新人教版高中物理必修第一册2 4.3牛顿第二定律

3牛顿第二定律第四章运动和力的关系1．理解牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义．(重点＋难点)2．知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的．3．会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题．(重点＋难点)学习目标一、牛顿第二定律的表达式1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成_________、跟它的质量成_________，加速度的方向跟作用力的方向_________.2．表达式F＝_________，其中力F为物体受到的___________.二、力的单位1．力的国际单位：牛顿，简称_______，符号为_______.2．“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫作1N，即1N＝_____________.正比反比相同ma

合外力牛N

1kg·m/s2

知识梳理1．判断

(1)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． (

)(2)公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取． (

)(3)加速度的方向决定了合外力的方向． (

)(4)任何情况下，物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致．(

)(5)使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫作1N． (

)(6)公式F＝ma中，a是物体上每一个力所产生的加速度的矢量和． (

)基础自测×√√√××探究点一对牛顿第二定律的理解(1)静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在拉力刚开始作用的瞬间，物体是否立即获得加速度，是否立即有了速度？(2)物体的合外力增大，加速度是否一定增大？速度是否一定增大？提示(1)立即获得加速度，但速度为零．(1)物体的加速度一定增大，速度不一定增大．课堂探究1．表达式F＝ma的理解(1)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位．(2)F的含义：F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个力时，加速度a是该力产生的加速度．知识剖析2．牛顿第二定律的五个性质性质理解因果性力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度矢量性F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同瞬时性加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失同体性F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的独立性作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和典例剖析答案CD注意事项注意事项跟踪训练1

(多选)对牛顿第二定律的理解正确的是(

)A．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用B．合力产生的加速度，可认为作用于物体上的每个力所产生的加速度的矢量和C．加速度的方向总跟合外力的方向一致D．当外力停止作用时，加速度随之消失答案BCD解析力是产生加速度的原因，A项因果关系颠倒，故A错误；合力产生的加速度与每个分力产生的加速度的合加速度是相同的，只是矢量合成的先后差别，故B正确；a与F的方向时时刻刻都相同，故C正确；加速度与外力是瞬时对应关系，外力停止作用，加速度同时消失，故D正确．探究点二牛顿第二定律的简单应用1．应用牛顿第二定律解题的一般步骤知识剖析2．求加速度的两种常用方法(1)合成法：当物体仅受两个力作用处于加速状态时，首先确定研究对象，画出受力分析图，将两个力根据力的平行四边形定则沿着加速度的方向合成，直接求出合力，再根据牛顿第二定律列式求加速度．(2)正交分解法：当物体受多个力作用处于加速状态时，常用正交分解法求物体所受的合力，再应用牛顿第二定律求加速度．为减少矢量的分解以简化运算，建立坐标系时，可有如下两种方法：例2如图所示，质量为1kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20N、与水平方向成37°角斜向下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大小．(g取10m/s2，sin37°取0.6，cos37°取0.8)典例剖析答案5m/s2解析取物体为研究对象，受力分析如图所示，建立直角坐标系．水平方向上：Fcos

37°－Ff＝ma ①竖直方向上：FN＝mg＋Fsin

37° ②又因为：Ff＝μFN

③联立①②③解得：a＝5m/s2.例2如图所示，质量为1kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20N、与水平方向成37°角斜向下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大小．(g取10m/s2，sin37°取0.6，cos37°取0.8)典例剖析答案5m/s2解析取物体为研究对象，受力分析如图所示，建立直角坐标系．水平方向上：Fcos

37°－Ff＝ma ①竖直方向上：FN＝mg＋Fsin

37° ②又因为：Ff＝μFN

③联立①②③解得：a＝5m/s2.跟踪训练2一个质量为m的物体被竖直向上抛出，在空中运动过程所受的空气阻力大小为Ff，求该物体在上升和下降过程中的加速度．探究点三瞬时加速度问题如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球，两小球均保持静止．现在突然剪断细绳：(1)剪断细绳前，A、B各受几个力的作用？(2)剪断细绳瞬间，绳的拉力消失吗？弹簧的弹力呢？提示(1)A受细绳的拉力、重力、弹力三个力的作用．B受重力、弹力两个力的作用．(2)绳的拉力消失，弹簧的弹力不变．1．瞬时加速度问题：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，关键是分析该时刻前后物体的受力情况及其变化．2．两种基本模型(1)刚性绳模型(细钢丝、细线、轻杆等)：此类形变属于微小形变，其发生和变化过程时间极短，在物体的受力情况改变(如某个力消失)的瞬间，其形变可随之突变，弹力可以突变．(2)轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等)：此类形变属于明显形变，其发生改变需要的一段时间，在瞬时问题中，其弹力的大小不能突变，可看成是不变的．知识剖析例2如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球，两小球均保持静止．当突然剪断细绳时，上面的小球A与下面的小球B的加速度为(

)A．aA＝g，aB＝g

B．aA＝g，aB＝0C．aA＝2g，aB＝0

D．aA＝0，aB＝g答案C典例剖析解决瞬时加速度问题的基本思路(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；若处于加速状态，则利用牛顿运动定律)．(2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物体接触面上的弹力都立即消失)．(3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度．归纳总结答案CD解析撤去挡板前，对整体分析，挡板对B球的弹力大小为2mgsinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsinθ，加速度为2gsinθ.图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsinθ，加速度均为gsinθ，故C、D正确，A、B错误．解决瞬时加速度问题的基本思路(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；若处于加速状态，则利用牛顿运动定律)．(2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物体接触面上的弹力都立即消失)．(3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度．归纳总结例2如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球，两小球均保持静止．当突然剪断细绳时，上面的小球A与下面的小球B的加速度为(

)A．aA＝g，aB＝g

B．aA＝g，aB＝0C．aA＝2g，aB＝0

D．aA＝0，aB＝g答案C典例剖析注意事项探究点一对牛顿第二定律的理解(1)静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在拉力刚开始作用的瞬间，物体是否立即获得加速度，是否立即有了速度？(2)物体的合外力增大，加速度是否一定增大？速度是否一定增大？提示(1)立即获得加速度，但速度为零．(1)物体的加速度一定增大，速度不一定增大．课堂探究一、牛顿第二定律的表达式1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成_________、跟它的质量成_________，加速度的方向跟作用力的方向_________.2．表达式F＝_________，其中力F为物体受到的___________.二、力的单位1．力的国际单位：牛顿，简称_______，符号为_______.2．“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫作1N，即1N＝_____________.正比反比相同ma

合外力牛N

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