山东省德州市武城县第二中学高中物理《43 牛顿第二定律》学案 新人教版必修1.doc

山东省德州市武城县第二中学2015高中物理4-3 牛顿第二定律学案 新人教版必修1一、牛顿第二定律的得出（阅读教材p74页独立完成下列填空）一定时，加速度与合外力成 比；即： 一定时，加速度与质量成 比；即： 综合以上两个因素，加速度与合外力和质量的关系表达为 ；注意：实际物体所受的力往往不止一个，这时式中f指的是物体所受的合力如果k=1，这样牛顿第二定律可以表达为 。力的国际单位是 ，根据 定义的。当物体的质量为，在某力的作用下获得的加速度为，由牛顿第二定律可得， ，我们就把它定义为牛顿。二、牛顿第二定律深入认识(老师讲解时注意理解、记忆、笔记)1.牛顿第二定律反映了加速度与力的关系（1）因果对应关系：公式f=ma表明，只要物体所受合力不为零，物体就产生加速度，即力是产生加速度的 。（2）矢量对应关系：加速度与合力的方向 。（3）瞬时对应关系：表达式f=ma是对运动过程的每一瞬间都成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。（4）独立对应关系：当物体受到几个力的作用时，各力将独立产生与其对应的加速度。但物体实际表现出来的加速度是物体各力产生的加速度 的结果。（5）三量同体关系：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一定把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。2.牛顿第二定律只适用于惯性参考系，惯性参考系是指相对于地面静止或匀速的参考系；牛顿第二定律只适用于宏观低速运动的物体。3.是定义式；是决定式。两个加速度公式，一个是纯粹从运动学（现象）角度来研究运动；一个从本质内因进行研究。【课堂互动探究】一、合外力、加速度、速度的关系(1)物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向，合外力与加速度的大小关系是fma，只要有合外力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只要合外力为零，则加速度为零，与速度的大小无关只有速度的变化率才与合外力有必然的联系(2)合力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速(3)力与运动关系：力是改变物体运动状态的原因，即力加速度速度变化(运动状态变化)，物体所受到的合外力决定了物体加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小，加速度的大小与速度大小无必然的联系(4)加速度的定义式与决定式：a是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法；a是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素【典例1】下列说法正确的是 ()a物体的速度为零时，合外力一定为零 b物体所受合外力为零，速度一定为零c物体所受合外力减小时，速度一定减小d物体所受合外力减小时，加速度一定减小【审题指导】注意理解合外力、加速度、速度之间的关系。【自主解答】【变式训练】由牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，但是用较小的力去推地面上很重的物体时，物体仍然静止，这是因为 ()a推力比摩擦力小 b物体有加速度，但太小，不易被察觉c物体所受推力比物体的重力小 d物体所受合外力为零【典例2】如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度及合力的变化情况怎样？小球做什么运动？【审题指导】注意力和加速度的瞬时对应关系，以及加速度的变化对运动性质的影响。【自主解答】【变式训练】雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大，下图的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是 ()三、瞬时加速度问题求解瞬时加速度应注意以下两个方面：（1）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失.分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该瞬时前后的受力情况及变化.（2）明确轻杆、轻绳、轻弹簧、橡皮条等力学模型的特点：轻杆、轻绳的形变可瞬时产生或恢复，故其弹力可以瞬时突变；轻弹簧、橡皮条在两端都连有物体时，形变恢复需较长时间，其弹力大小与方向均不能突变.【典例4】如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为m的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为、.重力加速度大小为g.则有( )a， b，c， d，【审题指导】分析木板被抽出瞬间的受力情况时注意哪些力发生了突变，哪些力保持不变.【自主解答】【变式训练】如图天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球，两小球均保持静止，当突然剪断细绳时，上面小球a与下面小球b的加速度、分别为（ ）a. b. c. d. 四、牛顿第二定律的应用应用牛顿第二定律解题的一般步骤：(1)确定研究对象(有时选取合适的研究对象，可使解题大为简化)(2)分析研究对象的受力情况，画出受力分析图(3)选定正方向或建立适当的正交坐标系(4)求合力，列方程求解(5)对结果进行检验或讨论【典例5】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1kg.(g10m/s2，sin370.6，cos370.8)(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【审题指导】在做题中体会牛顿第二定律处理问题的环节和步骤。【自主解答】【变式训练】一个小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运动第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1.第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触)，加速度为a2.则 ()aa1a2ba1a2 d无法判断【基础知识达标】1.关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是（ ）a.由牛顿第二定律可知，加速大的物体，所受的合力一定大b.牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定就小c.由f=ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比d.对同一物体而言，物体的加速度与物体所受的合力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合力方向一致2.如图所示，长木板a的右端与桌面相齐，木板与桌面间的动摩擦因数为，今用一水平恒力f将a推出桌边，在长木板开始翻转之前，木板的加速度大小将会（）a.逐渐减小 b.逐渐增大c.不变 d.先减小后增大3.一个物体在几个力的作用下做匀速直线运动，当与速度方向相反的一个力逐渐减小时，物体的( )a.加速度减小，速度减小，位移减小 b.加速度减小，速度减小，位移增大c.加速度增大，速度增大，位移减小 d.加速度增大，速度增大，位移增大4.a、b、c三球大小相同，a为实心木球，b为实心铁球，c是质量与a一样的空心铁球，三球同时从同一高度由静止落下，若受到的阻力相同，则（）a.b球下落的加速度最大b.c球下落的加速度最大c.a球下落的加速度最大d.b球落地时间最短，a、c球同落地f5.某物体在水平面上沿直线运动，受到大小恒为2n的摩擦阻力作用，当对它施加4 n的水平拉力时，物体的加速度大小为2 m/s2,当水平拉力变为10 n时，物体的加速度多大？物体的质量多大？【知能巩固作业】1.在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则（ ）a.物体同时具有加速度和速度 b.物体立即获得加速度，速度仍为零c.物体立即获得速度，加速度仍为零d.物体的速度和加速度均为零2.关于牛顿第二定律的下列说法中，正确的是 （ ）a.物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合力大小决定，与物体的速度无关b.物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定，与速度方向无关c.物体所受合力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的d.一旦物体所受合力为零，则物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了3.重为10n的物体以v在粗糙的水平面上向左运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1，现在给物体施加水平向右的拉力f，其大小为20n，则物体受到的摩擦力和加速度大小为（g取10m/s2）（）a.1n，20m/s2 b.0，21m/s2 c.1n，21m/s2 d.1n，19m/s24.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是（ ）a.2 m/s2，方向向右 b.4 m/s2，方向向右 c.6 m/s2，方向向左 d.8 m/s2，方向向左5.两个物体a和b，质量分别为和，互相接触放在光滑的水平面上，如图所示，对物体a施以水平的推力f，则物体a对b的作用力等于（）a. b. c. d. 6.质量为2kg的物体在水平推力的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去，其运动的图像如图所示.取