高一物理教科版必修1 第1部分 第三章 第3节《牛顿第二定律》课件

欢迎进入物理课堂 第三章 第3节 理解教材新知 把握热点考向 知识点一 知识点二 考向一 考向二 考向三 应用创新演练 随堂基础巩固 课时跟踪训练 1 物体的加速度的大小跟物体所受的合力成正比 跟它的质量成反比 加速度的方向跟合力的方向相同 2 表达式 F ma 3 物体的加速度与物体所受的合外力具有瞬时对应关系 4 基本单位和导出单位一起组成了单位制 在力学中 选定长度 质量和时间这三个物理量的单位作为基本单位 牛顿第二定律 自学教材 1 加速度与作用力和质量的关系当物体的质量相同时 加速度跟作用在物体上的合力成 当物体受到的合力相同时 加速度跟质量成 2 牛顿第二定律的内容物体的加速度跟所受的合力成正比 跟物体的质量成反比 加速度的方向跟方向相同 正比 反比 合力 3 牛顿第二定律的表达式F ma 1 公式中的F为物体所受外力的合力 即合外力 而不是物体受到的某一个力或某个力的分力 2 公式中的a为物体实际运动的加速度 即合加速度 重点诠释 1 牛顿第二定律的五种特性 2 牛顿第二定律和牛顿第一定律的关系 1 牛顿第一定律揭示了物体在不受力时的运动规律 同时 还指出了力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因 从而完善了力的内涵 揭示了力的本质 2 在牛顿第一定律的基础上 人们才能准确地研究物体受力时的运动规律 因此牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础 而不是牛顿第二定律的特例 3 牛顿第二定律进一步定量地给出了决定物体加速度的两个因素 即物体所受的合外力和物体的质量 解析 a m F三个物理量的决定关系是 力F和质量m决定了加速度a 而加速度a不能决定力的大小或质量的大小 答案 CD 力学单位制 自学教材 1 基本单位在物理学中所选定的基本量的单位 总共有七个基本单位 在力学中有三个基本单位 它们是长度 质量 时间的单位 2 导出单位由基本量根据物理关系式推导出来的其他物理量的单位 叫做导出单位 例如在力学中力 速度 加速度等一些物理量的单位都是导出单位 3 单位制基本单位和导出单位一起组成了单位制 在国际单位制中 力学基本量的单位是米 千克 秒 其他的导出单位都是由这三个单位和各物理量的关系式推导出来的 这一单位制是目前国际上通用的 重点诠释 1 国际单位制中的基本物理量和相应国际单位制中的基本单位 2 单位制在物理计算中的应用 1 在利用物理公式进行计算时 为了在代入数据时不使表达式过于繁杂 我们要把各个量换算到同一单位制中 这样计算时就不必一一写出各量的单位 只要在所求结果后写上对应的单位即可 从而使物理运算简化 2 习惯上把各量的单位统一成国际单位 只要正确地应用公式 计算结果必定是用国际单位来表示的 3 物理公式在确定物理量关系的同时 也确定了物理量的单位关系 在推导物理量的单位时 一定要借助物理公式 4 物理单位正确是一个物理量表达式正确的必要条件 利用这一点可以帮助我们从另一个角度检查物理公式 运算过程和结果是否正确 若发现等式两边的单位不一致 则说明计算有误 2 下列说法中不正确的是 A 在力学中 力是基本概念 所以力的单位 牛顿 是力学单位制中的基本单位B 因为力的单位是牛顿 而1N 1kg m s2 所以牛顿是导出单位C 各物理量采用国际单位 通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位D 物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系 同时也确定了物理量间的单位关系 解析 力 虽然是力学中的一个最基本的概念 但它的单位 牛顿 却不是力学中的基本单位 力学中的基本单位是千克 米 秒 其他皆为导出单位 物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系 同时也确定了物理量之间的单位关系 已知量采用国际单位 通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位 