2022版新教材高中物理5.3牛頓第二運動定律課件魯科版必修1

1、第3節(jié)牛頓第二運動定律一、牛頓第二定律一、牛頓第二定律1.1.內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的_成正成正比，跟它的質(zhì)量成比，跟它的質(zhì)量成_，加速度的方向跟作用力的方，加速度的方向跟作用力的方向向_。合外力合外力反比反比一樣一樣2.2.公式：公式：F=_F=_，F(xiàn) F指物體所受的合外力；當(dāng)各物理量指物體所受的合外力；當(dāng)各物理量的單位都取國際單位時，的單位都取國際單位時，k=1k=1，F(xiàn)=maF=ma。3.3.力的國際單位：牛頓，簡稱力的國際單位：牛頓，簡稱_，符號，符號N N?！?“1牛頓牛頓的定義：使質(zhì)量的定義：使質(zhì)量1 kg1 kg的物體產(chǎn)生的物體產(chǎn)生1 m/

2、s21 m/s2的加速度的力的加速度的力叫作叫作1 N1 N。kmakma牛牛二、合外力、加速度、速度的關(guān)系二、合外力、加速度、速度的關(guān)系1.1.力與加速度為因果關(guān)系：力是因，加速度是果，只力與加速度為因果關(guān)系：力是因，加速度是果，只要物體所受合外力不為零，就會產(chǎn)生加速度，加速度要物體所受合外力不為零，就會產(chǎn)生加速度，加速度與合外力方向總與合外力方向總_，大小與合外力成，大小與合外力成_。2.2.力與速度無因果關(guān)系：合外力與速度方向可以相力與速度無因果關(guān)系：合外力與速度方向可以相同，可以相反，合外力與速度同，可以相反，合外力與速度_時，物體做加速運時，物體做加速運動，動，_時物體做減速運動。時

3、物體做減速運動。一樣一樣正比正比同向同向反向反向3.a= 3.a= 與與a= a= 的區(qū)別：的區(qū)別：a= a= 是加速度的定義式，是是加速度的定義式，是_法定義的物理量，法定義的物理量，a a與與v v、vv、tt均均_；而；而a= a= 是加速度的決定式，是加速度的決定式，加速度由其所受的合外力和質(zhì)量決定。加速度由其所受的合外力和質(zhì)量決定。vtFmFm比值比值無關(guān)無關(guān)vt一認(rèn)識牛頓第二定律一認(rèn)識牛頓第二定律1.1.牛頓第二定律的適用范圍：牛頓第二定律的適用范圍：適用于慣性參考系和宏觀物體適用于慣性參考系和宏觀物體2.2.牛頓第二定律的牛頓第二定律的“四性：四性：(1)(1)瞬時性：瞬時性：a

4、 a與與F F同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失，為同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失，為瞬時對應(yīng)關(guān)系；瞬時對應(yīng)關(guān)系；(2)(2)矢量性：矢量性：F=maF=ma是矢量表達式，任一時刻是矢量表達式，任一時刻a a的方向均的方向均與合外力的方向一致，當(dāng)合外力方向變化時與合外力的方向一致，當(dāng)合外力方向變化時a a的方向同的方向同時變化，即時變化，即a a與與F F的方向在任何時刻均一樣；的方向在任何時刻均一樣；(3)(3)同體性：公式同體性：公式F=maF=ma中各物理量都是針對同一物體；中各物理量都是針對同一物體；(4)(4)獨立性：當(dāng)物體同時受到幾個力作用時，各力都滿獨立性：當(dāng)物體同時受到幾個力作用時，各

5、力都滿足足F=maF=ma，每個力都會產(chǎn)生一個加速度，這些加速度的，每個力都會產(chǎn)生一個加速度，這些加速度的矢量和即為物體的加速度。矢量和即為物體的加速度?！舅伎妓伎加懻撚懻摗扛鶕?jù)牛頓第二定律可知，只要有力就可根據(jù)牛頓第二定律可知，只要有力就可以產(chǎn)生加速度，在地面上停著一輛汽車，以產(chǎn)生加速度，在地面上停著一輛汽車，你使出全部力氣也不能使汽車做加速運動，這與牛頓你使出全部力氣也不能使汽車做加速運動，這與牛頓第二定律矛盾嗎？為什么？第二定律矛盾嗎？為什么？( (物理觀念物理觀念) )提示：提示：不矛盾；你作用在汽車上的力僅是汽車所受多不矛盾；你作用在汽車上的力僅是汽車所受多力中的一個，不是汽車的合外

6、力。力中的一個，不是汽車的合外力?！镜淅痉丁俊镜淅痉丁恳韵聦εｎD第二定律的表達式以下對牛頓第二定律的表達式F=maF=ma及其變形公式的理及其變形公式的理解，正確的選項是解，正確的選項是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號( () )A.A.由由F=maF=ma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成正比比，與物體的加速度成正比B.B.由由m= m= 可知，物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比，可知，物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比，與運動的加速度成反比與運動的加速度成反比C.C.由由a= a= 可知，物體的加速度與其所受合外力成正可知，物體的加速度

7、與其所受合外力成正比，與其質(zhì)量成反比比，與其質(zhì)量成反比D.D.由由m= m= 可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受的拉力求出和它所受的拉力求出FaFmFa【解析解析】選選C C。物體受到的合力由各個分力決定，物體。物體受到的合力由各個分力決定，物體的質(zhì)量由物體本身決定，加速度由力和質(zhì)量決定，由的質(zhì)量由物體本身決定，加速度由力和質(zhì)量決定，由此可知，選項此可知，選項C C正確。正確。【素養(yǎng)訓(xùn)練】【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(1.(多項選擇多項選擇) )對牛頓第二定律的理解，正確的選項是對牛頓第二定律的理解，正確的選項是( () )A.A.如果一個物體同時受到兩個

