高一物理第3节《牛顿第二定律》（上）学案

111高一物理必修1 高一年级上学期使用 第四章牛顿运动定律 班级_簇号_姓名_ 学号_【学习要求】基本要求1.掌握牛顿第二定律的内容和数学表达式.2.知道公式中F指的是物体所受的合外力，知道加速度的方向与合外力的方向一致.3.知道力的单位“牛顿”的定义方法.4.根据牛顿第二定律进一步理解G=mg.5.运用牛顿第二定律，解决简单的动力学问题.发展要求1.理解加速度与物体所受的合力之间的关系.2.会用正交分解法和牛顿第二定律解决实际问题.说明连接体问题只限于各物体加速度相同的情形.【自主学习】知识梳理自主探究1.牛顿第二定律物体的加速度跟_成正比，跟物体的_成反比，这就是牛顿第二定律.用比例式表示为：_或_，写成等式为_，其中k是比例系数，F是物体所受的_.2.力的单位在国际单位制中，力的单位是_，符号是_.它是根据牛顿第二定律定义的：使质量为_的物体产生_的加速度的力，叫做1 N，即1 N=_，此时比例系数k=1，牛顿第二定律的表达式变为_.1.有人认为：“牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例，即合力为零的情况，所以牛顿第一定律的意义不大.”这种说法是否合理？2.从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度.可是我们用力提一个很重的物体时却提不起它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？【理解升华】1.对牛顿第二定律的进一步理解 牛顿第二定律揭示了加速度与力及质量三者间的定量关系，解决了加速度的大小、方向和决定因素等问题.对于牛顿第二定律，应从以下几方面加深理解：（1）同向性：物体加速度的方向与物体所受合力的方向总是相同.（2）瞬时性：物体的加速度与物体所受的合力总是同时产生，同时变化，同时消失.所以牛顿第二定律反映的是力的瞬时效应，它是力的瞬时作用规律.（3）同体性：加速度、合外力、质量是对应于同一个物体的，所以分析问题时一定要确定好研究对象，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚.（4）独立性：作用在物体上的每个力都独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关，合力的加速度即是这些加速度的矢量和.（5）相对性：物体的加速度必须是对静止的或匀速直线运动的参考系而言的.对加速运动的参考系不适用.如图所示，若物体A、B均加速运动，但加速度不同，求B相对于A的加速度时，若以A为参考系，运用牛顿第二定律则是错误的，因为A是加速运动的.只能是运用牛顿第二定律求B对地的加速度aB，求A对地的加速度aA，然后得到aBA=aBaA. 特别提醒：牛顿第二定律仅适用于惯性参考系，即只有以地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为参考系时，才能应用牛顿第二定律.【例题剖析】应用点一：对力与运动关系的理解 例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，如图所示，当旅客看到弹簧的长度变长时对火车运动状态的判断可能的是（ ）A.火车向右方向运动，速度在增加中 B.火车向右方向运动，速度在减小中C.火车向左方向运动，速度在增加中D.火车向左方向运动，速度在减小中 拓展练习1：如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.（g取10 m/s2，sin 37=0.6，cos 37=0.8）（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况.（2）求悬线对球的拉力. 【巩固练习】1.在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中，有关比例系数k的说法，正确的是（ ）A.k的数值由F、m、a的数值决定B.k的数值由F、m、a的单位决定C.在国际单位制中，k=1D.在任何情况下k都等于12.静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力的作用，当力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是（ ）A.物体同时获得速度和加速度B.物体立即获得加速度，但速度仍为零C.物体立即获得速度，但加速度仍为零D.物体的速度和加速度为零3.关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是（ ）A.物体的速度增大，则加速度越大，所受的合外力也越大B.物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零C.物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D.物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零4.从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时，却推不动它，这是因为（ ）A.牛顿第二定律不适用于静止物体B.