高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律学案设计

            高一必修一人教版导学案

               4  运动和力的关系

                 4.3 牛顿第二定律

学习目标

1.理解牛顿第二定律的内容，及a＝的含义．

2．知道力的单位牛顿是怎样定义的．

3．会应用牛顿第二定律的公式进行有关计算和处理有关问题．

学习重难点

会应用牛顿第二定律的公式进行有关计算和处理有关问题．

课堂预习

1、牛顿第二定律

1．内容

物体加速度的大小跟它受到的      成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟        的方向相同．

2．表达式

F＝      ，F为物体所受的         ，k是比例系数．

3．牛顿第二定律中的六个特征

4.力与运动的关系

5．两个加速度公式的区别

(1)a＝是加速度的定义式，它给出了测量物体的       的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法．

(2)a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生       的原因及影响物体加速度的因素．

2、力的单位和求解瞬时加速度问题

1．力的国际单位

       ，简称   ，符号     ．

2．1 N的定义

使质量为1 kg的物体产生       的加速度的力叫1 N，即1 N＝     ．

3．比例系数的意义

(1)在F＝kma中，k的选取有一定的任意性．

(2)在国际单位制中k＝1，牛顿第二定律的表达式为         ，式中F、m、a的单位分别为       、       、           ．

轻绳、轻杆、轻弹簧、橡皮条四类模型的比较

4．四类模型的共同点

质量忽略不计，都因发生          产生弹力，同时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关．

5．四类模型的不同点

课堂检测

1 如图所示，质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2kg的物体B用细线 悬线，A、B间相互接触但无压力，取g=10m/s2s2，某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（　　）

A 弹簧弹力大小为20N

B B对A的压力大小为12N

C A的加速度为零

D B的加速度大小为4m/s2

2 在光滑水平面上的木块仅受到一个运动方向相同，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作（   ）

A匀减速运动

B匀加速运动

C速度逐渐减小的变加速运动

D速度逐渐增大的变加速运动

3 如图所示，传送带长0.8m，与水平方向的夹角37°，以5m/s的恒定速度向上运动．一个质量为2kg的物块（可视为质点），静止的放上传送带，已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2．则：  （1）物块刚滑上传送带时的加速度大小为__1___ m/s2；  （2）物块到达传送带顶端时的速度大小为___2___ m/s．  本题答案请填写小数，且保留1位小数。

4当受力情况发生变化时，绳子、细线上的弹力_____发生突变；皮筋、弹簧上的弹力_____发生突变。应选填（   ）

A会；不会

B不会；不会

C不会；会

D会；会

5对于下列物理量，按要求填空（直接按顺序填字母）  A．密度B．米/秒C．牛顿D．加速度E．质量F．秒G．米H．长度I．时间J．千克  （1）属于物理量的是___1___．  （2）在国际单位制中，作为基本单位的物理量是___2___．  （3）属于国际单位制中的基本单位的是___3___，属于导出单位的是___4___．

6关于惯性和牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是（　　）

A“嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性是不相同的（燃料消耗忽略不计）

B作用力和反作用力同时产生，同时消失，不同时变化

C各种机床和发电机的底座做得很笨重，目的是增大惯性

D两物体只有处于相对静止时，它们之间的作用力和反作用力的大小才相等

7 关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中正确的是（　　）

A作用力与反作用力是同一性质的力

B作用力与反作用力大小相等，方向相反，因而可以相互抵消

C相互平衡的两个力性质可以相同，也可以不同

D相互平衡的两个力大小相等，方向相反，同时出现，同时消失

8关于力的单位“牛顿”下列说法正确的是（　　）

A“牛顿”这个单位是由质量1kg的物体所受重力为9.8N这个规定定下来的

B“牛顿”这个力的单位是根据在牛顿第二定律F=kma中取k=1时定下来的

C 1N就是使质量1kg的物体产生1m/s2s2加速度的力

D质量1kg物体所受的重力是9.8N，并不是规定的，而是根据牛顿第二定律F=ma得到的结果

9 根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是（　　）

A物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比

B物体所受合外力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度

C物体加速度的大小跟它的所受作用力中的任一个的大小成正比

D当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比

10 下列说法正确的是（　　）

A拔河比赛时，胜方拉对方的力大于输方拉对方的力

B太阳对地球的引力与地球对太阳的引力大小一定相等

C马能拉车前进是因为马对车的拉力大于车对马的拉力

D用锤钉钉子，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力是一对平衡力

11一个大人（甲）跟一个小孩（乙）站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了．对这个过程中作用于双方的力的关系，下列说法不正确的是（　　）

