2019_2020学年高中物理第四章力与运动第四节牛顿第二定律学案粤教版必修1

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1、第四节　牛顿第二定律[学习目标]1.了解数据采集器在探究牛顿第二定律实验中的作用.2.理解牛顿第二定律的内容和公式的确切含义.3.知道力的国际单位“牛顿”的定义，理解1N大小的定义.4.会用牛顿第二定律的公式处理力与运动的问题．一、数字化实验的过程及结果分析1．数据采集器：通过各种不同的传感器，将各种物理量转换成电信号记录在计算机中．2．位置传感器记录的实验结果(1)保持滑块的质量m不变、改变拉力F，可得到滑块的速度－时间图象，经分析可得，物体的加速度与合外力之间的关系：a∝F.(2)保持拉力F不变，改变滑块的质量m，可得到滑块的速度－时间图象，经分析可得，物

2、体的加速度和质量的关系：a∝.二、牛顿第二定律及其数学表示1．内容：物体的加速度跟所受合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．2．表达式：a＝k，当物理量的单位都使用国际单位制单位时，表达式为F＝ma.3．力的单位“牛顿”的定义：国际上规定，质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度时，所受的合外力为1N.1．判断下列说法的正误．(1)由F＝ma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．(　×　)(2)公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取．(　×　)(3)使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1N．(

3、　√　)(4)公式F＝ma中，a实际上是作用于物体上每一个力所产生的加速度的矢量和．(　√　)(5)物体的运动方向一定与它所受合外力的方向一致．(　×　)2．光滑水平桌面上有A、B两个物体，已知mA＝2mB.当用F＝10N的水平力作用在A上时，能使A产生5m/s2的加速度，当用2F的水平力作用在B上时，能使B产生的加速度为m/s2.答案　20一、对牛顿第二定律的理解(1)由牛顿第二定律可知，无论多么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，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？(2)从匀速上升的气球上掉下一个物体(不计空气阻力)，物

4、体离开气球的瞬间，物体的加速度和速度情况如何？答案　(1)不矛盾．因为牛顿第二定律中的力是指合外力．我们用力提一个放在地面上很重的箱子，没有提动，箱子受到的合力F＝0，故箱子的加速度为零，箱子仍保持不动，所以上述现象与牛顿第二定律并没有矛盾．(2)物体离开气球瞬间物体只受重力，加速度大小为g，方向竖直向下；速度方向向上，大小与气球速度相同．1．牛顿第二定律的理解(1)单位统一：表达式F＝ma中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位．(2)F的含义：F是合外力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个力时，加速度a是该力产生的加速度．(3)a＝是加

5、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．牛顿第二定律的六个性质性质理解因果性力是产生加速度的原因，只要物体所受的合外力不为0，物体就具有加速度矢量性F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它受的合外力方向决定，且总与合外力的方向相同瞬时性加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失同体性F＝ma中，m、a都是对同一物体而言的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相对性物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系例1　(多选)下列对牛顿第二定律的理解正确

6、的是(　　)A．由F＝ma可知，m与a成反比B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用C．加速度的方向总跟合外力的方向一致D．当合外力停止作用时，加速度随之消失答案　CD解析　虽然F＝ma，但m与a无关，因a是由m和F共同决定的，即a∝，且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变，a与F的方向永远相同．综上所述，A、B错误，C、D正确．合外力、加速度、速度的关系1．力与加速度为因果关系：力是因，加速度是果．只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度．加速度与合外力方向是相同的，大小与合外力成正比．2．力与速度无因果关系：合外力方向与速度方向

7、可以相同，可以相反，还可以有夹角．合外力方向与速度方向相同时，物体做加速运动，反向时物体做减速运动．3．两个加速度公式的区别a＝是加速度的定义式，是比值定义法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无关；a＝是加速度的决定式，加速度由物体受到的合外力及其质量决定．例2　在粗糙的水平面上，物体在水平推力的作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经过一段时间后，将水平推力逐渐减小到零(物体不停止)，在水平推力减小到零的过程中(　　)A．物体的速度逐渐减小，加速度(大小)逐渐减小B．物体的速度逐渐增大，加速度(大小)逐渐减小C．物体的速度先增大后减小，加速度(大小)先增大后减

8、小D．物体的速度先增大后减小，加速度(