第04講運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系（第11課時(shí)）（原卷版）

第04講力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系第十一課時(shí)牛頓第二定律力學(xué)單位制1、能應(yīng)用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單問題。2、了解力學(xué)單位制?？键c(diǎn)二十四、牛頓第二定律1．牛頓第二定律（1）內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(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：F＝kma，式中k是比例系數(shù)，F(xiàn)是物體所受的合外力。國(guó)際單位制中：F＝ma。（3）對(duì)牛頓第二定律的理解=1\*GB3①公式F＝ma中，若F是合力，加速度a為物體的實(shí)際加速度；若F是某一個(gè)力，加速度a為該力產(chǎn)生的加速度。=2\*GB3②a＝eq\f(F,m)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。=3\*GB3③F、m、a三個(gè)物理量的單位都為國(guó)際單位制時(shí)，才有公式F＝kma中k＝1，即F＝ma。（4）特性=1\*GB3①因果性：力是產(chǎn)生加速度的原因，質(zhì)量是物體慣性大小的量度，物體的加速度是力這一外因和質(zhì)量這一內(nèi)因共同作用的結(jié)果。=2\*GB3②矢量性：加速度與合外力都是矢量，它們的方向始終相同，加速度的方向唯一由合外力的方向決定。=4\*GB3④=3\*GB3③瞬時(shí)性：物體的加速度跟它所受到的合外力之間存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，加速度隨合外力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失。一物體所受合外力恒定時(shí)，加速度恒定，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；合外力隨時(shí)間改變時(shí)，加速度也隨時(shí)間改變；合外力為0時(shí)，加速度為0，物體就處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?！镜湫皖}例1】關(guān)于牛頓第二定律，下列說法中正確的是A．牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma在任何情況下都適用B．某一瞬時(shí)的加速度，不僅由這一瞬時(shí)的外力決定，還與這一瞬時(shí)之前或之后的外力有關(guān)C．在公式F＝ma中，若F為合力，則a等于作用在該物體上每一個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和D．物體的運(yùn)動(dòng)方向一定與物體所受合力的方向一致【典型題例2】（多選）下列對(duì)牛頓第二定律的理解正確的是A．由F＝ma可知，m與a成反比B．牛頓第二定律說明當(dāng)物體有加速度時(shí)，物體才受到外力的作用C．加速度的方向總跟合外力的方向一致D．當(dāng)合外力停止作用時(shí)，速度隨之消失2．合外力、加速度、速度的關(guān)系（1）合外力與速度的關(guān)系：力與速度無因果關(guān)系：合外力方向與速度方向可以相同，可以相反，還可以有夾角。合外力方向與速度方向相同時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)，相反時(shí)物體做減速運(yùn)動(dòng)。（2）力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：物體受力作用→運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化→速度變化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(力與速度同向→v增加,力與速度反向→v減小))速度大小或方向變化。（3）力與加速度為因果關(guān)系：力是因，加速度是果。只要物體所受的合外力不為零，就會(huì)產(chǎn)生加速度。加速度與合外力方向是相同的，大小與合外力成正比（物體質(zhì)量一定時(shí)）。加速度的定義式與決定式：a＝eq\f(Δv,Δt)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；a＝eq\f(F,m)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?！咎貏e提醒】物體的加速度的方向與物體所受的合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即a與合力F方向總是相同，但速度v的方向不一定與合外力的方向相同?！镜湫皖}例3】關(guān)于速度、加速度、合力間關(guān)系的說法正確的是A．物體的速度越大，則物體的加速度越大，所受合力也越大B．物體的速度為零，則物體的加速度一定為零，所受合力也為零C．物體的速度為零，加速度可能很大，所受的合力也可能很大D．物體的速度很大，加速度可能為零，所受的合力不一定為零【典型題例4】在粗糙的水平面上，物體在水平推力的作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，將水平推力逐漸減小到零（物體不停止），在水平推力減小到零的過程中A．物體的速度逐漸減小，加速度（大?。┲饾u減小B．物體的速度逐漸增大，加速度（大?。┲饾u減小C．物體的速度先增大后減小，加速度（大?。┫仍龃蠛鬁p小D．