《牛頓第二定律》 優(yōu)秀

牛頓第二定律[讀教材·填要點(diǎn)]一、實驗探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系正比反比[關(guān)鍵一點(diǎn)]為研究加速度、力、質(zhì)量三者之間的定量關(guān)系，實驗采用了控制變量法，為減小實驗誤差，數(shù)據(jù)處理采用了圖像法。二、牛頓第二定律1．內(nèi)容物體加速度的大小與所受

的大小成正比，與物體的

成反比，加速度方向與

方向相同。2．表達(dá)式F＝

。合外力合外力質(zhì)量ma3．1N的物理意義把使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力規(guī)定為1N，即1N＝1kg·m/s2。[關(guān)鍵一點(diǎn)]牛頓第二定律說明了物體受到的合外力是物體產(chǎn)生加速度的原因，不能說成合外力是由物體的質(zhì)量和加速度所決定的。三、力學(xué)單位制1．國際單位制由

單位和

單位組成。2．力學(xué)中的基本單位長度單位米，符號

，質(zhì)量單位千克，符號

，時間單位秒，符號

。3．導(dǎo)出單位力學(xué)中利用

從三個基本單位推導(dǎo)出來的其他單位?；緦?dǎo)出mkgs物理公式[關(guān)鍵一點(diǎn)]國際單位制中的七個基本物理量和相應(yīng)的國際單位制中的基本單位：物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質(zhì)量m千克(公斤)kg時間t秒s電流I安(培)A物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號熱力學(xué)溫度T開(爾文)K物質(zhì)的量n摩(爾)mol發(fā)光強(qiáng)度I，(IV)坎(德拉)cd[試身手·夯基礎(chǔ)]答案：B2．靜止在光滑水平面上的物體，受到水平拉力。在力剛開始作用的瞬間，下列說法正確的是 (

)A．物體同時獲得加速度和速度B．物體立即獲得加速度，但速度仍為零C．物體立即獲得速度，但加速度仍為零D．物體的速度和加速度仍為零解析：根據(jù)力與加速度的瞬時性關(guān)系，物體受到水平力時，會立即獲得加速度，但速度仍為零，應(yīng)選B。答案：B3．現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求填空：A．質(zhì)量B．牛頓C．米/秒2

D．密度E．米/秒F．千克G．厘米H．秒I．長度J．時間(1)屬于物理量的是________。(2)在國際單位制中作為基本單位的物理量有________。(3)在國際單位制中屬于基本單位的有________，屬于導(dǎo)出單位的有________。解析：質(zhì)量、密度、長度、時間屬于物理量；在國際單位制中，長度單位為m，質(zhì)量單位為kg，時間單位為s，這三個單位都屬于基本單位，長度、質(zhì)量、時間的其他單位不屬于基本單位。導(dǎo)出單位由物理量的定義決定。答案：(1)A、D、I、J

