2018年河北省邢台市高中物理 第四章 牛顿运动定律 4.3 牛顿第二定律学案（无答案）新人教版必修1.docVIP

第四章 4.3.1牛顿第二定律 【学习目标】 1．理解牛顿第二定律的内容，知道其表达式的确切含义。 2．知道力的国际单位“牛顿”的定义。 3．会用牛顿第二定律进行计算。 【学习任务】 要点一、牛顿第二定律的几个特性 1．因果性 力是产生加速度的原因，反之不对，没有力也就没有加速度． 2．矢量性 公式F＝ma是矢量式，任一瞬时，a的方向均与F合方向相同，当F合方向变化时，a的方向同时变化． 3．瞬时性 牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系，a为某一时刻的加速度，F为该时刻物体所受合外力． 4．同一性 有两层意思：一是指加速度a相对同一惯性系(一般指地球)，二是指F＝ma中F、m、a必须对应同一物体或同一个系统． 5．独立性 作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即：Fx＝max，Fy＝may. 6．相对性 物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的．例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力、加速度和速度的关系 1．物体所受合力的方向决定其加速度的方向，合外力与加速度的大小关系是F＝ma，只要有合力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零，加速度才能为零．一般情况下，合力与速度无必然的联系，只有速度变化才与合力有必然的联系． 2．合力与速度同向时，物体加速，反之减速． 加速度→加速度→速度变化(运动状态变化)． 物体所受到的合外力决定了物体当时加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小．加速度大小与速度大小无必然的联系． 4．区别加速度的定义式与决定式 定义式：a＝，即加速度定义为速度变化量与所用时间的比值，而a＝F/m则揭示了加速度决定于物体所受的合外力与物体的质量. 例 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，一定处于静止状态牛顿第二定律的应用 1．应用牛顿第二定律解题的步骤 (1)明确研究对象．根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体．可以是一个整体或进行隔离，由具体情况而定． (2)进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程． (3)选取正方向或建立坐标系，通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向． (4)求合外力F合． (5)根据牛顿第二定律F合＝ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论． 2．运用牛顿第二定律结合力的正交分解法解题 (1)正交分解法是把一个矢量分解在两个互相垂直的坐标轴上的方法，其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算． 表示方法： (2)为减少矢量的分解，建立坐标系时，确定x轴正方向有两种方法： ①分解力而不分解加速度 通常以加速度a的方向为x轴正方向，把力分解到坐标轴上，分别求合力：Fx＝ma，Fy＝0. 例如图所示，质量为4 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5.物体受到大小为20 N与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用时，沿水平面做匀加速运动，求物体加速度的大小．(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos 37°＝0.8) ②分解加速度而不分解力 若分解的力太多，比较繁锁，可根据物体受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a，得ax和ay，根据牛顿第二定律得方程组Fx＝max，Fy＝may.如图所示，自动扶梯与水平面夹角为θ，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. 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．如图所示向东的力F1单独作用在物体上，产生的