物體的速度先增大后減小，加速度（大?。┫葴p小后增大【典型題例5】自由下落的小球下落一段時(shí)間后，與彈簧接觸，從它接觸彈簧開始，到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的速度和加速度的變化情況是A．速度變大，加速度變小B．速度變小，加速度變大C．速度先變小，后變大；加速度先變大，后變小D．速度先變大，后變??；加速度先變小，后變大3．力的單位（1）國(guó)際單位：牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符合為N。（2）“牛頓”的定義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力，稱為1N，即1N＝1kg·m/s2。（3）比例系數(shù)k的含義：關(guān)系式F＝kma中的比例系數(shù)k的數(shù)值由F、m、a三量的單位共同決定，三個(gè)量都取國(guó)際單位，即三量分別取N、kg、m/s2作單位時(shí)，系數(shù)k＝1。4．應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟（1）明確研究對(duì)象。根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體（2）進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫好受力分析圖，明確運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過程。（3）建立坐標(biāo)系，一般以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)閮勺鴺?biāo)軸的方向。（4）根據(jù)牛頓第二定律列方程求解?！镜湫皖}例6】如圖所示，質(zhì)量m＝10kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，與此同時(shí)物體受到一個(gè)水平向右的推力F＝20N的作用，則物體產(chǎn)生的加速度是（g取10m/s2）A．0B．4m/s2，水平向右C．2m/s2，水平向在D．2m/s2，水平向右【典型題例7】甲物體的質(zhì)量是乙物體的兩倍，把它們放置在光滑的水平面上，用一個(gè)力作用在靜止的甲物體上，得到2m/s2的加速度；如果用相同的力作用在靜止的乙物體上，經(jīng)過2s后，乙物體的速度是（）A．2m/s B．4m/sC．6m/s D．8m/s【典型題例8】質(zhì)量m＝2kg、初速度v0＝8m/s的物體沿著粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，同時(shí)物體還受到一個(gè)隨時(shí)間如圖變化的水平拉力F的作用，設(shè)水平向右為拉力的正方向，且物體在t＝0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2，則以下結(jié)論正確的是（）A．0～1s內(nèi)，物體的加速度大小為2m/s2B．1～2s內(nèi)，物體的加速度大小為2m/s2C．0～1s內(nèi)，物體的位移為7mD．0～2s內(nèi)，物體的總位移為10m考點(diǎn)二十五、練習(xí)單位制1．基本量：只要選定幾個(gè)物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位，被選定的物理量叫做基本量。力學(xué)中的基本量：長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間。2．基本單位：所選定的基本量的單位叫做基本單位。（1）物理學(xué)中，共有七個(gè)物理量的單位被選定為基本單位。（2）在力學(xué)中，選定長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間這三個(gè)物理量的單位為基本單位。長(zhǎng)度的單位有厘米（cm）、米（m）、千米（km）等。質(zhì)量的單位有克（g）、千克（kg）等。時(shí)間的單位有秒（s）、分鐘（min）、小時(shí)（h）等。3．導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位叫做導(dǎo)出單位。例如：加速度單位：m/s2，力的單位：N。4．單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。國(guó)際單位制：1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制定了一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫做國(guó)際單位制。簡(jiǎn)稱SI。5．國(guó)際單位制中力學(xué)的三個(gè)基本物理量及單位：（1）三個(gè)基本物理量：長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間。（2）三個(gè)基本單位：米（m）、千克（kg）、秒（s）?！镜湫皖}例9】在下面的物理量和單位中說法正確的是①密度②牛頓③米/秒④加速度⑤長(zhǎng)度⑥質(zhì)量⑦千克⑧時(shí)間A．屬于國(guó)際單位制中基本單位的是①⑤⑥⑧B．屬于國(guó)際單位制中基本單位的是⑥C．屬于國(guó)際單位制中單位的是②③⑦D．屬于國(guó)際單位制中單位的是④⑤⑥【典型題例10】關(guān)于力學(xué)單位制說法中正確的是A．kg、J、N是導(dǎo)出單位B．kg、m、s是基本單位C．在國(guó)際單位制中，質(zhì)量的基本單位是kg，也可以是gD．在單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式是F＝ma【典型題例11】一物體在2N的外力作用下，產(chǎn)生10cm/s2的加速度，求該物體的質(zhì)量。