8、力的作用，那么這兩個如果一個物體同時受到兩個力的作用，那么這兩個力各自產(chǎn)生的加速度互不影響力各自產(chǎn)生的加速度互不影響B(tài).B.如果一個物體同時受到幾個力的作用，那么這個物如果一個物體同時受到幾個力的作用，那么這個物體的加速度等于所受各力單獨作用在物體上時產(chǎn)生加體的加速度等于所受各力單獨作用在物體上時產(chǎn)生加速度的矢量和速度的矢量和C.C.物體所受合外力發(fā)生突變時，物體的加速度可能不物體所受合外力發(fā)生突變時，物體的加速度可能不變變D.D.物體的質(zhì)量與物體所受的合力成正比，與物體的加物體的質(zhì)量與物體所受的合力成正比，與物體的加速度成反比速度成反比 【解析】選【解析】選A A、B B。根據(jù)牛頓第二定律的

9、獨立性可知，。根據(jù)牛頓第二定律的獨立性可知，如果一個物體受到兩個力的作用，那么這兩個加速度互如果一個物體受到兩個力的作用，那么這兩個加速度互不影響，不影響，A A正確；根據(jù)牛頓第二定律的對應(yīng)性可知，如正確；根據(jù)牛頓第二定律的對應(yīng)性可知，如果一個物體受到幾個力的作用，那么合加速度等于合力果一個物體受到幾個力的作用，那么合加速度等于合力產(chǎn)生的加速度，合力等于各個力的矢量和，每個力都產(chǎn)生的加速度，合力等于各個力的矢量和，每個力都會產(chǎn)生加速度，合加速度等于各力單獨作用在物體上會產(chǎn)生加速度，合加速度等于各力單獨作用在物體上時產(chǎn)生的加速度的矢量和，時產(chǎn)生的加速度的矢量和，B B正確；根據(jù)牛頓第二定律正確；

10、根據(jù)牛頓第二定律的瞬時性可知，當(dāng)物體所受合外力發(fā)生變化時，物體的瞬時性可知，當(dāng)物體所受合外力發(fā)生變化時，物體的加速度一定變化，的加速度一定變化，C C錯誤；物體的質(zhì)量是構(gòu)成物體物錯誤；物體的質(zhì)量是構(gòu)成物體物質(zhì)的多少，與物體的受力及運動狀態(tài)無關(guān)，質(zhì)的多少，與物體的受力及運動狀態(tài)無關(guān)，D D錯誤。應(yīng)錯誤。應(yīng)選選A A、B B。2.(2.(多項選擇多項選擇) )力力F1F1作用在物體上產(chǎn)生的加速度作用在物體上產(chǎn)生的加速度a1=3 a1=3 m/s2m/s2，力，力F2F2作用于該物體產(chǎn)生的加速度作用于該物體產(chǎn)生的加速度a2=4 m/s2a2=4 m/s2，那，那么么F1F1和和F2F2同時作用在該物

11、體上，產(chǎn)生的加速度的大小同時作用在該物體上，產(chǎn)生的加速度的大小可能為可能為( () )A.7 m/s2A.7 m/s2B.5 m/s2B.5 m/s2C.1 m/s2C.1 m/s2D.8 m/s2D.8 m/s2【解析解析】選選A A、B B、C C。加速度。加速度a a1 1、a a2 2的方向不確定，故的方向不確定，故合加速度合加速度a a的范圍為的范圍為|a|a1 1-a-a2 2|aa|aa1 1+a+a2 2，故，故A A、B B、C C 符符合題意。合題意?！狙a償訓(xùn)練】【補償訓(xùn)練】1.(1.(多項選擇多項選擇) )對牛頓第二定律的理解正確的選項是對牛頓第二定律的理解正確的選項是(

12、 () )A.A.由由F=maF=ma可知，可知，F(xiàn) F與與a a成正比，成正比，m m與與a a成反比成反比B.B.牛頓第二定律說明當(dāng)物體有加速度時，物體才受到牛頓第二定律說明當(dāng)物體有加速度時，物體才受到外力的作用外力的作用C.C.加速度的方向總跟合外力的方向一致加速度的方向總跟合外力的方向一致D.D.當(dāng)外力停頓作用時，加速度隨之消失當(dāng)外力停頓作用時，加速度隨之消失【解析】選【解析】選C C、D D。雖然。雖然F=maF=ma表示牛頓第二定律，但表示牛頓第二定律，但F F與與a a無關(guān)，因無關(guān)，因a a是由是由m m和和F F共同決定的，即共同決定的，即a a 且且a a與與F F同同時產(chǎn)生

13、、同時消失、同時存在、同時改變；時產(chǎn)生、同時消失、同時存在、同時改變；a a與與F F的方的方向永遠一樣。綜上所述，可知選項向永遠一樣。綜上所述，可知選項A A、B B錯誤，錯誤，C C、D D正正確。確。Fm，2.(2.(多項選擇多項選擇) )初始時刻靜止在光滑水平面上的物體，初始時刻靜止在光滑水平面上的物體，受到一個逐漸減小的水平力的作用，那么這個物體的受到一個逐漸減小的水平力的作用，那么這個物體的運動情況為運動情況為( () )A.A.速度不斷增大，但增加得越來越慢速度不斷增大，但增加得越來越慢B.B.加速度不斷增大，速度不斷減小加速度不斷增大，速度不斷減小C.C.加速度不斷減小，速度不

