4.3學案設計.docx

編號3第四章牛頓運動定律3牛頓第二定律出題人：李春苗 審題人：王珣學習目標1.理解牛頓第二定律，知道牛頓第二定律表達式的確切含義。2.知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。3.會用牛頓第二定律的公式進行計算和處理有關問題.自主探究1.牛頓第二定律的內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成、跟它的質(zhì)量成，加速度的方向跟作用力的方向.2.表達式:_.3.1N=1kgm/s2，意義是_.合作探究一、牛頓第二定律問題:(1)比較汽車啟動、飛機起飛、火箭發(fā)射的速度變化快慢(加速度)由哪些因素決定?(2)1N是如何規(guī)定的? k等于多少?(3)各符號表示什么意思?各物理量的單位是什么?1.牛頓第二定律揭示了力與運動的關系,即,其中k為.2.在國際單位制中,力的單位是,叫做.此時,k=,表達式為.二、牛頓第二定律的理解問題:(1)向右的水平力F產(chǎn)生的加速度方向向哪?(2)從牛頓第二定律可知,無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度,可是,我們用力提一個很重的箱子,卻提不動它.這跟牛頓第二定律有沒有矛盾?應該怎樣解釋這個現(xiàn)象?(3)力F1單獨作用于某物體時產(chǎn)生的加速度是3m/s2,力F2單獨作用于此物體時產(chǎn)生的加速度是4m/s2,兩力同時作用于此物體時產(chǎn)生的加速度可能是多大?是非判斷:判斷以下說法是否正確(1)加速度與力方向相同.(2)先有力再有加速度.(3)只有物體受到力的作用,才會產(chǎn)生加速度.(4)恒定的合力產(chǎn)生恒定的加速度,變化的合力產(chǎn)生變化的加速度.(5)力一旦停止作用,加速度也會為零,物體將靜止.(6)當合外力減小時,加速度也隨之減小,物體將做減速運動.1.矢量性:F=ma是一個矢量方程,公式不但表示了大小關系,還表示了方向關系.2.瞬時性:a與F產(chǎn)生、變化、消失.3.獨立性:當物體受到幾個力作用時,每個力各自獨立地使物體產(chǎn)生一個加速度,就像其他力不存在一樣,這個性質(zhì)叫 力的獨立作用原理 .物體受到的每個力 都會產(chǎn)生加速度 ,而最終表現(xiàn)出來的加速度是所有加速度的 矢量和 .4.同體性:F=ma中,F、m、a各量必須對應 同一個 物體.三、牛頓第二定律的應用【例1】某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車,當達到100km/h的速度時關閉發(fā)動機,經(jīng)過70s停下來,汽車受到的阻力是多大? 重新起步加速時牽引力為2000N, 產(chǎn)生的加速度應為多大? 假定試車過程中汽車受到的阻力不變?！纠?】一個物體,質(zhì)量是2kg,受到互成120角的兩個力F1和F2的作用.這兩個力的大小都是10N,這兩個力產(chǎn)生的加速度是多大?1.用牛頓第二定律解題的受力分析方法:(1).(2).(3).2.用牛頓第二定律解題的一般步驟:(1)_.(2)_.(3) _.(4) _.課堂檢測1.下列對于牛頓第二定律的表達式F=ma及其變形公式的理解中,正確的是()A.由F=ma可知,物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比,與物體的加速度成反比B.由m=Fa可知,物體的質(zhì)量與其所受的合外力成正比,與其運動的加速度成反比C.由a=Fm可知,物體的加速度與其所受的合外力成正比,與其質(zhì)量成反比D.由m=Fa可知,物體的質(zhì)量可以通過測量它所受的合外力和它的加速度而求得2.靜止在光滑水平面上的物體,受到一個水平拉力,在力剛開始作用的瞬間,下列說法中正確的是()A.物體立即獲得加速度和速度B.物體立即獲得加速度,但速度仍為零C.物體立即獲得速度,但加速度仍為零D.物體的速度和加速度均為零3.物體在與其初速度始終共線的合外力F的作用下運動.取v0方向為正,合外力F隨時間t的變化情況如圖所示,則在0t1這段時間內(nèi)()A.物體的加速度先減小后增大,速度也是先減小后增大B.物體的加速度先增大后減小,速度也是先增大后減小C.物體的加速度先減小后增大,速度一直在增大D.物體的加速度先減小后增大,速度一直在減小4.搬運工人沿粗糙斜面把一個物體拉上卡車,當力沿斜面向上,大小為F時,物體的加速度為a1;若保持力的方向不變,大小變?yōu)?F時,物體的加速度為a2,則()A.a1=a2B.a1a22a15.