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1、第 四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,應(yīng)用創(chuàng)新演練,考向一,考向二,隨堂基礎(chǔ)鞏固,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,第 3 節(jié) 牛頓第二定律,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,知識(shí)點(diǎn)三,考向三,1物體加速度的大小跟它受到的作用力成 正比,跟它的質(zhì)量成反比;加速度的方向跟作用力的方向相同。 2表達(dá)式:Fma。 3物體的加速度與物體所受的合外力具有 瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。 4當(dāng)物體的質(zhì)量是1 kg,在某力的作用下 獲得的加速度是1 m/s2時(shí),則這個(gè)力就是1 N。,自學(xué)教材,1內(nèi)容 物體加速度的大小跟它受到的 成正比、跟它的 成反比,加速度的方向跟 的方向相同。 2表達(dá)式 (1)比例式:a 或F 。 (2)等式:F ,其中k
2、為比例系數(shù),F(xiàn)為物體所受的 。,作用力,質(zhì)量,ma,作用力,kma,合外力,重點(diǎn)詮釋,牛頓第二定律揭示了加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系,指明了加速度大小和方向的決定因素,對(duì)牛頓第二定律,還應(yīng)從以下幾個(gè)方面深刻理解。 (1)因果性:力是產(chǎn)生加速度的原因,只要物體所受的合力不為0(無論合力多么小),物體就產(chǎn)生加速度。 (2)矢量性:加速度與合力都是矢量。物體的加速度方向由它受的合力方向決定,且總與合力的方向相同(同向性)。,(3)瞬時(shí)性:加速度與合力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失。 (4)同體性:F、m、a都是對(duì)同一物體而言的。 (5)獨(dú)立性:作用在物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從
3、牛頓第二定律,而物體的實(shí)際加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和。 (6)相對(duì)性:物體的加速度必須是相對(duì)于地球靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系而言的。,1關(guān)于速度、加速度、合力的關(guān)系,下列說法中錯(cuò)誤的是 () A原來靜止在光滑水平面上的物體,受到水平推力的瞬 間,物體立刻獲得加速度 B加速度的方向與合力的方向總是一致的,但與速度的 方向可能相同,也可能不同 C在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中,速度、加速度與 合力的方向總是一致的 D合力變小,物體的速度一定變小,解析:由牛頓第二定律知物體的加速度與其所受外力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,且加速度方向與合外力方向始終一致,所以A、B正確,若物體的初速度為0,則速度、加
4、速度與合外力的方向一致,C正確,合為變小,物體的加速度變小,但速度是變大還是變小取決于加速度與速度的方向關(guān)系,D錯(cuò)誤。 答案:D,(1)國際單位制中,力的單位是 ,符號(hào) 。 (2)力的定義:使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生 的加速度的力,稱為1 N,即1 N1 。 (3)比例系數(shù)k的含義 關(guān)系式Fkma中的比例系數(shù)k的數(shù)值由F、m、a三量的單位共同決定,三個(gè)量都取國際單位,即三量分別取 、 、 作單位時(shí),系數(shù)k 。,牛頓,N,1 m/s2,kgm/s2,N,kg,m/s2,1,2在牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式Fkma中,有關(guān)比例系數(shù) k的說法,不正確的是 () Ak的數(shù)值由F、m、a的數(shù)值決定 Bk的數(shù)
5、值由F、m、a的單位決定 C在國際單位制中k1 D取的單位制不同, k的值也不同,解析:物理公式在確定物理量之間的數(shù)量關(guān)系的同時(shí)也確定了物理量的單位關(guān)系,在Fkma中,只有m的單位取kg,a的單位取m/s2,F(xiàn)的單位取N時(shí),k才等于1,即在國際單位制中k1,故B、C 、D正確。 答案:A,1.應(yīng)用牛頓第二定律解題的方法 (1)矢量合成法: 若物體只受兩個(gè)力作用時(shí),應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力,再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物體所受合力的方向。反之,若知道加速度的方向也可應(yīng)用平行四邊形定則求物體所受的合力。,2應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟 (1)根據(jù)題意正