14、斷增大加速度不斷減小，速度不斷增大D.D.加速度不變，速度先減小后增大加速度不變，速度先減小后增大【解析】選【解析】選A A、C C。物體水平方向受一個逐漸減小的力。物體水平方向受一個逐漸減小的力，由牛頓第二定律可知，物體的加速度逐漸減小，但，由牛頓第二定律可知，物體的加速度逐漸減小，但是加速度的方向與物體運動的方向一樣，所以物體的是加速度的方向與物體運動的方向一樣，所以物體的速度一直在增加，只是增加得越來越慢，綜上所述速度一直在增加，只是增加得越來越慢，綜上所述A A、C C正確，正確，B B、D D錯誤。應(yīng)選錯誤。應(yīng)選A A、C C。二牛頓第二定律的簡單應(yīng)用二牛頓第二定律的簡單應(yīng)用1.1.

15、解題步驟：解題步驟：(1)(1)確定研究對象。確定研究對象。(2)(2)進展受力分析和運動分析，作出受力和運動示意圖進展受力分析和運動分析，作出受力和運動示意圖。(3)(3)求合外力求合外力F F或加速度或加速度a a。(4)(4)根據(jù)根據(jù)F=maF=ma列方程求解。列方程求解。2.2.解題方法：解題方法：(1)(1)矢量合成法：物體只受兩個力，應(yīng)用平行四邊形定矢量合成法：物體只受兩個力，應(yīng)用平行四邊形定那么求解二力的合力，加速度方向與合力方向一樣；那么求解二力的合力，加速度方向與合力方向一樣；(2)(2)正交分解法：物體受多個力時，常用正交分解法求正交分解法：物體受多個力時，常用正交分解法求

16、物體的合外力。物體的合外力。【思考【思考討論】討論】工人師傅用工人師傅用F F的水平推力去推質(zhì)量為的水平推力去推質(zhì)量為M M的的平板車，平板車上裝載質(zhì)量為平板車，平板車上裝載質(zhì)量為m m的貨物，的貨物，貨物和平板車保持相對靜止，平板車行進過程中受到貨物和平板車保持相對靜止，平板車行進過程中受到的阻力恒為的阻力恒為“車重的倍，如何求解平板車的加速車重的倍，如何求解平板車的加速度和平板車與貨物之間的摩擦力？度和平板車與貨物之間的摩擦力？ ( (科學(xué)思維科學(xué)思維) )提示：提示：二者相對靜止，具有共同加速度，取整體為研二者相對靜止，具有共同加速度，取整體為研究對象，通過受力分析求出整體合力，除以整體

17、質(zhì)量究對象，通過受力分析求出整體合力，除以整體質(zhì)量，得到整體加速度，也就得到平板車的加速度；用貨，得到整體加速度，也就得到平板車的加速度；用貨物質(zhì)量乘以貨物加速度得到貨物所受合外力，等于平物質(zhì)量乘以貨物加速度得到貨物所受合外力，等于平板車和貨物之間的摩擦力，從而求解。板車和貨物之間的摩擦力，從而求解。【典例示范】【典例示范】如下圖，水平地面上有一質(zhì)量如下圖，水平地面上有一質(zhì)量M=3 kgM=3 kg的小車，在車廂頂端用一細線懸掛一質(zhì)的小車，在車廂頂端用一細線懸掛一質(zhì)量量m=1 kgm=1 kg的小球，某時刻起給小車施加的小球，某時刻起給小車施加一水平恒力一水平恒力F F，穩(wěn)定后，懸掛小球的細線

18、偏離豎直方向，穩(wěn)定后，懸掛小球的細線偏離豎直方向3737角，球和車廂相對靜止。角，球和車廂相對靜止。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(1)(1)如果地面是光滑的，求解車廂運動的加速度并說明如果地面是光滑的，求解車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況；車廂的運動情況；(2)(2)求懸線對小球拉力的大小。求懸線對小球拉力的大小。【解析解析】方法一：合成法方法一：合成法(1)(1)由于車廂沿水平方向運動，所以小球有水平方向的由于車廂沿水平方向運動，所以小球有水平方向的加速度，所受合力加速度，所受合力F F沿水平方向，選小球為研究對象，沿水平方向，選小球為研究對象，進展受力分析。進展受力分析。由幾何關(guān)系可得

19、由幾何關(guān)系可得F=mgtan F=mgtan 小球的加速度小球的加速度a= =gtan =7.5 m/s2a= =gtan =7.5 m/s2，方向向右。，方向向右。那么車廂做向右的勻加速直線運動或向左的勻減速直線那么車廂做向右的勻加速直線運動或向左的勻減速直線運動。運動。Fm(2)(2)懸線對球的拉力大小為懸線對球的拉力大小為F FT T= N=12.5 N= N=12.5 N。mg1 10cos0.8 N方法二：正交分解法方法二：正交分解法以水平向右為以水平向右為x x軸正方向建立坐標(biāo)系，并將懸線對小球軸正方向建立坐標(biāo)系，并將懸線對小球的拉力的拉力FTFT正交分解。正交分解。那么沿水平方向

