新人教版高中物理必修第一冊2 4.3牛頓第二定律

3牛頓第二定律第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系1．理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式的確切含義．(重點(diǎn)＋難點(diǎn))2．知道國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的．3．會(huì)應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單的動(dòng)力學(xué)問題．(重點(diǎn)＋難點(diǎn))學(xué)習(xí)目標(biāo)一、牛頓第二定律的表達(dá)式1．內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成_________、跟它的質(zhì)量成_________，加速度的方向跟作用力的方向_________.2．表達(dá)式F＝_________，其中力F為物體受到的___________.二、力的單位1．力的國際單位：牛頓，簡稱_______，符號(hào)為_______.2．“牛頓”的定義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力叫作1N，即1N＝_____________.正比反比相同ma

合外力牛N

1kg·m/s2

知識(shí)梳理1．判斷

(1)由F＝ma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比． (

)(2)公式F＝ma中，各量的單位可以任意選?。?(

)(3)加速度的方向決定了合外力的方向． (

)(4)任何情況下，物體的加速度的方向始終與它所受的合外力方向一致．(

)(5)使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力叫作1N． (

)(6)公式F＝ma中，a是物體上每一個(gè)力所產(chǎn)生的加速度的矢量和． (

)基礎(chǔ)自測×√√√××探究點(diǎn)一對(duì)牛頓第二定律的理解(1)靜止在光滑水平面上的物體，受到一個(gè)水平拉力，在拉力剛開始作用的瞬間，物體是否立即獲得加速度，是否立即有了速度？(2)物體的合外力增大，加速度是否一定增大？速度是否一定增大？提示(1)立即獲得加速度，但速度為零．(1)物體的加速度一定增大，速度不一定增大．課堂探究1．表達(dá)式F＝ma的理解(1)單位統(tǒng)一：表達(dá)式中F、m、a三個(gè)物理量的單位都必須是國際單位．(2)F的含義：F是合力時(shí)，加速度a指的是合加速度，即物體的加速度；F是某個(gè)力時(shí)，加速度a是該力產(chǎn)生的加速度．知識(shí)剖析2．牛頓第二定律的五個(gè)性質(zhì)性質(zhì)理解因果性力是產(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F＝ma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F＝ma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典例剖析答案CD注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)跟蹤訓(xùn)練1

(多選)對(duì)牛頓第二定律的理解正確的是(

)A．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B．合力產(chǎn)生的加速度，可認(rèn)為作用于物體上的每個(gè)力所產(chǎn)生的加速度的矢量和C．加速度的方向總跟合外力的方向一致D．當(dāng)外力停止作用時(shí)，加速度隨之消失答案BCD解析力是產(chǎn)生加速度的原因，A項(xiàng)因果關(guān)系顛倒，故A錯(cuò)誤；合力產(chǎn)生的加速度與每個(gè)分力產(chǎn)生的加速度的合加速度是相同的，只是矢量合成的先后差別，故B正確；a與F的方向時(shí)時(shí)刻刻都相同，故C正確；加速度與外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，外力停止作用，加速度同時(shí)消失，故D正確．探究點(diǎn)二牛頓第二定律的簡單應(yīng)用1．應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟知識(shí)剖析2．求加速度的兩種常用方法(1)合成法：當(dāng)物體僅受兩個(gè)力作用處于加速狀態(tài)時(shí)，首先確定研究對(duì)象，畫出受力分析圖，將兩個(gè)力根據(jù)力的平行四邊形定則沿著加速度的方向合成，直接求出合力，再根據(jù)牛頓第二定律列式求加速度．(2)正交分解法：當(dāng)物體受多個(gè)力作用處于加速狀態(tài)時(shí)，常用正交分解法求物體所受的合力，再應(yīng)用牛頓第二定律求加速度．為減少矢量的分解以簡化運(yùn)算，建立坐標(biāo)系時(shí)，可有如下兩種方法：例2如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，物體受到大小為20N、與水平方向成37°角斜向下的推力F作用時(shí)，沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求物體加速度的大?。?g取10m/s2，sin37°取0.6，cos37°取0.8)典例剖析答案5m/s2解析取物體為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，建立直角坐標(biāo)系．水平方向上：Fcos

37°－Ff＝ma ①豎直方向上：FN＝mg＋Fsin

37° ②又因?yàn)椋篎f＝μFN

③聯(lián)立①②③解得：a＝5m/s2.例2如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，物體受到大小為20N、與水平方向成37°角斜向下的推力F作用時(shí)，沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求物體加速度的大?。?g取10m/s2，sin37°取0.6，cos37°取0.8)典例剖析答案5m/s2解析取物體為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，建立直角坐標(biāo)系．水平方向上：Fcos

