物理3 牛顿第二定律学案
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3 牛顿第二定律[学习目标] 1.知道牛顿第二定律的内容及表达式的确切含义(重点)。2.知道国际单位制中力的单位。3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题(难点)。一、牛顿第二定律1.牛顿第二定律内容: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=________,式中F指的是物体所受的________。3.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________的物体产生__________的加速度的力叫作1 N,即1 N=____________。(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=________,此时牛顿第二定律可表示为F=________。1.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是,我们用力提一个很重的箱子,却提不动它。这跟牛顿第二定律矛盾吗?应该怎样解释这个现象?________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.下列是甲、乙两同学对加速度的认识,甲说:“由a=可知物体的加速度a与Δv成正比,与Δt成反比。”乙说:“由a=知物体的加速度a与F成正比,与m成反比。”你认为哪一种说法是正确的?________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)公式F=kma中,各物理量的单位都为国际单位时,k=1。( )(2)质量大的物体,其加速度一定小。( )(3)物体加速度的大小由物体的质量和所受合力大小决定,与物体的速度大小无关。( )(4)物体的加速度的方向不仅与它所受合力的方向有关,且与速度方向有关。( )(5)物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致。( )(6)一旦物体所受合力为零,则物体的加速度和速度立即变为零。( ) 例1 (2022·安康市汉阴中学高一期末)翠鸟俯冲捕捉小鱼的精彩画面如图所示,如果整个俯冲过程翠鸟做加速直线运动,用O表示翠鸟,G表示翠鸟受到的重力,F表示空气对它的作用力,下列四幅图可能正确表示此过程中翠鸟受力的是( )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、牛顿第二定律的简单应用例2 平直路面上质量是30 kg的手推车,在受到60 N的水平推力时做加速度为1.5 m/s2的匀加速直线运动。如果撤去推力,车的加速度大小是多少?方向如何?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例3 如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角θ=37°,小球和车厢相对静止,小球的质量为1 kg(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)。求:(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)悬线对小球的拉力大小。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4 一个质量为20 kg的物体,从足够长的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,斜面的倾角为37°(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度。(2)给物体一个初速度,使之沿斜面上滑,求上滑过程的加速度。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 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。①当物体受两个非共线共点力作用时,可用矢量合成法,也可用正交分解法(用矢量合成法作图时注意:合力方向与合加速度的方向相同)。②物体受多个非共线共点力作用,求合力时需用正交分解法。(4)根据牛顿第二定律列方程求解。
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