20、有那么沿水平方向有FTsin =maFTsin =ma豎直方向有豎直方向有FTcos -mg=0FTcos -mg=0聯(lián)立解得聯(lián)立解得a=7.5 m/s2a=7.5 m/s2，F(xiàn)T=12.5 NFT=12.5 N且加速度方向向右，故車廂做向右的勻加速直線運動且加速度方向向右，故車廂做向右的勻加速直線運動或向左的勻減速直線運動?；蛳蜃蟮膭驕p速直線運動。答案：答案：(1)7.5 m/s(1)7.5 m/s2 2，方向向右車廂做向右的勻加速，方向向右車廂做向右的勻加速直線運動或向左的勻減速直線運動直線運動或向左的勻減速直線運動(2)12.5 N(2)12.5 N【母題追問】【母題追問】1.1.在【典

21、例示范】情境下，小車與地面之間存在摩擦在【典例示范】情境下，小車與地面之間存在摩擦，且摩擦因數(shù)，依然給小車施加與【典例示范】情況，且摩擦因數(shù)，依然給小車施加與【典例示范】情況一樣的外力一樣的外力F F。(1)(1)求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況；求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況；(2)(2)懸線與豎直線夾角的正切值。懸線與豎直線夾角的正切值。( (科學(xué)推理科學(xué)推理) )【解析解析】(1)(1)通過通過【典例示范典例示范】可知，車廂及小球的加可知，車廂及小球的加速度為速度為a=7.5 m/sa=7.5 m/s2 2，所以施加的外力，所以施加的外力F=(m+M)a=30 NF=(m+

22、M)a=30 N當(dāng)小車與地面之間存在摩擦?xí)r，摩擦力當(dāng)小車與地面之間存在摩擦?xí)r，摩擦力f=Ff=FN N=(M+m)g=10 N=(M+m)g=10 N整體所受合外力整體所受合外力F F合合=F-f=20 N=F-f=20 N整體加速度整體加速度a= =5 m/s2a= =5 m/s2車廂與小球運動狀態(tài)一樣，即向右做加速度大小為車廂與小球運動狀態(tài)一樣，即向右做加速度大小為5 m/s25 m/s2的勻加速直線運動，或向左做加速度大小為的勻加速直線運動，或向左做加速度大小為5 m/s25 m/s2的勻減速直線運動。的勻減速直線運動。FMm合(2)(2)對小球進展受力分析，設(shè)懸線與豎直線的夾角為對小球

23、進展受力分析，設(shè)懸線與豎直線的夾角為F FT Tcos=mgcos=mgF FT Tsin=masin=ma兩式聯(lián)立解得兩式聯(lián)立解得tan= tan= 答案：答案：(1)5 m/s(1)5 m/s2 2，方向向右車廂做向右的勻加速直，方向向右車廂做向右的勻加速直線運動或向左的勻減速直線運動線運動或向左的勻減速直線運動(2) (2) 12122.2.請依據(jù)【典例示范】中情境，小車與地面摩擦因數(shù)請依據(jù)【典例示范】中情境，小車與地面摩擦因數(shù)時，仍要使懸線與豎直線的夾角為時，仍要使懸線與豎直線的夾角為3737，那么作用在，那么作用在小車上的力多大？小車上的力多大？( (科學(xué)探究科學(xué)探究) )【解析解析

24、】通過通過【典例示范典例示范】可知，小車的加速度可知，小車的加速度a=a=7.5 m/s7.5 m/s2 2，且小車與地面的摩擦力，且小車與地面的摩擦力f=Ff=FN N=(M+m)g=(M+m)g=10 N10 N，故作用在小車上的力應(yīng)該為，故作用在小車上的力應(yīng)該為F=(m+M)a+f=40 NF=(m+M)a+f=40 N答案：答案：40 N40 N【補償訓(xùn)練】【補償訓(xùn)練】1.1.自制一個加速度計，其構(gòu)造是：一根輕桿，下端固自制一個加速度計，其構(gòu)造是：一根輕桿，下端固定一個小球，上端裝在水平軸定一個小球，上端裝在水平軸O O上，桿可在豎直平面內(nèi)上，桿可在豎直平面內(nèi)左右擺動，用白硬紙作為外表

25、，放在桿擺動的平面上左右擺動，用白硬紙作為外表，放在桿擺動的平面上，并刻上刻度，可以直接讀出加速度的大小和方向。，并刻上刻度，可以直接讀出加速度的大小和方向。使用時，加速度計右端朝汽車前進的方向，如下圖，使用時，加速度計右端朝汽車前進的方向，如下圖，g g取取9.8 m/s29.8 m/s2。(1)(1)硬紙上刻度線硬紙上刻度線b b在經(jīng)過在經(jīng)過O O點的豎直線上，那么在點的豎直線上，那么在b b處處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少？應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少？(2)(2)刻度線刻度線c c和和O O點的連線與點的連線與ObOb的夾角為的夾角為3030，那么，那么c c處處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少？應(yīng)標(biāo)的加速

26、度數(shù)值是多少？(3)(3)刻度線刻度線d d和和O O點的連線與點的連線與ObOb的夾角為的夾角為4545。在汽車前。在汽車前進時，假設(shè)輕桿穩(wěn)定地指在進時，假設(shè)輕桿穩(wěn)定地指在d d處，那么處，那么0.5 s0.5 s內(nèi)汽車速內(nèi)汽車速度變化了多少？度變化了多少？【解析解析】(1)(1)當(dāng)輕桿與當(dāng)輕桿與ObOb重合時，小球所受合力為重合時，小球所受合力為0 0，其加速度為其加速度為0 0，車的加速度亦為，車的加速度亦為0 0，故，故b b處應(yīng)標(biāo)的加速度處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值為數(shù)值為0 0。(2)(2)方法一：合成法方法一：合成法當(dāng)輕桿與當(dāng)輕桿與OcOc重合時，以小球為研究對象，受力分析如重合時，以小球