(2)A、I、J

(3)F、H

B、C、E1．實驗步驟(1)用天平測出小車和重物的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)值記錄下來。(2)按圖6－2－1所示，將實驗器材安裝好(小車上不系繩)。圖6－2－1(3)平衡摩擦力，把木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動其位置，直到打點(diǎn)計時器正常工作后不掛重物的小車在斜面上做勻速直線運(yùn)動為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等)。(4)保持小車的質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系(5)保持力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。2．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)分析加速度和力的關(guān)系：以加速度a為縱坐標(biāo)，以外力F為橫坐標(biāo)，作出a－F關(guān)系圖像，如圖6－2－2所示，由此得出結(jié)論。圖6－2－2圖6－2－3(3)實驗結(jié)論：物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。3．注意事項(1)開始實驗時平衡了摩擦力后，不管以后是改變重物的質(zhì)量還是改變小車和砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。(2)小車和車上砝碼的總質(zhì)量要遠(yuǎn)大于重物的總質(zhì)量。這樣，重物的總重力才可視為小車受到的拉力。(3)每次實驗時，小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器(或盡量遠(yuǎn)離帶滑輪的一端)，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且在小車到達(dá)滑輪前用手按住小車，以免小車撞擊滑輪。(4)計算時，應(yīng)求每條紙帶上的加速度的平均值。(5)作圖像時，要使盡可能多的點(diǎn)在所作的直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線的兩側(cè)，個別偏差很大的點(diǎn)應(yīng)舍去。[名師點(diǎn)睛]處理紙帶時，為提高測量精度可采?。?1)舍掉紙帶上開頭較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個起點(diǎn)。(2)可以把每5個點(diǎn)記為一個計數(shù)點(diǎn)，則相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T＝0.1s。1．在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，計算出各紙帶的加速度后，將測得的反映加速度a和力F的關(guān)系的有關(guān)資料記錄在表1中，將測得的反映加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系的資料列在表2中表1a/(m·s－2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00表2a/(m·s－2)2.042.663.233.98/(kg－1)0.500.670.801.00[答案]見解析利用圖像處理數(shù)據(jù)是一種常用的重要方法。將實驗中得到的數(shù)據(jù)通過描點(diǎn)作出圖像，可以非常直觀地看出兩個物理量之間的關(guān)系，也可以有效地減小實驗誤差，確定并排除實驗中測得的一些錯誤數(shù)據(jù)。牛頓第二定律揭示了加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)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(yīng)從以下幾個方面深刻理解。因果關(guān)系力是產(chǎn)生加速度的原因，力是因，加速度是果。只能描述為物體運(yùn)動的加速度與物體所受的合外力成正比，反之不行同體性F、a、m三者都針對同一個物體，其中F是該物體所受的合外力，m是該物體的質(zhì)量，a是在F作用下該物體的加速度瞬時性F與a是瞬時對應(yīng)的，它們同時存在，同時變化，同時消失。物體在每一時刻的瞬時加速度是跟該時刻所受的合外力成正比的，恒力產(chǎn)生恒定的加速度，變力產(chǎn)生變化的加速度，某一方向上合外力不為零，就在這一方向上產(chǎn)生加速度同向性F與a的方向永遠(yuǎn)是一致的，也就是說合外力的方向決定了物體加速度的方向，加速度的方向反映了物體所受合外力的方向獨(dú)立性作用于物體上的每一個力各自獨(dú)立產(chǎn)生加速度也遵從牛頓第二定律，與其他力無關(guān)。物體實際的加速度則是每個力單獨(dú)作用時產(chǎn)生的加速度的矢量和適用范圍慣性參考系，宏觀低速運(yùn)動的物體2.如圖6－2－4所示，質(zhì)量為m的球置于斜面上，被一個豎直擋板擋住?，F(xiàn)用一個力F拉斜面體，使斜面體在水平面上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動，忽略一切摩擦，以下說法中正確的是 (

)圖6－2－4A．若加速度足夠小，豎直擋板對球的彈力可能為零B．若加速度足夠大，斜面對球的彈力可能為零C．斜面和擋板對球的彈力的合力等于maD．斜面對球的彈力不僅有，而且是一個定值[思路點(diǎn)撥]

由牛頓第二定律可知：小球向右做勻加速直線運(yùn)動，所受合外力大小恒定，方向水平向右。[解析]若小球不受豎直擋板的彈力或不受斜面的彈力，則小球所受合力不可能水平向右，所以A、B選項錯；小球向右做勻加速直線運(yùn)動，受重力、豎直擋板的彈力和斜面的彈力作用，三個力的合力等于ma，所以C選項錯；因為合力水平向右，故豎直方向的合力為零，設(shè)斜面傾角為α，斜面對小球的彈力為N，則有Ncosα＝mg，所以斜面對球的彈力是一個定值，D選項正確。[答案]

D牛頓第二定律不僅給出了加速度大小與合外力大小的關(guān)系，同時也表明了加速度方向與合外力方向的一致性。這一點(diǎn)在受力分析或利用牛頓第二定律解決問題時非常重要。1．解題方法(1)正交分解法：當(dāng)物體受到兩個以上的力作用而產(chǎn)生加速度時，通常用正交分解法解答，一般把力正交分解為加速度方向和垂直于加速度方向的兩個分量。即沿加速度方向：Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0。(2)合成法：物體只受兩個力的作用產(chǎn)生加速度時，合力的方向就是加速度的方向，解題時要求準(zhǔn)確作出力的平行四邊形，然后運(yùn)用直角三角形求合力F合。反之，若知道加速度方向就知道合力方向。2．應(yīng)用牛頓第二定律解決問題的一般步驟3．用牛頓第二定律解決的兩類問題一類是由受力情況求解運(yùn)動學(xué)量(如速度、位移、運(yùn)動時間)，另一類是由運(yùn)動情況求解物體受力的大小和方向。解題思路如下：[名師點(diǎn)睛]

(1)不論是哪一類問題，求解加速度是關(guān)鍵，通過加速度，把受力情況和運(yùn)動情況聯(lián)系在一起。(2)物體的運(yùn)動情況是由受力情況決定的，因此，不管是哪一類問題，都要分析物體的受力情況。3．如圖6－2－5所示，在沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°，球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1kg。(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6)(1)求車廂運(yùn)動的加速度，并說明車廂的運(yùn)動情況；(2)求懸線對球的拉力。圖6－2－5[審題指導(dǎo)]解答本題需把握以下兩點(diǎn)：(1)球與車有相同的加速度。(2)小車運(yùn)動情況不唯一。法二：正交分解法建立坐標(biāo)系，并將懸線對小球的拉力正交分解，如圖所示。則沿水平方向有Tsinθ