn)動(dòng)【解析】小球所受到的合外力等于彈簧對(duì)小球的彈力fn，方向水平向右，由牛頓第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，由于小球與小車相對(duì)靜止，所以小車具有向右的加速度由于小車的速度方向可能向左，也可能向右，故小車可能向右加速運(yùn)動(dòng)或向左減速運(yùn)動(dòng)【答案】ad處理力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系類問題的思路分析物體的受力情況求合力由牛頓第二定律求物體的加速度將初速度與加速度相結(jié)合判斷物體速度的變化情況力 的 單 位 和 求 解 瞬 時(shí) 加 速 度 問 題1力的國際單位牛頓，簡稱牛，符號(hào)n21 n的定義使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力叫1 n，即1 n1 kgm/s23比例系數(shù)的意義(1)在fkma中，k的選取有一定的任意性(2)在國際單位制中k1，牛頓第二定律的表達(dá)式為fma，式中f、m、a的單位分別為牛頓、千克、米每二次方秒1只要力的單位取n，fkma的k就等于1.()2只要加速度的單位為m/s2，fkma中的k就等于1.()31 n的力可以使質(zhì)量為1 kg的物體，產(chǎn)生1 m/s2的加速度()在應(yīng)用公式fma進(jìn)行計(jì)算時(shí)，若f的單位為n，m的單位為g是否可以？【提示】不可以公式中的各量必須用國際單位若不用，公式中的比例系數(shù)就不再等于1.瞬時(shí)加速度決定于什么因素？如何分析？【提示】物體在某時(shí)刻的瞬時(shí)加速度由合外力決定，當(dāng)物體受力發(fā)生變化時(shí)，其加速度也同時(shí)發(fā)生變化分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定物體所受的力中，哪些力發(fā)生了變化，哪些力沒有發(fā)生變化，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度輕繩、輕桿、輕彈簧、橡皮條四類模型的比較1四類模型的共同點(diǎn)質(zhì)量忽略不計(jì)，都因發(fā)生彈性形變產(chǎn)生彈力，同時(shí)刻內(nèi)部彈力處處相等且與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)2四類模型的不同點(diǎn)彈力表現(xiàn)形式彈力方向彈力能否突變輕繩拉力沿繩收縮方向能彈力表現(xiàn)形式彈力方向彈力能否突變輕桿拉力、支持力不確定能輕彈簧拉力、支持力沿彈簧軸線不能橡皮條拉力沿橡皮條收縮方向不能4細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球?qū)⒆蠖斯潭ㄔ趬ι系妮p彈簧壓縮(小球與彈簧不連接)，小球靜止時(shí)彈簧在水平位置，如圖434所示將細(xì)繩燒斷后，下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：57632069】圖434a小球立即開始做自由落體運(yùn)動(dòng)b小球離開彈簧后做平拋運(yùn)動(dòng)c小球運(yùn)動(dòng)的加速度先比重力加速度小，后來和重力加速度相等d小球離開彈簧后做勻變速運(yùn)動(dòng)【解析】將細(xì)繩燒斷后，小球受到球的重力和彈簧的彈力的共同的作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，所以不是自由落體運(yùn)動(dòng)，故a錯(cuò)誤平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是只受重力的作用，由a的分析可知，小球并不是平拋運(yùn)動(dòng)，所以b錯(cuò)誤小球受到球的重力和彈簧的彈力的共同的作用，合力斜向右下方，并且大于重力的大小，所以開始時(shí)加速度的大小要比重力加速度大，故c錯(cuò)誤小球離開彈簧后，只受到重力的作用，所以是勻變速運(yùn)動(dòng)，故d正確【答案】d5(多選)如圖435所示，a、b兩物塊質(zhì)量均為m，用一輕彈簧相連，將a用長度適當(dāng)?shù)妮p繩懸掛于天花板上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，b物塊恰好與水平桌面接觸，此時(shí)輕彈簧的伸長量為x，現(xiàn)將懸繩剪斷，則()圖435a懸繩剪斷瞬間a物塊的加速度大小為2gb懸繩剪斷瞬間a物塊的加速度大小為gc懸繩剪斷后a物塊向下運(yùn)動(dòng)距離2x時(shí)速度最大d懸繩剪斷后a物塊向下運(yùn)動(dòng)距離x時(shí)加速度最小【解析】剪斷懸繩前，對(duì)b受力分析，b受到重力和彈簧的彈力，知彈力fmg.剪斷瞬間，對(duì)a分析，a的合力為f合mgf2mg，根據(jù)牛頓第二定律，得a2g.故a正確，b錯(cuò)誤彈簧開始處于伸長狀態(tài)，彈力fmgkx.當(dāng)向下壓縮，mgfkx時(shí)，速度最大，xx，所以下降的距離為2x.故c正確，d錯(cuò)誤【答案】ac6(多選)如圖436所示，質(zhì)量為m的球與彈簧和水平細(xì)線相連，、的另一端分別固定于p、q.當(dāng)球靜止時(shí)，中拉力大小為ft1，中拉力大小為ft2，當(dāng)僅剪斷、中的一根的瞬間，球的加速度a應(yīng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：57632070】圖436a若剪斷，則ag，豎直