A大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大

B大人与小孩间的拉力是一对作用力与反作用力

C大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对平衡力

D在大人把小孩拉动的过程中，两人的拉力一样大

12 春天，河边上的湿地很松软，人在湿地上行走时容易下陷，则在人加速下陷时（　　）

A人对湿地的压力等于他受到的重力

B人对湿地的压力大于湿地对他的支持力

C人对湿地的压力小于他受到的重力

D人对湿地的压力小于湿地对他的支持力

参考答案

1牛顿第二定律

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，F为物体所受的合外力，k是比例系数．

3．牛顿第二定律中的六个特征

4.力与运动的关系

5．两个加速度公式的区别

(1)a＝是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法．

(2)a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素．

2、力的单位和求解瞬时加速度问题

1．力的国际单位

牛顿，简称牛，符号N．

2．1 N的定义

使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫1 N，即1 N＝1kg·m/s2．

3．比例系数的意义

(1)在F＝kma中，k的选取有一定的任意性．

(2)在国际单位制中k＝1，牛顿第二定律的表达式为F＝ma，式中F、m、a的单位分别为牛顿、千克、米每二次方秒．

轻绳、轻杆、轻弹簧、橡皮条四类模型的比较

4．四类模型的共同点

质量忽略不计，都因发生弹性形变产生弹力，同时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关．

四类模型的不同点

课堂检测

1解：A、剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力为：F=mAg=30N，故A错误；

BCD、剪断细线的瞬间，对整体分析，整体加速度为：

a=(mA+mB)g−F（mA+mB）=(3+2)×10−30(3+2)=4m/s2，

隔离对B分析，有：mBg﹣N=mBa，

解得：N=mBg﹣mBa=（20﹣2×4）N=12N。

根据牛顿第三定律可知B对A的压力为12N；故BD正确，C错误。

故选：BD。

2 解：由题，外力逐渐减小，根据牛顿第二定律得知，加速度也逐渐减小；  若外力与运动方向相同，则木块做加速运动，故木块做速度逐渐增大的变加速运动；  故选：D．

3 解：（1） 因μ>tanθ，沿着斜面向上的摩擦力f=μmgcosθ大于重力沿着斜面向下的分力mgsinθ，  物块加速上滑的加速度大小为a1  则：μmgcos37°﹣mgsin37°=ma1 代入数据解得：a1=0.4m/s2a1=0.4m/s2  （2） 设物块到达最高点的速度为v，则：v2﹣v02=2a1x  =l =0.8m  解得：v1=0.8m/s．  答：（1）0.4；（2）0.8；

4 绳子或细线的形变属于微小形变，因此绳子或细线上的弹力会发生突变。而皮筋或弹簧这种由明显形变产生的弹力，弹力在变化时需要经过形变量改变的过程，因此不会发生突变。  故选A。

5 解：

（1）属于物理量的是密度、加速度、质量、长度、时间．故本空填“A、D、E、H、I”．  

（2）在国际单位制中，作为基本单位的物理量有质量、长度和时间，故填“E、H、I”．  

（3）属于国际单位制中的基本单位是m、kg、s；属于导出单位的有m/s、N．故本小题第一空填“F、G、J”，第二空填“B、C”．  

故答案为：（1）ADEHI；（2）EHI；（3）FGJ ； BC。

6 解：A、“嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同（燃料消耗忽略不计），因为质量不变，故A错误；  
B、作用力和反作用力同时产生，同时消失，同时变化，故B错误；  
C、惯性是物体固有的属性，惯性越大的物体，各种机床和发电机的底座做得很笨重，目的是增大惯性．故C正确；  
D、由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，故D错误．  
故选：C

7 解：A、作用力与反作用力是同一性质的力．故A正确  
B、作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在两个不同的物体上，不可以相互抵消．故B错误  
C、相互平衡的两个力性质可以相同，也可以不同，故C正确  
D、相互平衡的两个力大小相等，方向相反，不一定同时出现，同时消失，例如物体放在水平面上，重力和支持力是一对平衡力，把物体提起，重力依然存在，支持力消失．故D错误  
故选AC．

8 解：在国际单位制中力的单位是牛顿，它是属于导出单位，是根据牛顿第二定律F=ma定义的，1N就是使质量1kg的物体产生1m/s2s2加速度的力，同时质量1kg物体所受的重力是9.8N，并不是规定的，而是根据牛顿第二定律F=ma得到的结果，故A错误，BCD正确  故选：BCD。

9 解：A、根据牛顿第二定律得知：物体加速度的大小跟质量成反比，与速度无关。故A错误。  

B、力是产生加速度的原因，只要有力，就产生加速度，力与加速度是瞬时对应的关系。故B错误。  

C、C、物体加速度的大小跟物体所受的合外力成正比，而不是跟它的所受作用力中的任一个的大小成正比。故C错误。  

D、D、当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，根据牛顿第二定律F=ma可知，物体水平加速度大小与其质量成反比。故D正确。  

E、故选：D。

10解：A、拔河比赛时，胜方是因为静摩擦力大些，不是拉对方的力大于输方拉对方的力。故A错误；  
B、太阳对地球的引力与地球对太阳的引力大小一定相等，因为它们是一对作用力与反作用力，故B正确；  
C、马能拉车前进是因为马对车的拉力大于地面对车的摩擦力，不是马对车的拉力大于车对马的拉力。故C错误；  
D、用锤钉钉子，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力是一对作用力与反作用力。故D错误；  
故选：B。

11 解：A、大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故A错误，B正确；  
C、大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对作用力与反作用力，总是同时在同一条直线上，大小相等，方向相反。故C错误，D正确；  本题选不正确的，故选：AC。

12 解：A、人对湿地的压力和湿地对人的支持力是作用力与反作用力，故二力一定相等，人加速下陷，则重力大于支持力，所以重力大于人对湿地的压力，故ABD错误，C正确；  故选：C．