27、為研究對象，受力分析如圖所示。根據(jù)力的合成的平行四邊形定那么和牛頓第二圖所示。根據(jù)力的合成的平行四邊形定那么和牛頓第二定律得定律得mgtan =ma1mgtan =ma1，解得，解得a1=gtan =9.8a1=gtan =9.8 m/s2 m/s25.66 m/s25.66 m/s2。33方法二：正交分解法方法二：正交分解法建立直角坐標(biāo)系，并將輕桿對小球的拉力正交分解，建立直角坐標(biāo)系，并將輕桿對小球的拉力正交分解，如下圖。那么沿水平方向有：如下圖。那么沿水平方向有：Fsin =maFsin =ma，豎直方向有：豎直方向有：Fcos -mg=0Fcos -mg=0聯(lián)立以上兩式可解得小球的加速度

28、聯(lián)立以上兩式可解得小球的加速度a5.66 m/sa5.66 m/s2 2，方，方向水平向右，即向水平向右，即c c處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值為處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值為5.66 m/s5.66 m/s2 2。(3)(3)假設(shè)輕桿與假設(shè)輕桿與OdOd重合，同理可得重合，同理可得mgtan 45mgtan 45=ma2=ma2，解得解得a2=gtan 45a2=gtan 45=9.8 m/s2=9.8 m/s2，方向水平向左，與速度，方向水平向左，與速度方向相反，所以在方向相反，所以在0.5 s0.5 s內(nèi)汽車速度應(yīng)減少，減少量為內(nèi)汽車速度應(yīng)減少，減少量為v=a2t=9.8v=a2t=9.80.5 m/s=4.

29、9 m/s0.5 m/s=4.9 m/s。答案：答案：(1)0(1)0(2)5.66 m/s2(2)5.66 m/s2(3)(3)減少了減少了4.9 m/s4.9 m/s2.2.如下圖，質(zhì)量為如下圖，質(zhì)量為m m的物體受到與水平面成的物體受到與水平面成角的向下角的向下的推力的推力F F作用，恰能在水平面上做勻速直線運動；現(xiàn)將作用，恰能在水平面上做勻速直線運動；現(xiàn)將力力F F方向改為水平，大小不變，仍作用在這個物體上，方向改為水平，大小不變，仍作用在這個物體上，求此時物體運動的加速度。求此時物體運動的加速度。( (重力加速度為重力加速度為g)g)【解析解析】斜向下推物體時，對物體受力分析如圖甲：

30、斜向下推物體時，對物體受力分析如圖甲：水平方向上：水平方向上：Fcos =fFcos =f豎直方向上：豎直方向上：N=Fsin +mgN=Fsin +mg而而f=Nf=N，聯(lián)立以上三式解得，聯(lián)立以上三式解得= = 水平推物體時，對物體受力分析如圖乙水平推物體時，對物體受力分析如圖乙FcosFsinmg由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：F-mg=maF-mg=ma所以所以a= a= 答案：答案： FmgFFgcosmmFsinmgFFgcosmFsinmg三瞬時加速度問題三瞬時加速度問題1.1.問題特點：問題特點：加速度加速度a a與合外力與合外力F F存在著瞬時對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)分析物體存在著瞬時

31、對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)分析物體在某一時刻的瞬時加速度時，關(guān)鍵分析清楚該時刻物在某一時刻的瞬時加速度時，關(guān)鍵分析清楚該時刻物體的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求解瞬體的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求解瞬時加速度。時加速度。2.2.兩種根本模型：兩種根本模型：(1)(1)剛性繩剛性繩( (或接觸面或接觸面) )模型：這種不發(fā)生明顯形變就能模型：這種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷產(chǎn)生彈力的物體，剪斷( (或脫離或脫離) )后，彈力立即消失或后，彈力立即消失或改變，形變恢復(fù)幾乎不需要時間；改變，形變恢復(fù)幾乎不需要時間；(2)(2)彈簧彈簧( (或橡皮繩或橡皮繩) )模型：此種物體的特點是形

32、變量大模型：此種物體的特點是形變量大，形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力大，形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力大小往往可以看成不變的。小往往可以看成不變的。【思考思考討論討論】兩位小朋友各拿剛性繩的一端，用力向相反的方向拽兩位小朋友各拿剛性繩的一端，用力向相反的方向拽，當(dāng)其中一位小朋友松手后，繩子能否打到另一位小，當(dāng)其中一位小朋友松手后，繩子能否打到另一位小朋友？如果換作彈性繩呢？為什么？朋友？如果換作彈性繩呢？為什么？( (物理思維物理思維) )提示：提示：剛性繩不會打到對方，松手瞬間，繩子上面的剛性繩不會打到對方，松手瞬間，繩子上面的力突變，瞬間消失，彈性繩可以打到對方，彈

33、性繩有力突變，瞬間消失，彈性繩可以打到對方，彈性繩有明顯的形變，當(dāng)松手后，松手的那端在彈力作用下有明顯的形變，當(dāng)松手后，松手的那端在彈力作用下有一加速度，進而產(chǎn)生速度，運動到另一端，從而打到一加速度，進而產(chǎn)生速度，運動到另一端，從而打到對方。對方。【典例示范】【典例示范】兩個質(zhì)量均為兩個質(zhì)量均為m m的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)，如下圖?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩態(tài)，如下圖?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩OAOA，讓小球下落，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球A A、B B的加速度分別用的加速度分別用a1a1和和a2a2表示，那么表示，那么世紀(jì)金