桌子的加速度很小，速度增量极小，眼睛不易觉察到C.推力小于静摩擦力，加速度是负的D.桌子所受的合力为零5.下列说法正确的是（ ）A.物体所受的合外力为零时，物体的速度必为零B.物体所受的合外力越大，则加速度越大，速度也越大C.物体的速度方向与物体受到的合外力方向一定相同D.物体的加速度方向一定与物体受到的合外力方向相同6.如图所示，物体在水平拉力F和地面滑动摩擦力的共同作用下，沿水平地面向右做匀加速直线运动.现让拉力F逐渐减小，则物体的加速度和速度的变化情况应是（ ）A.加速度逐渐变小，速度逐渐变大B.加速度和速度都在逐渐变小C.加速度和速度都在逐渐变大D.加速度先变小后变大，速度先变大后变小应用点二：牛顿第二定律的理解和应用 【课后作业】1、完成巩固练习【学习后记】高一物理必修1 高一年级上学期使用 备课组长：王佐峰第四章牛顿运动定律 学案编号：WL10010404班级_簇号_姓名_ 学号_第3节 牛顿第二定律(下）编写：赵伟审核：樊海霞使用日期：2013年1月_日星期_例2：在倾角为30的斜面上，一个物体从静止开始下滑，已知物体与斜面之间的动摩擦因数为0.20.物体下滑的加速度为多大？点评：应用牛顿第二定律解题时，首先要正确分析研究对象的受力并画出受力分析图，然后以加速度的方向为x轴进行正交分解，在互相垂直的两个方向上列式求解.拓展练习2：如右上图所示，位于水平面上质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成角的拉力作用下沿地面做加速运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为，则木块的加速度为A.F/MB.Fcos /MC.（Fcos Mg）/MD.Fcos （MgFsin ）/M应用点三：牛顿第二定律的瞬时性 例3：如图所示，质量分别为mA和mB的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细绳悬挂起来，两球均处于静止状态.如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬时加速度各是多少？ 点评：牛顿第二定律的核心是加速度与合外力的瞬时对应关系.某时刻的加速度叫瞬时加速度，是由瞬时合外力决定的.解决这类问题时要注意，当指定的某个力发生变化时，是否还隐含着其他力也发生变化，像弹簧、橡皮绳等提供弹力时，由于形变量较大，弹力不会瞬间改变，而细绳、钢丝则不同，由于它的形变量很小，所提供的弹力会在瞬时改变.拓展练习3： 上题中将AB间的弹簧换成弹性细线，如图所示，剪断悬挂A球的细线的瞬间，A、B的加速度分别为多大？【巩固练习】7.质量为m的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a.当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度为a，则（ ）A.a=aB.a2aC.a2aD.a=2a8.如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1 kg的物块.在水平地面上当小车做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10 N.当小车做匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8 N，这时小车运动的加速度大小是（ ）A.2 m/s2B.4 m/s2C.6 m/s2D.8 m/s2 8题图 9题图9. 如图所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F，方向如图所示的力去推它，使它以加速度a向右运动.若保持力的方向不变而增大力的大小，则A.a变大B.a不变C.a变小D.因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势10.涑北中学某物理教师沿水平方向推一质量为45 kg的小车，当推力为90 N时，车的加速度为1.8 m/s2，突然撤去推力时，小车的加速度为多少？【课后作业】1、完成巩固练习；2、完成课后作业【学习后记】111111印5份第四章牛顿运动定律 学案编号：WL10010403、WL10010404第3节 牛顿第二定律例1：加速度a方向向左，并不能说明速度方向也向左，应有两种可能情况：速度v向左时，v增大，做加速运动，故C正确；速度v方向向右时，a与v方向相反，速度减小，做减速运动，故B正确.故选BC.例2：解析：以物体为研究对象，受力分析如图434所示，以垂直于斜面方向为y轴，沿斜面方向为x轴，建立直角坐标系，在y轴方向由平衡条件得：FN=mgcos 在x轴方向上，由牛顿第二定律得：mgsin Ff=ma且Ff=FN由得：a=3.3 m/s2.例3：，方向竖直向下 0拓展练习1：（1）7.5 m/s2方向向右，车厢向右匀加速运动或向左匀减速运动（2）12.5 N拓展练习2：D拓展练习3：都为g【巩固练习】1.BC 2.B 3.CD 4.D 5.D 6.D 7.C 8.B 9.A10.解析：设小车受到的摩擦力为Ff，则由牛顿第二定律得：FFf=ma1，则Ff=Fma1=90 N451.8 N=9 N.撤去推力时，由牛顿第二定律得：Ff=ma2，则a2= m/s2=0.2 m/s2，与运动方向相反.答案：0.2 m/s2，方向与运动方向相反111