沪科版必修1 5.2探究加速度与力、质量的关系5.3牛顿第二定律 学案 (1).doc

讲练互动【例题1】 如图5-3-1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（ ）图5-3-1a.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，速度先变大后变小解析：当f逐渐减小时，物体所受的合外力就会逐渐减小，由牛顿第二定律的瞬时性可知，物体的加速度将逐渐减小，但物体仍做加速运动，其速度仍在继续增大。当拉力f减小到等于滑动摩擦力时，物体所受的合外力为零，加速度为零，但物体却达到了最大速度。 当拉力f再继续减小，则它将小于滑动摩擦力，物体所受合外力的方向改变，它的加速度方向也随之改变，加速度的方向与物体速度的方向相反，物体开始做减速运动，直至停止。在减速运动的过程中物体加速度的大小却是逐渐变大的，故正确选项为d。答案：d绿色通道:要注意牛顿第二定律的瞬时性，拉力减小物体的加速度随之减小，要注意的是物体的速度却不一定减小，要看加速度的方向与速度方向之间的关系。若加速度的方向与速度的方向相同，则物体的速度会继续增大；若加速度的方向与速度的方向相反，则物体将做减速运动。变式训练1.（经典回放）一个物体在几个力的作用下处于平衡状态，若使其中一个向东的力逐渐减小，直至为零，则在此过程中物体的加速度（ ）a.方向一定向东，且逐渐增大 b.方向一定向西，且逐渐增大c.方向一定向西，且逐渐减小 d.方向一定向东，且逐渐减小解析：物体加速度的方向一定和物体所受合外力的方向一致，对于确定的物体，其加速度的大小取决于物体所受合外力的大小，物体加速度的变化情况，也取决于合外力的变化情况。因此本题关键是要搞清合外力的方向与大小的变化情况。由于初始物体处于平衡状态，因此物体所受的合外力一定为零，也就是说，除向东的这个力以外的所有力的合力，一定和向东的力大小相等、方向相反，所以，在向东的力减小时，其他所有的力的合力一定向西，物体的加速度方向也一定向西，且向东的力越小，所有力的合力一定越大，从而物体运动的加速度越大。故选项b正确。答案：b【例题2】 一辆卡车空载时质量m1=3.0103 kg，最大载货量为m2=2.0103 kg，发动机产生同样大小的牵引力能使空车产生a1=1.52 m/s2的加速度，则卡车满载时的加速度为多大？（设卡车运动中受到的阻力为车重的0.1倍）解析：设卡车的牵引力为f，卡车满载时的加速度为a2，对卡车由牛顿第二定律，得：空载时f-m1g=m1a1满载时f-（m1+m2）g=（m1+m2）a2由以上两式可解得a2=m/s2=0.52 m/s2。答案：0.52 m/s2绿色通道:本题是以生产实际中的问题为背景编制的。根据题意，卡车空载和满载时牵引力是相同的，这是两种情况的连接点，也是解题的关键点，但由于两种情况中卡车对路面的正压力不同，所以卡车所受的摩擦力也不同。对卡车的两种状态分别应用牛顿第二定律列出方程即可求解。变式训练2.质量为m的木块位于粗糙的水平地面上，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=a b.a2ac.a2a d.a=2a解析：对物体受力分析可知，物体是在拉力和摩擦力的作用下加速运动，拉力增加为原来的两倍，而摩擦力并没有变化。根据牛顿第二定律可得ff=ma，2ff=ma。两式比较易得a2a。答案：c【例题3】 如图5-3-2所示，一个质量为m2 kg的小球，被a、b两根绷紧的橡皮条拉着处于静止状态，如果烧断b橡皮条的瞬间，小球的加速度大小为2 m/s2；如果先烧断橡皮条a的瞬间，小球的加速度是，原来橡皮条b的拉力是。图5-3-2解析：烧断橡皮条之前，小球受到三个力的作用，重力mg、橡皮条a的拉力fa、橡皮条b的拉力fb，如图5-3-3所示。根据物体的平衡条件可得fafbmg。图5-3-3烧断橡皮条b的瞬间，橡皮条a的弹力不会突变，小球受到的合外力就是橡皮条b的拉力fb。由牛顿第二定律可得fbma，带入数据可得fb4 n。还可以求得fa24 n。而在烧断橡皮条a的瞬间，橡皮条b的弹力不会突变，小球受到的合外力就是橡皮条a的拉力fa。由牛顿第二定律可得fama，带入数据可得：a12 m/s2。答案：12 m/s2 4 n变式训练3.静止在光滑水平地面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，正确的说法是（ ）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，但加速度为零 d.物体的速度和加速度均为零解析：由牛顿第二定律f=ma知道，物体受到的合外力与物体的加速度是瞬时对应关系：同时存在、同时消失、同时变化，而且二者方向也相同。根据加速度的定义式a=v/t可知，速度的变化量是加速度对时间的积累。在力刚开始作用的瞬间，物体立即获得加速度，但是速度的变化量为零，即物体的速度为零。答案：b体验探究【问题1】从牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？导思:尽管力具有独立性，但牛顿第二定律中的力是指合外力，所以对物体受力分析时要全面，把物体所受到的每一个力都要找出来，然后求合外力，否则就会犯断章取义的错误。我们用力提一个放在地面上很重的物体时，物体受的力共有三个：我们对物体向上的作用力f1（f1g)，竖直向下的重力g，以及地面向上的支持力f2，当物体施加向上的力f1（f1g)时，只是支持力f2减小了，所以物体所受合力仍然为零。探究:没有矛盾；经过分析可知，由于箱子受到的合力f0,故箱子的加速度为零，箱子仍保持不动。【问题2】试根据牛顿第二定律说明“质量是物体惯性大小的量度”。导思:在前一节的学习中知道惯性大小的唯一量度是质量，而惯性的大小表现为物体运动状态改变的难易程度，而力是改变运动状态的原因即产生加速度的原因，而力、加速度、质量之间是有定量关系的，所以通过牛顿第二定律的说明会加深对