34、榜導(dǎo)學(xué)號世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號( () )1 1=g=ga a2 2=g=g1 1=0=0a a2 2=2g=2g1 1=g=ga a2121=2g=2ga a2 2=0=0【解析解析】選選A A。由于細繩張力可以突變，故剪斷。由于細繩張力可以突變，故剪斷OAOA后小后小球球A A、B B只受重力，其加速度只受重力，其加速度a a1 1=a=a2 2=g=g?！灸割}追問】【母題追問】1.1.在【典例示范】中，將在【典例示范】中，將A A、B B間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧，其他不變，如下圖，那么以下選項中正確的選項是，其他不變，如下圖，那么以下選項中正確的選項是( () )1 1=g=ga

35、 a2 2=g=g1 1=0=0a a2 2=2g=2g1 1=g=ga a2121=2g=2ga a2 2=0=0【解析解析】選選D D。剪斷輕繩。剪斷輕繩OAOA后，由于彈簧的彈力不能突后，由于彈簧的彈力不能突變，故小球變，故小球A A所受合力為所受合力為2mg2mg，小球，小球B B所受合力為零，所所受合力為零，所以小球以小球A A、B B的加速度分別為的加速度分別為a a1 1=2g=2g，a a2 2=0=0。2.2.將【母題追問】第將【母題追問】第1 1題的題圖放置在傾角為題的題圖放置在傾角為=30=30的光滑斜面上，如下圖，系統(tǒng)靜止時，彈簧與細線均的光滑斜面上，如下圖，系統(tǒng)靜止時

36、，彈簧與細線均平行于斜面，在細線被燒斷的瞬間，以下說法正確的平行于斜面，在細線被燒斷的瞬間，以下說法正確的選項是選項是( () )A A=0=0a aB B= g= gA A=g=ga aB B=0=0A A=g=ga aB B=g=gA A=0=0a aB B=g=g12【解析解析】選選B B。細線被燒斷的瞬間，小球。細線被燒斷的瞬間，小球B B的受力情況的受力情況不變，加速度為不變，加速度為0 0，燒斷前，分析整體受力可知細線的，燒斷前，分析整體受力可知細線的拉力為拉力為T=2mgsinT=2mgsin，燒斷瞬間，燒斷瞬間，A A受的合力沿斜面向下受的合力沿斜面向下，大小為，大小為2mgs

37、in2mgsin，所以，所以A A球的瞬時加速度為球的瞬時加速度為a aA A= =2gsin302gsin30=g=g?！狙a償訓(xùn)練】【補償訓(xùn)練】如下圖，一質(zhì)量為如下圖，一質(zhì)量為m m的物體系于長度分別為的物體系于長度分別為L1L1、L2L2的兩的兩根細線上，根細線上，L1L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為角為，L2L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將線水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將線L2L2剪斷，求剪斷剪斷，求剪斷L2L2的瞬間物體的加速度。的瞬間物體的加速度?！窘馕觥烤€【解析】線L2L2被剪斷的瞬間，因細線被剪斷的瞬間，因細線L2L2對物體的彈力

38、對物體的彈力突突然消失，而引起然消失，而引起L1L1上的張力發(fā)生突變，使物體的受力上的張力發(fā)生突變，使物體的受力情況改變，小球受力如下圖，瞬時加速度垂直情況改變，小球受力如下圖，瞬時加速度垂直L1L1斜斜向下方，大小為向下方，大小為a= =gsin a= =gsin 。mgsinm答案：答案：gsin gsin ，方向垂直于，方向垂直于L L1 1斜向下斜向下 四力學(xué)單位制四力學(xué)單位制1.1.單位制：根本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制。單位制：根本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制。(1)(1)根本量和根本單位根本量和根本單位被人為選定能夠利用物理量之間關(guān)系推導(dǎo)其他物理量被人為選定能夠利用物理量之間關(guān)

39、系推導(dǎo)其他物理量的單位的物理量叫作根本量。根本量的單位叫作根本的單位的物理量叫作根本量。根本量的單位叫作根本單位。單位。國際單位制中選定：長度、質(zhì)量、時間、電流、熱力國際單位制中選定：長度、質(zhì)量、時間、電流、熱力學(xué)溫度、物質(zhì)的量、發(fā)光強度七個量為根本量，這七學(xué)溫度、物質(zhì)的量、發(fā)光強度七個量為根本量，這七個量的單位叫作根本單位。個量的單位叫作根本單位。(2)(2)導(dǎo)出單位：由根本量根據(jù)物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出其導(dǎo)出單位：由根本量根據(jù)物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位，叫作導(dǎo)出單位。他物理量的單位，叫作導(dǎo)出單位。2.2.國際單位制中的力學(xué)單位：國際單位制中的力學(xué)單位：(1)(1)根本單位根本單位長度

40、長度l l：m m ；質(zhì)量；質(zhì)量m m：kgkg；時間；時間t t：s s。(2)(2)常用導(dǎo)出單位常用導(dǎo)出單位速度速度v v：由公式：由公式v= v= 導(dǎo)出，單位導(dǎo)出，單位m/sm/sxt【思考思考討論討論】物理上是否所有物理量均帶有單位？物理上是否所有物理量均帶有單位？( (科學(xué)探究科學(xué)探究) )提示：提示：否，同量綱作比的物理量就沒有單位，例如摩否，同量綱作比的物理量就沒有單位，例如摩擦因數(shù)。擦因數(shù)。【典例示范】【典例示范】( (多項選擇多項選擇) ) 對下面的物理量和單位的說法正確的對下面的物理量和單位的說法正確的是是( () )世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號密度牛米每秒加速度長度密度牛

