3.牛顿第二定律

高中物理 必修1 教科版 第三章牛顿运动定律学案3牛顿第二定律 3 1 2 知道牛顿第二定律的内容 表达式的确切含义 知道国际单位制中力的单位 牛顿 是怎样定义的 了解单位制的构成及力学中三个基本物理量在国际单位制中的单位 4 能应用牛顿第二定律解决简单的实际问题 一 牛顿第二定律1 正比反比相同二 力学单位制1 单位2 导出单位3 基本单位导出单位4 长度质量时间米千克秒 一 牛顿第二定律 答案 问题设计 要点提炼 国际 合外力 变化 消失 要点提炼 3 矢量性 F ma是矢量表达式 任一时刻a的方向均与 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 4 同体性 公式F ma中各物理量都是针对 的 5 独立性 当物体同时受到几个力作用时 各个力都满足F ma 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 故牛顿第二定律可表示为 合外力F 相同 同一物体 合加速度 要点提炼 3 合外力 加速度 速度的关系 1 力与加速度为因果关系 加速度与合外力方向总 大小与合外力成 2 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 时 物体做加速运动 时物体做减速运动 3 两个加速度公式的区别a v t是加速度的定义式 是 法定义的物理量 a与v v t均 a F m是加速度的决定式 加速度由其受到的合外力和质量决定 相同 正比 同向 反向 比值 无关 答案 美国国家航空航天局 NASA 在20世纪末曾发射过一个火星探测器 但它由于靠火星过近 结果因温度过高而起火 并脱离轨道坠入火星的大气层 航空航天局调查事故原因时发现 原来探测器的制造商洛克希德 马丁公司计算加速度时使用了英制单位 而喷气推动实验室的工程师理所当然地认为他们提供的数据是以国际单位制算出来的 并把这些数据直接输入电脑 从这次事故的原因上 你能得到什么启示 在国际上采用统一的单位制是非常重要的 也是非常必要的 二 力学单位制 要点提炼 1 国际单位制中的力学单位 1 基本单位长度l 单位 质量m 单位 时间t 单位 2 常用的导出单位速度 v 由公式v 导出 单位 加速度 a 由公式a 导出 单位 力 F 由公式 导出 单位 此外还有功 功率 压强等等 m kg s m s m s2 F ma N 或kg m s2 x t v t 三 牛顿第二定律的简单应用 1 解题步骤 1 确定研究对象 2 进行受力分析和运动情况分析 作出受力和运动示意图 3 求合力F或加速度a 4 根据F ma列方程求解 2 解题方法 1 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力 加速度的方向与物体所受合外力的方向相同 例1 下列对牛顿第二定律的表达式F ma及其变形公式的理解 正确的是 A 由F ma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 F a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 F m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 F a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 一 对牛顿第二定律的理解 CD m与F a皆无关 是物体的固有属性 例2 在解一道计算题时 由字母表达结果的计算题 一个同学解得位移x F 2m t1 t2 用单位制的方法检查 这个结果 A 可能是正确的B 一定是错误的C 如果用国际单位制 结果可能正确D 用国际单位制 结果错误 如果用其他单位制 结果可能正确 解析 长度单位 m 加速度单位 m s2 时间单位 s 速度单位 m s B 二 单位制的应用 解析 三 牛顿第二定律的简单应用 例3 如图所示 一质量为8kg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F 20N拉物体由A点开始运动 经过8s后撤去拉力F 再经过一段时间物体到达B点停止 求 g 10m s2 1 在拉力F作用下物体运动的加速度大小 N F f 竖直方向 mg N 解析 二 牛顿第二定律的简单应用 例3 如图所示 一质量为8kg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F 20N拉物体由A点开始运动 经过8s后撤去拉力F 再经过一段时间物体到达B点停止 求 g 10m s2 2 撤去拉力时物体的速度大小 物体匀加速直线运动了8s N F f 解析 二 牛顿第二定律的简单应用 例3 如图所示 一质量为8kg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F 20N拉物体由A点开始运动 经过8s后撤去拉力F 再经过一段时间物体到达B点停止 求 g 10m s2 3 撤去拉力F后物体运动的距离 N F f 只受摩擦力 1 牛顿第二定律的简单应用 如图所示 两个人同时用大小分别为F1 120N F2 80N的水平力拉放在水平光滑地面的小车 如果小车的质量m 20kg 则小车的加速度 A 方向向左 大小为10m s2B 方向向左 大小为2m s2C 方向向右 大小为10m s2D 方向向右 大