4.3 牛顿第二定律 导学案-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

高一物理导学案 主题：4-3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）。 牛顿第二定律 1、上节课的实验结果表明，小车的加速度a与它所受的作用力F成 ，与它的质量m成 。 牛顿第二定律 内容：物体加速度的大小跟它所受到的作用力成 ，跟它的质量成 ，加速度的 方向跟 的方向相同。 表达式： ，也可以写成等式 ，其中F指的是物体所受 的 ，其中的k是 ，k的数值取决于F、m、a的 的选取，若质量的单位取 ，加速度的单位取 ，力的单位取 时，k= ，此时牛顿第二定律表述为 ，此式为加速度的 式，故加速度a与F成 ，与质量m成 。（“牛顿”的定义：使质量为 的物体产生 的加速度的力叫作1N，即1N= ） 物理意义：牛顿第二定律不仅说明了 是产生加速度的原因，还阐述了 三者数量间的关系，还明确了加速度的方向与 一致。 对牛顿第二定律的理解 因果性 只要物体所受合力不为0，物体就会获得 。 矢量性 物体加速度的方向由物体所受 的方向决定。 瞬时性 物体的加速度与物体所受合力总是同时存在、变化、消失。 同体性 F、m、a三者对应 。 独立性 作用在物体上的每个力都将独立产生各自的 ，且遵循 ，物体的实际加速度各个力产生的加速度的 。 相对性 牛顿第二定律必须是对相对地面静止或做匀速直线运动的参考系而言的，对相对地面做变速运动的参考系不适用。 统一性 F、m、a的单位取国际单位制，使K=1. 练习 单选题 1．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是（　　） A．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 B．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 C．物体的加速度方向与速度方向总是相同的 D．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 2．在牛顿第二定律公式F=kma中，比例系数k的数值（　　） A．在任何情况下都等于1 B．是由质量m、加速度a和力F三者的大小所决定的 C．是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的 D．当“m”的单位取g，“a”的单位取cm/s2，“F”的单位取N时等于1 3．质量是2 kg的物体受到两个共点力的作用，这两个力的大小分别是2 N和6 N，那么，这个物体的加速度大小可能是（　　） A．0 B．1 m/s2 C．1.8 m/s2 D．2.5 m/s2 二、应用牛顿第二定律解题 1、解题步骤 确定研究对象→依据题意确定研究对象。 ↓ 受力分析→对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。 ↓ 求和力→用合成法或正交分解法求合力，以沿加速度方向和垂直于加速度方向建系。 ↓ 列方程→根据牛顿第二定律建立方程。 ↓ 解方程→统一单位，解方程。 2、例题讲解 如图所示，小球P用两段等长的细线悬挂在车厢的顶部，车厢正沿水平地面做匀变速直线运动，两段细线与车厢顶部的夹角α=45°，已知小球P的质量为m=0.5kg，重力加速度g取10m/s2. (1)若右侧细线的拉力为零，求车厢的加速度大小和方向； (2)若车厢以加速度a0=2m/s2向左做匀减速运动，求左、右两细线的拉力大小。 3、练习 单选题 1．一质量为1.5 t的升降机自t = 0时开始由静止竖直向上运动，其速度—时间图像如图所示，取重力加速度大小g = 10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A．在0 ~ 5 s内，升降机上升的高度为10 m B．在0 ~ 5 s内，升降机的平均速度大小为2.5 m/s C．在0 ~ 2 s内，升降机受到的合力大小为2000 N D．在第5 s内，升降机受到的合力大小为6000 N 解答题 某物体在光滑水平面上从静止开始做匀加速直线运动，经过，速度变为10m/s。已知物体的 质量。求： （1）汽车在匀加速直线运动过程中加速度大小 （2）汽车在匀加速直线运动过程中所受合外力大小 3．如图所示，小球质量为m ... ...