37°－Ff＝ma ①豎直方向上：FN＝mg＋Fsin

37° ②又因?yàn)椋篎f＝μFN

③聯(lián)立①②③解得：a＝5m/s2.跟蹤訓(xùn)練2一個(gè)質(zhì)量為m的物體被豎直向上拋出，在空中運(yùn)動(dòng)過程所受的空氣阻力大小為Ff，求該物體在上升和下降過程中的加速度．探究點(diǎn)三瞬時(shí)加速度問題如圖所示，天花板上用細(xì)繩吊起兩個(gè)用輕彈簧相連的質(zhì)量相同的小球，兩小球均保持靜止．現(xiàn)在突然剪斷細(xì)繩：(1)剪斷細(xì)繩前，A、B各受幾個(gè)力的作用？(2)剪斷細(xì)繩瞬間，繩的拉力消失嗎？彈簧的彈力呢？提示(1)A受細(xì)繩的拉力、重力、彈力三個(gè)力的作用．B受重力、彈力兩個(gè)力的作用．(2)繩的拉力消失，彈簧的彈力不變．1．瞬時(shí)加速度問題：牛頓第二定律是力的瞬時(shí)作用規(guī)律，加速度和力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失．分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析該時(shí)刻前后物體的受力情況及其變化．2．兩種基本模型(1)剛性繩模型(細(xì)鋼絲、細(xì)線、輕桿等)：此類形變屬于微小形變，其發(fā)生和變化過程時(shí)間極短，在物體的受力情況改變(如某個(gè)力消失)的瞬間，其形變可隨之突變，彈力可以突變．(2)輕彈簧模型(輕彈簧、橡皮繩、彈性繩等)：此類形變屬于明顯形變，其發(fā)生改變需要的一段時(shí)間，在瞬時(shí)問題中，其彈力的大小不能突變，可看成是不變的．知識(shí)剖析例2如圖所示，天花板上用細(xì)繩吊起兩個(gè)用輕彈簧相連的質(zhì)量相同的小球，兩小球均保持靜止．當(dāng)突然剪斷細(xì)繩時(shí)，上面的小球A與下面的小球B的加速度為(

)A．a(chǎn)A＝g，aB＝g

B．a(chǎn)A＝g，aB＝0C．a(chǎn)A＝2g，aB＝0

D．a(chǎn)A＝0，aB＝g答案C典例剖析解決瞬時(shí)加速度問題的基本思路(1)分析原狀態(tài)(給定狀態(tài))下物體的受力情況，求出各力大小(若物體處于平衡狀態(tài)，則利用平衡條件；若處于加速狀態(tài)，則利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律)．(2)分析當(dāng)狀態(tài)變化時(shí)(燒斷細(xì)線、剪斷彈簧、抽出木板、撤去某個(gè)力等)，哪些力變化，哪些力不變，哪些力消失(被剪斷的繩、彈簧中的彈力，發(fā)生在被撤去物體接觸面上的彈力都立即消失)．(3)求物體在狀態(tài)變化后所受的合外力，利用牛頓第二定律，求出瞬時(shí)加速度．歸納總結(jié)答案CD解析撤去擋板前，對(duì)整體分析，擋板對(duì)B球的彈力大小為2mgsinθ，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會(huì)突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲中A球所受合力為零，加速度為零，B球所受合力為2mgsinθ，加速度為2gsinθ.圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?，A、B球所受合力均為mgsinθ，加速度均為gsinθ，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤．解決瞬時(shí)加速度問題的基本思路(1)分析原狀態(tài)(給定狀態(tài))下物體的受力情況，求出各力大小(若物體處于平衡狀態(tài)，則利用平衡條件；若處于加速狀態(tài)，則利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律)．(2)分析當(dāng)狀態(tài)變化時(shí)(燒斷細(xì)線、剪斷彈簧、抽出木板、撤去某個(gè)力等)，哪些力變化，哪些力不變，哪些力消失(被剪斷的繩、彈簧中的彈力，發(fā)生在被撤去物體接觸面上的彈力都立即消失)．(3)求物體在狀態(tài)變化后所受的合外力，利用牛頓第二定律，求出瞬時(shí)加速度．歸納總結(jié)例2如圖所示，天花板上用細(xì)繩吊起兩個(gè)用輕彈簧相連的質(zhì)量相同的小球，兩小球均保持靜止．當(dāng)突然剪斷細(xì)繩時(shí)，上面的小球A與下面的小球B的加速度為(

)A．a(chǎn)A＝g，aB＝g

B．a(chǎn)A＝g，aB＝0C．a(chǎn)A＝2g，aB＝0

D．a(chǎn)A＝0，aB＝g答案C典例剖析注意事項(xiàng)探究點(diǎn)一對(duì)牛頓第二定律的理解(1)靜止在光滑水平面上的物體，受到一個(gè)水平拉力，在拉力剛開始作用的瞬間，物體是否立即獲得加速度，是否立即有了速度？(2)物體的合外力增大，加速度是否一定增大？速度是否一定增大？提示(1)立即獲得加速度，但速度為零．(1)物體的加速度一定增大，速度不一定增大．課堂探究一、牛頓第二定律的表達(dá)式1．內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成_________、跟它的質(zhì)量成_________，加速度的方向跟作用力的方向_________.2．表達(dá)式F＝_________，其中力F為物體受到的___________.二、力的單位1．力的國際單位：牛頓，簡稱_______，符號(hào)為_______.2．“牛頓”的定義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力叫作1N，即1N＝_____________.正比反比相同ma

合外力牛N

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