衔接点24 牛顿第二定律（原卷版）.docxVIP

衔接点24牛顿第二定律

课程标准

初中

初中无该知识点

高中

1.学会用控制变量法探究物理规律.

2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a－F、a－eq\f(1,m)图像.

3.能通过实验数据及图像得出加速度与力、质量的关系．

高中物理新知识、新模型

知识点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正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．

2．表达式F＝kma，其中力F指的是物体所受的合力．

知识点二力的单位

1．力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N.

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＝

1kg·m/s2.

3．在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝1，此时牛顿第二定律可表示为F＝ma.

初、高中物理衔接点

一、对牛顿第二定律的理解

1．对表达式F＝ma的理解

(1)F的含义：

①F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；

②F是某个分力时，加速度a是该分力产生的加速度．

(2)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位必须都用国际制单位．

2．牛顿第二定律的四个性质

(1)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．

(2)矢量性：F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同．

(3)瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失．

(4)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．

二、应用牛顿第二定律解题的解题步骤和解题方法

1．应用牛顿第二定律解题的一般步骤

(1)确定研究对象．

(2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程．

(3)求出合力或加速度．

(4)根据牛顿第二定律列方程求解．

2．应用牛顿第二定律解题的方法

(1)矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，物体所受合力的方向即加速度的方向．

(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体所受的合力．

①建立直角坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，Fy＝0(或Fx＝0，Fy＝ma)．

②特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a.根据牛顿第二定律eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fx＝max,Fy＝may))列方程求解．

例题1.(多选)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()

A．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比

B．由m＝eq\f(F,a)可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比

C．由a＝eq\f(F,m)可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比

D．由m＝eq\f(F,a)可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得

例题2.某人为了测量高铁启动过程的加速度，将一支笔(可视为质点)用细线系于高铁车厢内的顶壁上，高铁启动过程中，发现系笔的细线偏离竖直线的夹角为θ＝37°，此时笔和车厢相对静止，如图所示，设笔的质量为0.1kg(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)．求：

(1)车厢运动的加速度大小；

(2)细线对笔的拉力大小．

例题3.如图，一个质量为20kg的物体，从固定斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．

(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度；

(2)若给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．

一、单选题

1．如图所示，物体A放在B上，物体B放在光滑的水平面上，已知，。A、B间动摩擦因数。A物体上系一细线，细线能承受的最大拉力是20N，水平向右拉细线，（）下述正确的是（）

??

A．当拉力时，A静止不动

B．当拉力时，A相对B滑动

C．当拉力时，B受到A的摩擦力等于12N

D．在细线可以承受的范围内，无论拉力F多大，A相对B始终静止

2．水平路面上有一货车运载着5个相同的、质量均为m的光滑均质圆柱形工件，其中4个恰好占据车厢底部，另有一个工件D置于工件A、B之间（如图所示），重力加速度为g。汽车以某一加速度向左运动时，工件A与D之间恰好没有作用力，此时工件D与B间的作用力大小为（）

??

A． B． C． D．

3．力单独作用于一物体