下列幾種不同的求法，其中單位運(yùn)用正確、簡(jiǎn)潔而又規(guī)范的是A．m＝eq\f(F,a)＝eq\f(2,10)kg＝0.2kgB．m＝eq\f(F,a)＝eq\f(2N,0.1m/s2)＝20eq\f(kg·m/s2,m/s2)＝20kgC．m＝eq\f(F,a)＝eq\f(2,0.1)kg＝20kgD．m＝eq\f(F,a)＝eq\f(2,0.1)＝20kg1．下列單位中，屬于國(guó)際單位制中基本單位的是A．m/sB．m/s2C．ND．kg2．測(cè)量“國(guó)際單位制中的三個(gè)力學(xué)基本物理量”，可以用下列哪一組儀器A．刻度尺、彈簧秤、秒表B．刻度尺、天平、秒表C．體重計(jì)、量筒、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D．刻度尺、測(cè)力計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器3．以下給出的物理量單位中，都屬于國(guó)際單位制中基本單位的是A．秒（s）、千克（kg）、焦耳（J）B．秒（s）、千克（kg）、安培（A）C．秒（s）、克（g）、米（m）D．牛頓（N）、千克（kg）、米（m）4．在國(guó)際單位制中，下列各組物理量，三個(gè)量都不是基本物理量但都是矢量的是A．力速度質(zhì)量B．長(zhǎng)度質(zhì)量時(shí)間C．長(zhǎng)度速度變化加速度D．位移力加速度5．如圖為“兒童蹦極”游戲，拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的橡皮繩。質(zhì)量為m的小明靜止懸掛時(shí)兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，若小明左側(cè)橡皮繩突然斷裂，則橡皮繩斷裂瞬間小明的A．速度不為零B．加速度方向沿原斷裂繩的方向斜向下C．加速度方向沿垂直于未斷裂繩的方向斜向下D．加速度方向豎直向下6．對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一水平拉力，當(dāng)力剛開始作用的瞬間（）A．物體立即獲得速度B．物體立即獲得加速度C．物體同時(shí)獲得速度和加速度D．由于物體沒來得及運(yùn)動(dòng)，所以速度和加速度都為零7．一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的小物體放在光滑水平面上，小物體受到兩個(gè)水平恒力F1＝2N和F2＝2N作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示現(xiàn)在突然把F1繞其作用點(diǎn)在豎直平面內(nèi)向上轉(zhuǎn)過53°，F(xiàn)1大小不變，則此時(shí)小物體的加速度大小為（）（）A．2m/s2 B．1.6m/s2C．0.8m/s2 D．0.4m/s28．三個(gè)完全相同的物塊1、2、3放在水平桌面上，它們與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同．現(xiàn)用大小相同的外力F沿圖所示方向分別作用在1和2上，用eq\f(1,2)F的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速運(yùn)動(dòng)，分別用a1、a2、a3表示物塊1、2、3的加速度，則（）A．a(chǎn)1＝a2＝a3 B．a(chǎn)1＝a2，a2>a3C．a(chǎn)1>a2，a2<a3 D．a(chǎn)1>a2，a2>a39．放在光滑水平面上的物體，在水平方向的兩個(gè)平衡力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，將其中一個(gè)力逐漸減小到零后，又逐漸恢復(fù)原值，則該物體A．速度先增大，后又減小B．速度一直增大C．加速度先逐漸增大，后又減小為零D．位移一直在增大，直到某一定值后不再變化10．力F1單獨(dú)作用在物體A上時(shí)產(chǎn)生加速度a1大小為5m/s2，力F2單獨(dú)作用在物體A上時(shí)產(chǎn)生加速度a2大小為2m/s2，那么，力F1和F2同時(shí)作用在物體A上時(shí)產(chǎn)生的加速度a的大小不可能是A．5m/s2B．3m/s2C．8m/s2D．7m/s211．一個(gè)小孩從滑梯上滑下的運(yùn)動(dòng)可看作勻加速直線運(yùn)動(dòng)。第一次小孩單獨(dú)從滑梯上滑下，加速度為a1。第二次小孩抱上一只小狗后再?gòu)幕萆匣拢ㄐ」凡慌c滑梯接觸），加速度為a2。則A．a(chǎn)1＝a2B．a(chǎn)1<a2C．a(chǎn)1>a2D．無法判斷12．一輛空車與一輛裝貨物的車，在同一路面上以相同的速率行駛，兩車的車輪與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，當(dāng)急剎車后（即車輪不轉(zhuǎn)，只能滑動(dòng)），則下面說法正確的是A．空車滑動(dòng)的距離較小B．空車滑動(dòng)的距離較大C．兩車滑行中加速度不等D．兩車滑動(dòng)的時(shí)間相等13．一物塊位于光滑水平桌面上，用一大小為F、方向如圖所示的力去推它，使它以加速度a向右運(yùn)動(dòng)。若保持力的方向不變，而增大力的大小，則A．a(chǎn)變大B．a(chǎn)不變C．a(chǎn)變小D．因?yàn)槲飰K的質(zhì)量未知，不能確定a變化的趨勢(shì)14．一根彎折的硬桿一端固定小球，圖A小車在水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)；圖B小車在水平面上向右勻加速運(yùn)動(dòng)；圖C小車在水平面上向右勻減速運(yùn)動(dòng)；圖D小車在光滑固定斜面