6、確地選取研究對(duì)象。 (2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力情況和運(yùn)動(dòng)情況分析,并畫出受力圖和運(yùn)動(dòng)情景圖。 (3)求合力,在用合成法或正交分解法求合力時(shí),通常選加速度的方向?yàn)檎较颉?(4)根據(jù)牛頓第二定律列方程并求解,注意單位的統(tǒng)一。,答案:C,例1如圖431所示,靜止在光 滑水平面上的物體A,一端靠著處于 自然狀態(tài)的彈簧?,F(xiàn)對(duì)物體作用一水 平恒力,在彈簧被壓縮到最短這一過程中,物體的速度和加速度變化的情況是() A速度增大,加速度增大 B速度增大,加速度減小 C速度先增大后減小,加速度先減小后增大 D速度先增大后減小,加速度先增大后減小,圖431,思路點(diǎn)撥速度增大還是減小,要看速度和加速度的方向關(guān)系,加速
7、度大小的變化是由合力大小變化決定的。 解析力F作用在A上的開始階段,彈簧彈力kx較小,合力與速度方向同向,物體速度增大,而合力(Fkx)隨x增大而減小,加速度減小,當(dāng)Fkx以后,隨物體A向左運(yùn)動(dòng),彈力kx大于F,合力方向與速度反向,速度減小,而加速度a隨x的增大而增大,綜上所述,只有C正確。 答案C,(1)物體的加速度變化情況,由物體的合外力變化來確定,只要分析物體受力情況,確定了合外力的變化規(guī)律,即可由牛頓第二定律確定加速度的變化規(guī)律。 (2)物體速度的變化由物體的加速度決定,速度與加速度同向,速度增加;速度與加速度反向,速度減小。,借題發(fā)揮,1在光滑的水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)它所
8、受的 合力逐漸減小而方向不變時(shí),物體的() A加速度越來越大,速度越來越大 B加速度越來越小,速度越來越小 C加速度越來越大,速度越來越小 D加速度越來越小,速度越來越大,解析:由于物體原來做勻加速直線運(yùn)動(dòng),說明物體所受合力的方向和運(yùn)動(dòng)方向相同,當(dāng)合力逐漸減小時(shí),由牛頓第二定律知,物體的加速度在逐漸減小,但加速度方向并未改變,物體仍在做加速運(yùn)動(dòng),只是單位時(shí)間內(nèi)速度的增加量在減小,即速度的變化率小了。綜上所述,正確答案為D。 答案:D,例2如圖432所示,天花板上用 細(xì)繩吊起兩個(gè)用輕彈簧相連的質(zhì)量相同 的小球。兩小球均保持靜止。當(dāng)突然剪 斷細(xì)繩時(shí),上面的小球A與下面的小球B 的加速度為() Aa
9、Ag,aBg BaAg,aB0 CaA2g,aB0 DaA0,aBg,圖432,審題指導(dǎo)解答本題應(yīng)注意把握以下三點(diǎn): (1)細(xì)繩剪斷前A、B兩球的受力情況。 (2)細(xì)繩剪斷后A、B兩球的受力中哪些發(fā)生變化哪些不變,合力是多少。 (3)根據(jù)牛頓第二定律確定加速度。,答案C,對(duì)于瞬時(shí)突變問題,要明確兩種基本模型的特點(diǎn): (1)輕繩不需要形變恢復(fù)時(shí)間,在瞬時(shí)問題中,其彈力可以突變,成為零或別的值。 (2)輕彈簧(或橡皮繩)需要較長(zhǎng)的形變恢復(fù)時(shí)間,在瞬時(shí)問題中,其彈力不能突變,大小不變。,借題發(fā)揮,圖433,解析:撤去F時(shí)刻,彈簧來不及發(fā)生形變,A的受力情況不變,合外力為零;B在水平方向受彈力作用,彈
10、力大小等于F , 所以只有D項(xiàng)正確。 答案:D,例3如圖434所示,沿水平 方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中,懸掛 小球的懸線偏離豎直方向37角,球和 車廂相對(duì)靜止,球的質(zhì)量為1 kg。 (g取10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8) (1)求車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說明車廂的運(yùn)動(dòng)情況; (2)求懸線對(duì)球的拉力。,圖434,思路點(diǎn)撥,解析法一:(合成法) (1)小球和車廂相對(duì)靜止,它們的加速 度相同。以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,對(duì)小球 進(jìn)行受力分析如圖所示,小球所受合 力F合mgtan 37, 由牛頓第二定律得小球的加速度為,法二:(正交分解法) (1)建立直角坐標(biāo)系如圖所示,,答案(1)7.5 m/s2,方向水平向右車廂可能向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)(2)12.5 N,(1)應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí),正確選取研究對(duì)象及受力分析至關(guān)重要,本題中分析車廂的運(yùn)動(dòng)要考慮它的雙向性,加速度a一定與F合同向,但速度不一定與加速度同 方向。 (2)合成法常用于兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力的合成,正交分解法常用于三個(gè)或三個(gè)以上互成角度的共點(diǎn)力的合成。,借題發(fā)揮,3一個(gè)質(zhì)量為20 kg的物體,從斜面的頂端由靜止勻加速 滑下,物體與斜面間的動(dòng)摩擦
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