高中物理 第六章 力与运动 第2节 牛顿第二定律（第2课时）牛顿第二定律 鲁科版必修1

第第 2 课时课时 牛顿第二定律牛顿第二定律 第六章力与运动第六章力与运动 第六章力与运动第六章力与运动 一、牛顿第二运动定律一、牛顿第二运动定律 1内容：内容：物体加速度的大小与所受物体加速度的大小与所受_的大小成正比的大小成正比，与物体的与物体的_成反比成反比，加速度方向与合外力方向相同加速度方向与合外力方向相同 2表达式：表达式：_ 3单位单位“牛顿牛顿”的定义：的定义：使质量为使质量为 1 kg 的物体产生的物体产生 1 m/s2的的加速度的力规定为加速度的力规定为 1 N，即即 1 N_ 1kgm/s2 二、力学单二、力学单位制位制 1国际单位国际单位 (1)基本单位：在力学中有基本单位：在力学中有_(长度单位长度单位)、_(质量单位质量单位)、_(时间单位时间单位) (2)导出单位： 在力学中利用导出单位： 在力学中利用_从三个基本单位导出的从三个基本单位导出的其他单位其他单位 2意义与作用：意义与作用：用公式计算的时候用公式计算的时候，所列的等式中就所列的等式中就_一一写出每个物理量的单位一一写出每个物理量的单位， 只要在计只要在计算结果的算结果的_后面写后面写出待求量的单位即可出待求量的单位即可 不必不必 数据数据 在力学问题的分析计算中在力学问题的分析计算中，只能采用国际单位只能采用国际单位，不能采用其他不能采用其他单位吗？单位吗？ 提示：提示：国际单位制只是诸多单位制中的一种国际单位制只是诸多单位制中的一种，实际生活中还有实际生活中还有其他单位制其他单位制， 在力学问题的分析计算中也可根据情况采用其他在力学问题的分析计算中也可根据情况采用其他单位制单位制，如计算汽车的速度时常用千米如计算汽车的速度时常用千米/小时小时 知识点一知识点一 对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的理解 1力与加速度力与加速度的关系：的关系：由牛顿第二定律由牛顿第二定律 F合合ma 可知：只要可知：只要作用在物体上的合外力不为零作用在物体上的合外力不为零，物体就产生加速度物体就产生加速度，速度就要速度就要变化变化，但物体产生的加速度与原来物体的运动状态无关但物体产生的加速度与原来物体的运动状态无关 2牛顿第二定律的性质牛顿第二定律的性质 (1)因果性：力是产生因果性：力是产生加速度的原因加速度的原因物体的加速度是力物体的加速度是力(外因外因)和质量和质量(内因内因)共同影响产生的结果共同影响产生的结果 (2)矢量性：物体加速度的方向总是与合外力的方向相同矢量性：物体加速度的方向总是与合外力的方向相同 解析解析 物体加速度的大小与质量和速度大小的乘积无关物体加速度的大小与质量和速度大小的乘积无关，选选项项 A 错误；物体所受合力不为零错误；物体所受合力不为零，则加速度不为零则加速度不为零，选项选项 B错误；加速度的大小与物体所受的合力成正比错误；加速度的大小与物体所受的合力成正比，选项选项 C 错误；错误；在物体所受合力一定时在物体所受合力一定时，物体的加速度与物体的质量成反比物体的加速度与物体的质量成反比，选项选项 D 正确正确 牛顿第二定律瞬时值问题牛顿第二定律瞬时值问题 如图所示如图所示， 质量分别为质量分别为 mA和和 mB的的 A、B 两球用轻弹簧连接两球用轻弹簧连接，A 球用细线悬挂起来球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态 如果将悬挂两球均处于静止状态 如果将悬挂 A 球的细线球的细线剪断剪断，分别求出此时分别求出此时 A 和和 B 的瞬时加速度？的瞬时加速度？ 思路点拨思路点拨 这是一道已知物体的运动情况求物体的受力情况这是一道已知物体的运动情况求物体的受力情况的问题的问题，解决此类问题的基本思路是：根据运动情况解决此类问题的基本思路是：根据运动情况据运动学公式据运动学公式确定加速度确定加速度 a据据Fma确定合外力确定合外力确定受力情确定受力情况况 已知受力情况确定运动情况已知受力情况确定运动情况 如图所示如图所示，质量为质量为 4 kg 的物体静止在水平面上的物体静止在水平面上，物体物体与水平面间的动摩擦因数为与水平面间的动摩擦因数为 0.5.物体受到大小为物体受到大小为 20 N、 与水、 与水平方向成平方向成 37角斜向上的拉力角斜向上的拉力 F 作用时作用时，沿水平面做匀加速沿水平面做匀加速运动运动，求：求： (1)物体加速度的大小物体加速度的大小 (2)物体在物体在4 s内的位移大小内的位移大小 (g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8) 知识点三知识点三 单位制及其应用单位制及其应用 1单位制可以简化计算过单位制可以简化计算过程：程：计算时首先将各物理量的单位计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中统一到国际单位制中， 用国际单位制中的基本单位和导出单位用国际单位制中的基本单位和导出单位表示表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面只在数字后面写上相应待求量的单位即可写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便从而使计算简便 2单位制可检查物理量关系式的正误：单位制可检查物理量关系式的正误：根据物理量的单位根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题， 或者所求结果的单位与采用如果发现某公式在单位上有问题， 或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致， 那么该公式或计算结果肯定是的单位制中该量的单位不一致， 那么该公式或计算结果肯定是错误的错误的 3比较某个物理量不同值的大小时比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统必须先把它们的单位统一到同一单位制中一到同一单位制中，再根据数值来比较再根据数值来比较 当小物体在第二阶段中与传送带具有共同速度时当小物体在第二阶段中与传送带具有共同速度时， 所受摩擦力所受摩擦力 f0， 又由于又由于 mgsin 30mgcos 30， 故小物故小物体仍会继续体仍会继续加速下滑加速下滑，而摩擦力方向变为沿斜面向上，受力分析如图，而摩擦力方向变为沿斜面向上，受力分析如图 2 所所示示，由牛顿第二定律知：由牛顿第二定律知： x 轴方向上：轴方向上：mgsin 30fma2， y 轴方向上：轴方向上：Nmgcos 300， 摩擦力公式：摩擦力公式：fN. 解得解得 a2g(sin 30cos 30)2.0 m/s2. 因而因而，在第二阶段小物体以在第二阶段小物体以 v2 m/s 和和 a2.0 m/s2做匀加速做匀加速运动运动，其位移其位移 x2lx13.25 m0.25 m3.0 m. 解答传送带问题时解答传送带问题时， 首先要结合物体的运动情况首先要结合物体的运动情况，判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力及摩擦力的方向，判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力及摩擦力的方向，然后对物体进行受力分析和运动状态分然后对物体进行受力分析和运动状态分析析，求出问题的答案，求出问题的答案 第一段加速运动的时间为第一段加速运动的时间为 t1va21 s2 s 第二段匀速运动的时间为第二段匀速运动的时间为 t2ss1v2022 s9 s 所以所以， 物体从物体从A端运动到端运动到B端的时间为端的时间为tt1t22 s9 s11 s.