第四章 运动和力的关系 课时4.3 牛顿第二定律 结合探究加速度与力、质量关系的实验结果,深层次地体会加速度与力、质量的 具体关系。 分析并理解牛顿第二定律内容的内涵和外延。 尝试应用牛顿第二定律解决物理力学中的基本问题。 内容 物体加速度a的大小跟它受到的作用力F成 正比 ,跟它的质量m成 反比 ,加速度的方向跟作用力的方向③ 相同 表达式 (1)比例式:a∝ 。 (2)等式:F=kma (其中k为比例系数) 适用范围 (1)惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。 (2)宏观物体(相对于分子、原子)的低速(远小于光速)运动 特征 (1)因果性:力是产生加速度的原因,只要物体所受合外力不为零,物体就获得加速度。 (2)矢量性:公式F=kma是矢量式,加速度a的方向与物体所受合外力F的方向总相同。 (3)瞬时性:加速度a与物体所受合外力F总是同时存在,同时变化,同时消失。 (4)同一性:F、m、a三者对应同一惯性参考系(一般指地面)、同一物体(或同一系统)。 (5)独立性:作用在物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律;每个力在各个方向上的分力所产生的加速度也遵循牛顿第二定律;物体的合加速度等于每个力产生的加速度的矢量和 2 | 力的单位 1.利用物理公式不但能计算物理量的数值,而且能计算物理量的单位。在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号是N,牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的。 2.关系式F=kma中的比例系数k的数值由F、m、a三者的 单位 共同决定,三者取 不同单位 时k的数值不一样,为了计算简便,取 k=1 ,则力的单位为kg·m/s2,后人为了纪念牛顿,把kg·m/s2称为牛顿,用符号N表示。 3.使质量为 1 kg 的物体产生 1 m/s2 的加速度的力为1 N,即1 N=1 kg·m/s2。 一、基础过关练 题组一 对牛顿第二定律的理解 1.下列对牛顿第二定律及表达式F=ma的理解,正确的是 ( ) A.在牛顿第二定律公式F=kma中,比例系数k的数值在任何情况下都等于1 B.合力方向、速度方向和加速度方向始终相同 C.由F=ma可知,物体受到的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比 D.物体的质量与所受的合外力、运动的加速度无关 2.在光滑水平面上,一个质量为m的物体,受到的水平拉力为F。物体由静止开始做匀加速直线运动,经过时间t,物体的位移为s,速度为v,则 ( ) A.由公式a=可知,加速度a由速度的变化量和时间决定 B.由公式a=可知,加速度a由物体受到的合力和物体的质量决定 C.由公式a=可知,加速度a由物体的速度和位移决定 D.由公式a=可知,加速度a由物体的位移和时间决定 题组二 牛顿第二定律的简单应用 3.质量不同的甲、乙两辆实验小车,在相同的合外力的作用下,甲车产生的加速度为2 m/s2,乙车产生的加速度为6 m/s2,则甲车的质量是乙车的 ( ) A. B.3倍 C.12倍 D. 4.(多选)力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为10 m/s2,力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为4 m/s2,那么,力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小可能是 ( ) A.5 m/s2 B.2 m/s2 C.8 m/s2 D.6 m/s2 5.如图所示,质量为2 kg的物块沿水平地面向左运动,水平向右的恒力F的大小为10 N,物块与地面间的动摩擦因数为0.2,g取10 m/s2。取水平向左为正方向,则物块的加速度为 ( ) A.-7 m/s2 B.3 m/s2 C.-3 m/s2 D.5 m/s2 6.如图所示,质量分别为2m和3m的两个小球置于光滑水平面上,且固定在劲度系数为k的轻质弹簧的两端。现在质量为2m的小球上沿弹簧轴线方向施加大小为F的水平拉力,使两球一起做匀加速直线运动,则此时弹簧的伸长量为 ( ) A. B. C. D. 题组三 瞬时加速度的求解 7.如图所示,质量为3 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为2 kg的物体B用细线悬挂,A、B间相互接触但无压力,整个系统处于静止状态,g取1 ... ...
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