第3节牛顿第二定律导学案

1 第 3 节 牛顿第二定律 编者 程文清 罗杰 课前预习 一 牛顿第二定律的几个特性 1 因果性 2 矢量性 3 瞬时性 4 同一性 5 独立性 6 相对性 二 应用牛顿第二定律解题的步骤 三 运用牛顿第二定律结合力的正交分解法解题 预习检测 1 下列关于力和运动关系的几种说法 正确的是 A 物体所受合力的方向 就是物体运动的方向 B 物体所受合力不为零时 其速度不可能为零 C 物体所受合力不为零 则其加速度一定不为零 D 物体所受合力变小时 物体一定作减速运动 2 质量为 m 的木块 以一定的初速度沿倾角为 的斜面向上滑动 斜面静止不动 木块 与 斜面间的动摩因数为 如图 4 3 1 所示 求 1 木块向上滑动的加速度 2 若此木块滑到最大高度后 能沿斜面 下滑 下滑时的加速度多大 图 4 3 1 3 两个物体 A 和 B 质量分别为 m1和 m2 互相接触放 在光滑水平面上 如图 4 3 2 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 F B F C F D 图 4 3 2 m2 m1 m2 m1 m2 m1 m1 m2 4 对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力 F 当力刚开始作用瞬间 A 物体立即获得速度 B 物体立即获得加速度 C 物体同时获得速度和加速度 D 由于物体没有来得及运动 所以速度和加速度都为 零 5 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 由 F ma 可知 物体受到的合力与物体的质量成正比 与物体的加速度成反比 由 m F a 可知 物体的质量与其所受的合力成正比 与其运动的加速度成反比 由 a F m 可知 物体的加速度与其所受的合力成正比 与其质量成反比 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的合力而求得 A B C D 6 下面四个图象分别表示四个物体的位移 速度 加速度和摩擦力随时间变化的规律 其 中反映物体受力不可能平衡的 是 2 7 下面说法中正确的是 A 同一物体的运动速度越大 受到的合力越大 B 同一物体的运动速度变化率越小 受到的合力也越小 C 物体的质量与它所受的合力成正比 D 同一物体的运动速度变化越大 受到的合力也越大 图 4 3 3 8 一质量为 m 1 kg的物体在水平恒力 F 作用下水平运动 1 s末撤去恒力 F 其 v t 图 象如图 4 3 3 所示 则恒力 F 和物体所受阻力 Ff的大小是 A F 8 N B F 9 N C Ff 2 N D Ff 3 N 9 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 A a1 a2 B a1a2 D 无法判断 10 某一旅游景区 建有一山坡滑草运动项目 该山坡可看成倾角 30 的斜面 一名 游 客连同滑草装置总质量 m 80 kg 他从静止开始匀加速下滑 在时间 t 5 s内沿斜面 滑下的位移 x 50 m 不计空气阻力 取 g 10 m s2 结果保留 2 位有效数字 问 1 游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力 F 为多大 2 滑草装置与草皮之间的动摩擦因数 为多大 11 水平面上有一质量为 1 kg的木块 在水平向右 大小为 5 N的力作用下 由静止开始 运 动 若木块与水平面间的动摩擦因数为 0 2 1 画出木块的受力示意图 2 求木块运动的加速度 3 求出木块 4 s内的位移 g 取 10 m s2 随堂训练 1 关于速度 加速度和合力之间的关系 下述说法正确的是 A 做匀变速直线运动的物体 它所受合力是恒定不变的 B 做匀变速直线运动的物体 它的速度 加速度 合力 三者总是在同一方向上 C 物体受到的合力增大时 物体的运动速度一定加快 D 物体所受合力为零时 一定处于静止状态 图 4 3 1 2 如图 4 3 1 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 3 3 质量 m 1 kg的球穿在斜杆上 斜杆与水平方向夹角 30 球与杆之间的动摩擦因 数 球受到竖直向上的拉力 F 20 N 求球运动的加速 3 6 度 g 10 m s2 4 如图 4 3 2 所示 自动扶梯与水平面夹角为 上面站着质量为 m 的人 当自动扶梯 以加速度 a 加速向上运动时 求扶梯对人的弹力 FN和扶梯对人的摩擦力 Ff 图 4 3 2 课后练习 1 关于速度 加速度 合力的关系 下列说法中不正确的是 A 不为零的合力作用于原来静止物体的瞬间 物体立刻获得加速度 B 加速度的方向与合力的方向总是一致的 但与速度的方向可能相 同 也可能不同 C 在初速度为零的匀加速直线运动中 速度 加速度与合力的方向总是一致的 D 合力变小 物体的速度一定变小 2 一个质量为 2 kg的物体同时受到两个力的作用 这两个力的大小分别为 2 N和 6 N 当 两个力的方向发生变化时 物体的加速度大小可能为 A 1 m s2 B 2 m s2 C 3 m s2 D 4 m s2 3 如图 4 3 3 所示向东的力 F1单独作用在物体上 产生的加速度为 a1 向北的力 F2单独作用在同一个物体上 产生的加速度 为 a2 则 F1 和 F2同时作用在该物体上 产生的加速度 A 大小为 a1 a2 B 大小为 a1 a2 C 方向为东偏北arctan D 方向为与较大的力同向 图 4 3 3 a2 a1 4 关于牛顿第二定律 下列说法中正确的是 A 公式 F ma 中 各量的单位可以任意选取 B 某一瞬间的加速度只取决于这一瞬间物体所受的合力 而与这之前或之后的受力无 关 C 公式 F ma 中 a 实际上是作用于物体上的每一个力所产生的加速度的矢量和 D 物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致 5 如图 4 3 4 所示 在一粗糙水平面上有两个质量分别 为 m1和 m2的木块 1 和 2 中间用一原长为 L 劲度系数 为 k 的轻弹簧连接起来 木块与地面间的动摩擦因数为 现用一水平力向右拉木块 2 当两木块一起匀速运动 时 两木块之间的距离是 图 4 3 4 A L B L m1g k m1 m2 g k 4 C L D L m2g k m1m2g k m1 m2 6 如图 4 3 6 所示 用手提一轻弹簧 弹簧下端挂一金属球 在将整个装置匀加速上提的过程中 手突然停止不动 则在 此后一小段时间内 A 小球立即停止运动 B 小球继续向上做减速运动 C 小球的速度与弹簧的形变量都要减小 D 小球的加速度减小 图 4 3 6 7 跳伞运动员在下落的过程中 假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比 即 F kv2 比例系数 k 20 N s2 m2 跳伞运动员与伞的总质量为 72 kg 起跳高度足够 高 则 1 跳伞运动员在空中做什么运动 收尾速度是多大 2 当速度达到 4 m s时 下落加速度是多大 8 如图 4 3 7 所示 在海滨游乐场里有一种滑沙运动 某人坐在滑板上从斜坡的高处 A 点由静止开始滑下 滑到斜坡底端 B 点后 沿水平的滑道再滑行一段距离到 C 点停下 来 如果人和滑板的总质量 m 60 kg 滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为 0 5 斜坡的倾角 37 sin 37 0 6 cos 37 0 8 斜坡与水平滑道间是平 滑 连接的 整个运动过程中空气阻力忽略不计 重力加速度 g 取 10 m s2 求 1 人从斜坡上滑下的加速度为多大 2 若由于场地的限制 水平滑道的最大距离 BC 为 L 20 0 m 则人在斜坡上滑下的距 离 AB 应不超过多少 图 4 3 7 8 在高速公路上以 v0 108