一物體做直線運動的vt圖象如圖所示,則下列圖中能正確反映物體所受合力F隨時間變化情況的是()6.如圖所示,底板光滑的小車上用兩個量程為20N的完全相同的彈簧測力計甲和乙系住一個質(zhì)量為1kg的物塊.在水平地面上當小車做勻速直線運動時,兩彈簧測力計的示數(shù)均為10N.當小車做勻加速直線運動時,彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)?N.這時小車運動的加速度大小是()A.2m/s2B.4m/s2C.6m/s2D.8m/s27.A、B兩球的質(zhì)量均為m,兩球之間用輕彈簧相連,放在光滑的水平地面上,A球左側靠墻.用力F向左推B球?qū)椈蓧嚎s,如圖所示.然后突然將力F撤去,在撤去力F的瞬間,A、B兩球的加速度分別為()A.0,0B.F2m,FmC.0,FmD.F2m,F2m8.在牛頓第二定律的數(shù)學表達式F=kma中,有關比例系數(shù)k的說法,正確的是()A.k的數(shù)值由F、m、a的數(shù)值決定B.k的數(shù)值由F、m、a的單位決定C.在國際單位制中,k=1D.在任何情況下k都等于19.在水平地面上有一質(zhì)量為2kg的物體,物體在水平拉力F的作用下由靜止開始運動,10s后拉力大小減為F2,該物體的速度隨時間t的變化規(guī)律如圖所示.g取10m/s2,求:(1)物體受到的拉力F的大小;(2)物體與地面之間的動摩擦因數(shù).10.如圖所示,水平恒力F=20N,把質(zhì)量m=0.6kg的木塊壓在豎直墻上,木塊離地面的高度h=6m.木塊從靜止開始向下做勻加速運動,經(jīng)過2s到達地面.(g取10m/s2)求:(1)木塊下滑的加速度a的大小;(2)畫出木塊的受力示意圖;(3)木塊與墻壁之間的滑動摩擦因數(shù).參考答案自主探究1.正比反比相同2.F=kma3.使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力的大小為1N合作探究一、牛頓第二定律1.定量F=kma比例系數(shù)2. kgm/s2牛頓1F=ma二、牛頓第二定律的理解1.大小方向2.同時3.矢量和4.同一個三、牛頓第二定律的應用1.合成法分解法正交分解法2.選取研究對象分析所選對象在某狀態(tài)或某過程中的受力情況、運動情況明確研究對象受到的合力和具有的加速度的表達式根據(jù)牛頓第二定律列出方程F=ma,解方程得到答案課堂檢測1.CD解析:a、m、F三個物理量的決定關系是:力F和質(zhì)量m決定了加速度a,而加速度a不能決定力的大小或質(zhì)量的大小.若知道物體的受力大小和加速度大小,由m=Fa可求得物體的質(zhì)量.2.B解析:由牛頓第二定律的同時性可知,力作用的瞬時即可獲得加速度,但速度仍為零.3.C解析:由a=Fm知,物體的加速度先減小后增大,因加速度與速度方向始終相同,因此物體的速度一直在增大.4.D解析:a1=F-Ffm,a2=2F-Ffm=2F-2Ff+Ffm=2a1+Ffm,可知a22a1.5.B解析:在02s內(nèi),物體做勻加速直線運動,24s內(nèi)物體做勻減速直線運動,46s內(nèi)物體做反方向的勻加速直線運動,且26s內(nèi)物體的加速度相同,68s內(nèi)物體做反方向的勻減速直線運動,綜上可知B正確.6.B解析:因彈簧的彈力與其形變量成正比,當彈簧測力計甲的示數(shù)由10N變?yōu)?N時,其形變量減少,則彈簧測力計乙的形變量必增大,且甲、乙兩彈簧測力計形變量變化的大小相等,所以彈簧測力計乙的示數(shù)應為12N.物體在水平方向所受到的合外力為F=F乙-F甲=4N.根據(jù)牛頓第二定律得,物塊的加速度大小為a=Fm=41m/s2=4m/s2.7.C解析:彈簧處于壓縮狀態(tài)時,B球受到力F和彈簧的彈力F1的作用而靜止,有F=F1,A球受到彈簧的彈力F1和墻壁的彈力F2的作用而靜止,且F1=F2.撤去力F的瞬間,A球仍受到彈簧的彈力F1和墻壁的彈力F2的作用,加速度a1=0;B球只受到彈力F1的作用,加速度a2=F1m=Fm.8.BC解析:物理公式在確定物理量數(shù)量關系的同時,也確定了物理量的單位.在F=kma中,只有“m”的單位取kg,“a”的單位取m/s2,“F”的單位取N時,才有k=1,故排除選項A、D,選項B、C正確.9.解析:010s間物體加速度大小a1=v1t1=0.8m/s21014s間物體加速度大小a2=v2t