41、米每秒加速度長度質(zhì)量千克時間質(zhì)量千克時間A.A.屬于國際單位制中根本單位的是屬于國際單位制中根本單位的是B.B.屬于國際單位制中根本單位的是屬于國際單位制中根本單位的是C.C.屬于國際單位制中單位的是屬于國際單位制中單位的是D.D.屬于國際單位制中單位的是屬于國際單位制中單位的是【解析】選【解析】選B B、C C。由國際單位制可知。由國際單位制可知B B、C C正確，其中正確，其中密度、加速度、長度、質(zhì)量、時間為物理量，在這些密度、加速度、長度、質(zhì)量、時間為物理量，在這些物理量中，時間、質(zhì)量、長度為根本物理量；牛、米物理量中，時間、質(zhì)量、長度為根本物理量；牛、米每秒、千克為物理單位，其中千克為

42、國際單位制中根每秒、千克為物理單位，其中千克為國際單位制中根本物理單位，牛、米每秒為導(dǎo)出單位。本物理單位，牛、米每秒為導(dǎo)出單位?！菊`區(qū)警示】分析國際單位制的誤區(qū)【誤區(qū)警示】分析國際單位制的誤區(qū) (1)(1)不要把物理量和物理單位混淆。不要把物理量和物理單位混淆。(2)(2)國際單位制是單位制的一種，不要把單位制理解成國際單位制是單位制的一種，不要把單位制理解成國際單位制。國際單位制。(3)(3)不要把力的單位當(dāng)成根本單位。不要把力的單位當(dāng)成根本單位。(4)(4)不要把小時等常用單位當(dāng)成國際單位。不要把小時等常用單位當(dāng)成國際單位。(5)(5)物理量計算時不要忘了統(tǒng)一單位。物理量計算時不要忘了統(tǒng)一

43、單位。【素養(yǎng)訓(xùn)練】【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(1.(多項選擇多項選擇) )有幾個同學(xué)在一次運算中，得出了某物有幾個同學(xué)在一次運算中，得出了某物體位移體位移x x的大小同質(zhì)量的大小同質(zhì)量m m、速度、速度v v、作用力、作用力F F和運動時間和運動時間t t的關(guān)系式分別如下，其中一定錯誤的選項是的關(guān)系式分別如下，其中一定錯誤的選項是( () )32vmvA.x B.x2aFmvC.xFt D.x2F【解析解析】選選A A、B B、C C。位移的單位為米，在。位移的單位為米，在A A選項中，選項中，根據(jù)表達式推得根據(jù)表達式推得 =s=s；在；在B B選項中推得選項中推得 在在C C選項中推得選項中推得kgm

44、/skgm/s2 2s=kgm/ss=kgm/s；在；在D D選項選項中推得中推得 =m=m，只有，只有D D選項中推導(dǎo)式得出的單位選項中推導(dǎo)式得出的單位米是位移的單位。米是位移的單位。2m/sm/s332kg m /skg m/s222kg m /skg m/s2ms；2.(2.(多項選擇多項選擇) )以下物理單位，屬于國際單位制中根本以下物理單位，屬于國際單位制中根本單位的是單位的是( () )A.A.牛頓牛頓 B.B.千克千克 C.C.米米/ /秒秒 D.D.米米【解析】選【解析】選B B、D D。由國際單位制。由國際單位制(SI(SI制中根本單位制中根本單位) )知知：B B、D D正

45、確；力學(xué)有三個根本單位：米、千克、秒，正確；力學(xué)有三個根本單位：米、千克、秒，而牛頓、米而牛頓、米/ /秒屬于導(dǎo)出單位，同時也是國際單位，不秒屬于導(dǎo)出單位，同時也是國際單位，不能把國際單位誤認(rèn)為是根本單位，所以能把國際單位誤認(rèn)為是根本單位，所以A A、C C都錯誤。都錯誤?！狙a償訓(xùn)練】【補償訓(xùn)練】1.1.以下表達中正確的選項是以下表達中正確的選項是 ( () )A.A.在力學(xué)的國際單位制中，力的單位、質(zhì)量的單位、在力學(xué)的國際單位制中，力的單位、質(zhì)量的單位、位移的單位被選定為根本單位位移的單位被選定為根本單位B.B.千克不屬于力學(xué)單位千克不屬于力學(xué)單位C.C.在厘米在厘米克克秒制中，重力加速度秒

46、制中，重力加速度g g的值等于的值等于98 cm/s98 cm/s2 2D.D.在力學(xué)計算中，所有涉及的物理量的單位都應(yīng)取國在力學(xué)計算中，所有涉及的物理量的單位都應(yīng)取國際單位際單位【解析】選【解析】選D D。力學(xué)單位制中，質(zhì)量、長度、時間的單。力學(xué)單位制中，質(zhì)量、長度、時間的單位被選為根本單位，故位被選為根本單位，故A A錯。錯。 千克屬于力學(xué)單位，故千克屬于力學(xué)單位，故B B錯。在厘米錯。在厘米克克秒制中，秒制中，g g值不變，值不變，g=9.8 m/s2=g=9.8 m/s2=980 cm/s2980 cm/s2，故，故C C錯。在力學(xué)計算中，沒有特殊說明，錯。在力學(xué)計算中，沒有特殊說明，