单位制在力学计算中的意义正在于此 答案 A 对牛顿第二定律的理解 例1 关于速度 加速度 合力的关系 下列说法中错误的是 A 原来静止在光滑水平面上的物体 受到水平推力的瞬间 物体立刻获得加速度B 加速度的方向与合力的方向总是一致的 但与速度的方向可能相同 也可能不同C 在初速度为0的匀加速直线运动中 速度 加速度与合力的方向总是一致的D 合力变小 物体的速度一定变小 思路点拨 解答本题时应注意以下三点 1 牛顿第二定律的瞬时性 2 加速度与合力的方向关系 3 加速度与速度的变化关系 解析 由牛顿第二定律可知A B正确 初速度为0的匀加速直线运动中 v a F三者的方向相同 故C正确 合力变小 加速度变小 但速度是变大还是变小取决于加速度与速度的方向关系 D错误 答案 D 借题发挥 1 牛顿第二定律给出了力和加速度的瞬时对应关系 即合外力决定物体的加速度 合外力和加速度同时产生 同时变化 同时消失 且方向一定相同 2 物体所受合外力的方向 即a的方向 与物体的运动方向没有必然联系 但我们可以从F与v方向间的关系来确定物体加速还是减速 若二者同向或方向夹角为锐角 则v增加 若二者反向或方向夹角为钝角 则v减小 1 在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球 弹簧处于自然长度 如图3 3 1所示 当旅客看到弹簧的长度变长时 火车的运动状态可能是 A 火车向右运动 速度在增加中B 火车向右运动 速度在减小中C 火车向左运动 速度在增加中D 火车向左运动 速度在减小中 图3 3 1 解析 以小球作为研究对象 由于弹簧变长了 故小球受到向左的弹力 即小球受到的合力向左 因为加速度a与F合同向 故小球的加速度方向向左 若速度v向左时 a与v方向相同 v增大 做加速运动 C项正确 若速度v向右时 a与v方向相反 速度v减小 做减速运动 B项正确 答案 BC 牛顿第二定律的瞬时应用 例2 图3 3 2中小球m处于静止状态 弹簧与竖直方向的夹角为 烧断BO绳的瞬间 试求小球m的加速度的大小和方向 图3 3 2 思路点拨 求解该题可按如下思路分析 答案 gtan 方向水平向右 借题发挥 1 由牛顿第二定律F ma可知 物体在某一瞬时的加速度是由该时刻的合外力决定的 因此分析细绳烧断瞬间的受力情况是关键 2 瞬时性问题中两类基本模型的特点 轻绳 或轻杆 由于其不可伸长 即无论所受拉力多大 长度不变 不需要形变恢复时间 认为其弹力大小可以发生突变 突变成零或其他的值 轻弹簧 或橡皮绳 受力后发生较大形变 产生形变或使形变消失都有一个过程 在瞬间内形变量可以认为不变 因此发生瞬时性变化时 可以认为弹力大小不变 即弹力的大小不能突变 2 如图3 3 3所示 甲 乙之间用细线连接且甲 乙的质量均为m 弹簧和细线的质量可忽略不计 当细线被烧断的瞬间 甲 乙的加速度数值应是下列哪一种情况 A 甲是0 乙是gB 甲是g 乙是gC 甲是0 乙是0 图3 3 3 解析 烧断前 细线的拉力T mg 弹簧的弹力F 2mg 烧断的瞬间 细线的拉力T消失 乙只受重力作用 做自由落体运动 a乙 g 甲物体受向下的重力和向上的弹力作用 此刻 弹力未来得及变化 大小仍为2mg 对甲运用牛顿第二定律 2mg mg ma甲 解得a甲 g 方向向上 选项B正确 答案 B 单位制的应用 例3 一个物体在2N的外力作用下 产生10cm s2的加速度 求该物体的质量 下面有几种不同的求法 其中单位的运用正确 简洁而又规范的是 思路点拨 利用物理公式进行运算时 只要各量均取国际单位制单位 结果一定是国际单位制单位 不用进行单位运算 解析 在进行数量运算的同时 也要把单位带进运算 在备选的四个选项中 A D项均错误 B项解题过程正确但不简洁 只有选项C运算正确 且简洁而又规范 答案 C 借题发挥 1 题目中物理量的单位必须统一到同一单位制中 我们一般是选用国际单位制 2 只有采用国际单位制 公式F kma中的k才能等于1 3 当各物理量均采用国际单位时 运用公式进行运算时 公式中的各量不必都写上单位 只需在最后的数值后面写出正确的单位即可 答案 B 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全