教科版物理必修1 第三章 第3節(jié) 牛頓第二定律1 剖析牛頓第二定律（講義）

1、.高中物理剖析牛頓第二定律1、 考點(diǎn)打破此部分內(nèi)容在高考物理中的要求如下：知識(shí)點(diǎn)考綱要求題型說(shuō)明1. 牛頓第二定律的內(nèi)容2. 包含力學(xué)單位制1. 理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式及性質(zhì)。2. 會(huì)對(duì)公式中的物理量進(jìn)展單位運(yùn)算。選擇題、計(jì)算題屬于高頻考點(diǎn)，是動(dòng)力學(xué)的核心內(nèi)容，貫穿了整個(gè)高中物理的學(xué)習(xí)，試題難度中等。二、重難點(diǎn)提示重點(diǎn)：理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式及性質(zhì)。難點(diǎn)：對(duì)加速度與合外力瞬時(shí)性的理解。1. 牛頓第二定律1內(nèi)容：物體的加速度與所受 合外力 成正比，與物體的 質(zhì)量 成反比，加速度的方向與 合外力 的方向一樣。2公式：F合ma 3意義：牛頓第二定律的表達(dá)式Fma，公式左邊是物體受到的

2、合外力，右邊反映了質(zhì)量為m的物體在此合外力的作用下的效果是產(chǎn)生加速度a，它突出了力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因，是物體產(chǎn)生加速度的原因。【要點(diǎn)詮釋】對(duì)牛頓第二定律的理解要點(diǎn)同體性：牛頓第二定律的公式中F、m、a三個(gè)量必須對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體或同一個(gè)系統(tǒng)。矢量性：牛頓第二定律公式是矢量式，公式F合ma不僅表示加速度與合外力的大小關(guān)系，還表示加速度與合外力的方向始終一致。瞬時(shí)性：牛頓第二定律反映了加速度與合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系：合外力為零時(shí)加速度為零；合外力恒定時(shí)加速度保持不變；合外力變化時(shí)加速度隨之變化。同時(shí)注意它們雖有因果關(guān)系，但無(wú)先后之分，它們同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，同時(shí)變化。獨(dú)立性：作用在物體上的每一個(gè)力

3、都能獨(dú)立地使物體產(chǎn)生加速度；合外力產(chǎn)生物體的合加速度，x方向的合外力產(chǎn)生x方向的加速度，y方向的合外力產(chǎn)生y方向的加速度。牛頓第二定律的分量式為Fxmax；Fymay相對(duì)性：公式Fma中的加速度a是相對(duì)地球靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的慣性系而言的。局限性:牛頓第二定律只適用于慣性系中的低速遠(yuǎn)小于光速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體，而不適用于微觀、高速運(yùn)動(dòng)的粒子。統(tǒng)一性：牛頓第二定律定義了力的根本單位：牛頓N，因此應(yīng)用牛頓第二定律求解時(shí)要用統(tǒng)一的單位制即國(guó)際單位制。2. 力學(xué)單位制1根本單位：所選定的根本物理量的單位.物理學(xué)中有七個(gè)物理量的單位被選定為根本單位，在力學(xué)中選長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間這三個(gè)物理量的單位為根本單。2導(dǎo)

4、出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和根本物理量的關(guān)系推導(dǎo)出的物理量的單位。3單位制：根本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。4國(guó)際單位制SI中的七個(gè)根本物理量和相應(yīng)的根本單位。5公式的運(yùn)算包括數(shù)值和單位的運(yùn)算。物理量名稱物理量符號(hào)單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度l米m質(zhì)量m千克kg時(shí)間t秒s電流I安培A熱力學(xué)溫度T開爾文K發(fā)光強(qiáng)度I坎德拉cd物質(zhì)的量n摩爾mol例題1 一質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來(lái)的大小。在此過(guò)程中，其他力保持不變，那么質(zhì)點(diǎn)的加速度大小a和速度大小v的變化情況是A. a和v都始終增大B. a和v都先增大后減小C. a先增大后減小，

5、v始終增大D. a和v都先減小后增大思路分析：質(zhì)點(diǎn)在多個(gè)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其中一個(gè)力必與其余各力的合力等值反向。當(dāng)該力大小逐漸減小到零的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)所受合力從零開場(chǎng)逐漸增大，做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)該力再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來(lái)大小的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)所受合力方向仍不變，大小逐漸減小到零，質(zhì)點(diǎn)沿原方向做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，故C正確。答案：C例題2 如下圖，在建筑工地，民工兄弟用兩手對(duì)稱程度使力將兩長(zhǎng)方體水泥制品夾緊并以加速度a豎直向上勻加速搬起，其中A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為3m，程度作用力為F，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在此過(guò)程中，A、B間的摩擦力為A. F B. 2FC. mgaD

6、. mga思路分析：此題考察力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，意在考察學(xué)生對(duì)牛頓第二定律、整體法和隔離法的應(yīng)用。由于A、B相對(duì)靜止，故A、B之間的摩擦力為靜摩擦力，A、B錯(cuò)誤。設(shè)民工兄弟一只手對(duì)A、B在豎直方向上的摩擦力為Ff，以A、B整體為研究對(duì)象可知，在豎直方向上有2Ffm3mgm3ma，設(shè)B對(duì)A的摩擦力方向向下，大小為Ff，對(duì)A由牛頓第二定律有FfFfmgma，解得Ffmga，C錯(cuò)誤，D正確。答案：D【方法提煉】對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的理解1力是產(chǎn)生加速度的原因。2作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律。3速度的改變需經(jīng)歷一定的時(shí)間，不能突變；有力就一定有加速度，但有力不一定有速度。4a、v同向

7、加速運(yùn)動(dòng)，a、v反向減速運(yùn)動(dòng)。例題 如下圖，彈簧左端固定，右端自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn)并系住物體m，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，物體一直可以運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，假如物體受到的摩擦力恒定，那么 A. 物體從A到O加速，從O到B減速B. 物體從A到O速度越來(lái)越小，從O到B加速度不變C. 物體從A到O間先加速后減速，從O到B一直減速運(yùn)動(dòng)D. 物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)所受合力為零思路分析：在A點(diǎn)，彈簧彈力F大于摩擦力µmg，合外力向右，物體加速運(yùn)動(dòng)；在O點(diǎn)，彈簧彈力減小到零，只受摩擦力µmg，方向向左，物體在到O之間一定存在某點(diǎn)彈力等于摩擦力，此時(shí)物體所受到的合外力為零；速度最大，故從A到O，物體先加速后減速，加速度先減小后增大，從O到B，合外力向左，物體一直減