47、所有物理量的單位都應(yīng)取國際單位，故所有物理量的單位都應(yīng)取國際單位，故D D正確。正確。2.(2.(多項選擇多項選擇) )以下說法中正確的選項是以下說法中正確的選項是( () )A.A.質(zhì)量是物理學(xué)中的根本物理量質(zhì)量是物理學(xué)中的根本物理量B.B.長度是國際單位制中的根本單位長度是國際單位制中的根本單位C.kgm/sC.kgm/s是國際單位制中的導(dǎo)出單位是國際單位制中的導(dǎo)出單位D.D.時間的單位時間的單位小時，是國際單位制中的導(dǎo)出單位小時，是國際單位制中的導(dǎo)出單位【解析】選【解析】選A A、C C。質(zhì)量是力學(xué)中的根本物理量，。質(zhì)量是力學(xué)中的根本物理量，A A正確正確；長度是物理量，不是單位，；長度

48、是物理量，不是單位，B B錯誤；錯誤；kgm/skgm/s是國際是國際單位制中的導(dǎo)出單位，單位制中的導(dǎo)出單位，C C正確；小時是時間的根本單位正確；小時是時間的根本單位，不是導(dǎo)出單位，不是導(dǎo)出單位，D D錯誤。錯誤。五動力學(xué)的兩類根本問題五動力學(xué)的兩類根本問題1.1.從受力情況確定運動情況：從受力情況確定運動情況：求解此類題的思路是：物體的受力情況，根據(jù)牛頓第求解此類題的思路是：物體的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律，求出物體的加速度，再根據(jù)物體的初始條件二定律，求出物體的加速度，再根據(jù)物體的初始條件，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律求出未知量，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律求出未知量( (速度、位移、時間等速度、位移、時間等) )

49、，從而確定物體的運動情況。，從而確定物體的運動情況。2.2.從運動情況確定受力：從運動情況確定受力：求解此類題的思路是：根據(jù)物體的運動情況，利用運求解此類題的思路是：根據(jù)物體的運動情況，利用運動學(xué)公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確動學(xué)公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的合力，從而求得未知的力或與力相關(guān)的定物體所受的合力，從而求得未知的力或與力相關(guān)的某些量，如摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的角度等。某些量，如摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的角度等?！镜淅痉丁俊镜淅痉丁咳缦聢D，質(zhì)量為如下圖，質(zhì)量為m=20 kgm=20 kg的行李箱放在水平地面上，現(xiàn)的行李箱放在水平地面上，現(xiàn)在小李同

50、學(xué)給行李箱施加一個大小在小李同學(xué)給行李箱施加一個大小F=80 NF=80 N、方向與水、方向與水平方向成平方向成=37=37的拉力，行李箱與地面之間的摩擦因的拉力，行李箱與地面之間的摩擦因數(shù)為，數(shù)為，g=10 m/s2)g=10 m/s2)那么：那么： 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(1)(1)畫出行李箱的受力圖，并求出行李箱的加速度大小畫出行李箱的受力圖，并求出行李箱的加速度大??；(2)(2)行李箱在拉力作用下行李箱在拉力作用下2 s2 s末的速度大??；末的速度大?。?3)(3)行李箱在拉力作用下行李箱在拉力作用下2 s2 s內(nèi)通過的位移大小。內(nèi)通過的位移大小?！舅季S思維建模建模】【解析】【解

51、析】(1)(1)行李箱受力如下圖行李箱受力如下圖水平方向水平方向：FcosFcos-F-Ff f=ma=ma豎直方向：豎直方向：Fsin+FFsin+FN N=mg=mgF Ff f=F=FN N代入數(shù)據(jù)，解得代入數(shù)據(jù)，解得a=1.3 m/sa=1.3 m/s2 2(2)(2)行李箱做初速度為行李箱做初速度為0 0的勻加速直線運動，那么的勻加速直線運動，那么v=v0+atv=v0+at代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得v=2.6 m/sv=2.6 m/s(3)(3)根據(jù)位移根據(jù)位移時間關(guān)系可得時間關(guān)系可得x x1 1=v=v0 0t+ att+ at2 2代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得x x1 1=2.6 m

52、=2.6 m答案：答案：(1)(1)圖見解析圖見解析1.3 m/s1.3 m/s2 2(2)2.6 m/s(2)2.6 m/s(3)2.6 m(3)2.6 m12【母題追問】【母題追問】1.1.如果小李同學(xué)要在與【典例示范】同樣的情況下，如果小李同學(xué)要在與【典例示范】同樣的情況下，將行李箱在將行李箱在2 2秒的時間內(nèi)移動了秒的時間內(nèi)移動了4 m4 m，那么他作用在行，那么他作用在行李箱上的拉力多大？李箱上的拉力多大？( (取取g=10 m/s2)g=10 m/s2)( (科學(xué)推理科學(xué)推理) )【解析】行李箱做勻加速直線運動，根據(jù)位移【解析】行李箱做勻加速直線運動，根據(jù)位移時間時間關(guān)系可得關(guān)系可得x=v0t+ at2x=v0t+ at2代入數(shù)據(jù)可得代入數(shù)據(jù)可得a=2 m/s2a=2 m/s2分析行李箱的受力情況，如下圖分析行李箱的受力情況，如下圖12水平方向水平方向：FcosFcos-F-Ff f=ma=ma豎直方向：豎直方向：Fsin+FFsin+FN N=mg=mgF Ff f=F=FN N代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得F=94.74 NF=94.74 N答案：答案：94.74 N94.74 N2.2.在【典例示范】過程中，在【典例示范】過程中，