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    人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律导学案及答案

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    这是一份人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律导学案及答案,共4页。学案主要包含了学习目标,学习重点,学习难点,学习流程,自主先学,组内研学,交流促学,反馈评学等内容,欢迎下载使用。

    §4.3   牛顿第二定律

    学习目标】

    1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式;

    2.理解公式中各物理量的意义及相互关系;

    3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的;

    4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

    学习重点牛顿第二定律的理解

    【学习难点】牛顿第二定律的理解与应用

    【学习流程】

    【自主先学】

    知识点1  牛顿第二定律

    1.牛顿第二定律的表述:物体的加速度跟作用力成       ,跟物体的质量成       加速度的方向跟合外力的方向_______

    2.牛顿第二定律的数学表达式:

        写成等式为

    比例常数k与式中物理量单位的选取有关,若各量的单位均用国际单位制中单位,则

    说明:当物体受到几个力的作用时, F代表的是_______

    牛顿第二定律一般的表述是:

    物体的加速度跟所受的_______成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向_______

    数学表达式是:_________

    知识点2  力的单位

    在国际单位制中,力的单位是牛顿.牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的:使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度,那么根据F=ma=1kg×1m/s2=1kg·m/s2,我们把这个力叫做一个单位的称为1牛顿(N1N=1kg·m/s2

     

    思考:试证明重力加速度g的两个单位N/kgm/s2是等效的

    【组内研学】

    知识点3  对牛顿第二定律的理解

    理解要点:

    (1)同体性:是指ma都是对于同一个物体而言的.如果研究对象是几个物体,则m为几个物体的质量和a为研究对象在合力F作用下产生的加速度.

    (2)矢量性:F=ma是矢量式,即在力的方向产生加速度,合外力方向即是加速度方向.因此,知道了合外力的方向,就可以确定加速度的方向反之,如知道了物体运动的加速度的方向,也就可以确定这个物体所受到的合外力的方向

    (3)瞬时性:牛顿第二定律描述力的瞬时作用效果——产生加速度.物体什么时候开始受到合外力的作用,物体就从什么时候开始产生加速度;物体所受合外力恒定时,加速度也恒定不变,物体做匀变速直线运动;力的大小或方向发生了变化,加速度的大小或方向也就同时发生变化;合外力为零时,加速度也为零,物体就处于静止或匀速直线运动状态.

    (4)独立性:是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度,与物体是否受其他力的作用无关,我们常称之为力的独立作用原理.合力的加速度即是这些加速度的矢量和.

    思考1.下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的理解,正确的是:(   

    A.由Fma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比;

    B.由mFa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aFm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mFa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。

    思考2.关于速度、加速度和合外力之间的关系,下述说法正确的是(     

    A.做匀变速直线运动的物体,它所受合外力是恒定不变的

    B.做变速直线运动的物体,它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上

    C.物体受到的合外力增大时,物体的运动速度一定加快

    D.物体所受合外力为零时,一定处于静止状态

    思考3.在光滑的水平桌面上,有一个静止的物体,给物体施以水平作用力,在力作用到物体上的瞬间,则(   

    A.物体同时具有加速度和速度       B.物体立即获得加速度,速度仍为零

    C.物体立即获得速度,加速度仍为零  D.物体的速度和加速度均为零

    【交流促学】

    知识点4  牛顿第二定律应用

    例题1某质量为1000kg的汽车在平直路面试车,当达到20m/s的速度时关闭发动机,经过50s停了下来。汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度是多大?假定试车过程中汽车受到的阻力不变。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    小结:用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤:

        (1)确定研究对象

        (2)进行受力分析和运动状态分析,画出受力的示意图

        (3)建立坐标系,即选取正方向,根据定律列方程

        (4)统一已知量单位,代值求解

        (5)检查所得结果是否符合实际,舍去不合理的解

    例题2光滑水平桌面上有一个物体,质量是2kg,受到互成1200角的两个水平方向的力 F1 F2 的作用, 两个力的大小都是10 N 。这个物体的加速度是多大?

     

     

     

     

     

     

     

     

    例题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起方向370球和车厢相对静止,球的质量为1kg。(g=10 m/s2,sin 370 =0.6,cos 370  =0.8)

    (1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。

    (2)求悬线对球的拉力。

     

     

     

     

     

    【反馈评学】

    1.在牛顿第二定律公式Fkma中,有关比例常数k的说法正确的是:(      

    A在任何情况下都等于1                Bk值是由质量、加速度和力的大小决定的

    Ck值是由质量、加速度和力的单位决定的  D在国际单位制中,k的数值一定等于1

    2竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原地,假设整个过程中,子弹所受阻力大小与速度的大小成正比,则整个运动过程中,加速度的变化是         

    A.始终变小  B.始终变大   C.先变小后变大      D.先变大后变小

    3.如图所示,粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动,现使F不断减小,则在滑动过程中          

    A物体的加速度不断减小,速度不断增大

    B.物体的加速度不断增大,速度不断减小            

    C.物体的加速度先变大再变小,速度先变小再增大

    D.物体的加速度先变小再变大,速度先变大再减小

    4.水平地面上放一物体,用4N的水平力可使物体获得1.5m/s2的水平加速度;用5N的水平力可使该物体获得2m/s2水平加速度.求(取g=10m/s2)

    (1)用6N的水平拉力可以使该物体获得多大的水平加速度?

    (2)此物与地面的动摩擦因数为多大?

     

     

     

     

     

     

     

     

    5.如图所示,位于水平面上质量为m的小车,在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做匀加速直线运动。若小车与地面间的动摩擦因数为μ,求小车的加速度。

     

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