高中物理第四章牛顿运动定律第3课时牛顿第二定律课时达标训练新人教必修.docx

第3课时 牛顿第二定律前基础预习l 牛顿第二定律内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同公式：Fkma，F指的是物体所受的合力当各物理量的单位都取国际单位时，k1，Fma.力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N. “牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫做1 N，即1 N1_kgm/s2.l 对牛顿第二定律的理解瞬时性：a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系矢量性：Fma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与合外力F的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均相同同体性：公式Fma中各物理量都是针对同一物体的独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足Fma，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度故牛顿第二定律可表示为l 合外力、加速度、速度的关系力与加速度为因果关系力是因，加速度是果，只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度加速度与合外力方向总相同、大小与合外力成正比力与速度无因果关系合外力与速度方向可以同向，可以反向；合外力与速度方向同向时，物体做加速运动，反向时物体做减速运动两个加速度公式的区别a是加速度的定义式，是比值定义法定义的物理量，a与v、v、t均无关；a是加速度的决定式，加速度由其受到的合外力和质量决定堂达标练习？1下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的理解，正确的是()A由Fma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B由m可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比C由a可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比D由m可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力求出思路点拨：力是产生加速度的原因，物体加速度的大小由所受外力和其质量共同决定，而物体所受外力的大小、自身的质量与它的加速度大小无关.CD解析：a是加速度的决定式，a与F成正比，与m成反比；Fma说明力是产生加速度的原因，但不能说F与m成正比，与a成正比；质量是物体的固有属性，与F、a皆无关，但物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力求出？2如图所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力F20 N拉物体由A点开始运动，经过8 s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止求：(g10 m/s2) (1)在拉力F作用下物体运动的加速度大小；(2)撤去拉力时物体的速度大小；(3)撤去拉力F后物体运动的距离思路点拨：应用牛顿第二定律解题步骤：确定研究对象；进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动示意图；求合外力F或加速度a；根据Fma列方程求解(1)0.5 m/s2(2)4 m/s(3)4 m解析：(1)对物体受力分析，如图所示竖直方向mgFN水平方向，由牛顿第二定律得FFNma1解得a10.5 m/s2(2)撤去拉力时物体的速度va1t解得v4 m/s(3)撤去拉力F后由牛顿第二定律得mgma2解得a2g2 m/s2由0v22a2x解得x4 m？3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 370.6，cos 370.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；(2)求悬线对球的拉力大小思路点拨：应用牛顿第二定律解题方法：矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合外力，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力建立坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程Fxma，Fy0.特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a.根据牛顿第二定律列方程及F求合外力(1)7.5 m/s2，方向水平向右车厢可能向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动(2)12.5 N解析：解法一(合成法)(1)小球和车厢相对静止，它们的加速度相同以小球为研究对象，对小球进行受力分析如图所示，小球所受合力为F合mgtan 37.由牛顿第二定律得小球的加速度为agtan 37g7.5 m/s2，加速度方向水平向右车厢的加速度与小球相同，车厢做的是向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动(2)由图可知，悬线对球的拉力大小为FT12.5 N.解法二(正交分解法)(1)建立直角坐标系如图所示，正交分解各力，根据牛顿第二定律列方程得x方向：FTxmay方向：FTymg0即FTsin 37maFTcos 37mg0解得ag7.5 m/s2加速度方向水平向右车厢的加速度与小球相同，车厢做的是向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动(2)由(1)中所列方程解得悬线对球的拉力大小为FT12.5 N.后综合测验1.关于速度、加速度、合外力的关系，下列说法正确的是()A物体的速度越大则加速度越大，所受合外力也越大B物体的速度为零则加速度为零，所受合外力也为零C物体的速度为零而加速度可能很大，所受合外力也可能很大D物体的速度很大而加速度可能为零，所受合外力也可能为零2.一质点做匀速直线运动.现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( )A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变 3.如图所示,固定斜面的上表面光滑,圆球用水平细线系于斜面顶端,系统处于静止状态.在剪断细线的瞬间,下列说法正确的是( )A.圆球立即获得水平向左的加速度B.圆球立即获得沿斜面向下的加速度C.圆球立即获得沿斜面向下的速度D.圆球的瞬时速度为零 4.如图所示,质量分别为m、2m的小球A、B,由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内,已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动,细线中的拉力为F,此时突然剪断细线,在线断的瞬间,弹簧弹力的大小和小球A的加速度的大小分别为( )A., B.,C., D., 5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，对车厢运动状态的判断正确的是()A车厢向右运动，速度在增大B车厢向右运动，速度在减小C车厢向左运动，速度在增大D车厢向左运动，速度在减小6如图所示，位于水平地面上的质量为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.B.C.D.7如图所示，在沿平直轨道行驶的车厢内，有一轻绳的上端固定在车厢的顶部，下端拴一小球，当小球相对车厢静止时，悬线与竖直方向夹角为，则下列关于车厢的运动情况正确的是()A车厢加速度大小为gtan，方向沿水平向左B车厢加速度大小为gtan，方向沿水平向右C车厢加速度大小为gsin，方向沿水平向左D车厢加速度大小为gsin，方向沿水平向右8.一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F、方向如图6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()Aa变大 Ba不变 Ca变小 D因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势9如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进突然发生意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是()AmBma Cm Dm(ga)10将质量为0.5 kg的小球，以30 m/s的速度竖直上抛，经过2.5 s小球到达最高点(取g10 m/s2)求：(1)小球在上升过程中受到的空气的平均阻力；(2)小球在最高点时的加速度大小；(3)若空气阻力不变，小球下落时的加速度为多大？11如图所示，一物体从光滑斜面的顶端由静止开始下滑，倾角30，斜面静止不动，重力加速度g10 m/s2.求：(1)物体下滑过程的加速度是多大？(2)若斜面不光滑，物体与斜面间的动摩擦因数，物体下滑过程的加速度又是多大？参考答案与解析1.CD2.BC3.BD4.A5.BC6.D【解析】取M为研究对象，其受力分析如图所示在竖直方向合力为零，即FsinFNMg在水平方向由牛顿第二定律得Fcos FNMa由以上两式可得a，D项正确8.A【解析】对物块受力分析如图，分解力F，由牛顿第二定律得Fcos ma，故a，F增大，a变大9.C【解析】西瓜与汽车具有相同的加速度a，对西瓜A受力分析如图，F表示周围西瓜对A的作用力，则由牛顿第二定律