高中物理 第四章 第三课时 牛顿第二定律学案 新人教版必修1.doc

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1、第三课时　牛顿第二定律1．深刻理解牛顿第二定律，把握a＝的含义．2．知道力的单位牛顿是怎样定义的．3．会用牛顿第二定律的公式进行计算和处理有关问题．一、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A(A.正比B.反比)，跟它的质量成B(A.正比　B．反比)．加速度的方向跟作用力的方向A(A.相同　B．相反)．2．表达式(1)比例式形式：a∝或F∝ma．(2)等式形式：F＝kma，式中k是比例系数，F是物体所受的合力．(3)表达式：F＝ma．►判一判　(1)由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力一定大．(错误)提示：加速度是由合外力和质量共同决定的，故

2、加速大的物体，所受的合外力不一定大．(2)牛顿第二定律说明了质量大的物体其加速度一定就小．(错误)提示：由牛顿第二定律可知，当合外力一定时，加速度与质量成反比，当质量一定时，加速度与合外力成正比．(3)任何情况下，物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致．(正确)提示：由牛顿第二定律可知，物体加速度的方向与合外力的方向总是一致．二、力的单位1．国际单位：牛顿，简称牛，符号为N．2．“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1N，即1N＝1kg·m/s2．3．比例系数k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

3、＝1，牛顿第二定律的数学表达式为：F＝ma，式中F、m、a的单位分别为N、kg、m/s2．►判一判　牛顿第二定律表达式F＝kma中的比例系数k，(1)力F的单位取N时等于1.(错误)(2)在国际单位制中才等于1.(正确)(3)加速度单位用m/s2时等于1.(错误)提示：牛顿第二定律可表达为F＝kma，当力、质量、加速度的单位都采用国际单位制中的单位时，比例系数k的取值为1.求瞬时加速度的几类力学模型在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型．全面准确地理解他们的特点，可帮助我们灵活正确地分析问题．这些模型的共同点是：

4、都是质量可忽略的理想化模型，都会发生形变而产生弹力，同一时刻其内部弹力处处相等且与运动状态无关．这些模型的不同点是：模型特点轻绳只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力物体，不能承受压力；认为绳子不可伸长，即无论绳子所受拉力多大，长度不变(只要不被拉断)；绳子的弹力可以发生突变——瞬时产生，瞬时改变，瞬时消失轻杆既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方向不一定沿着杆的轴向；认为杆子既不可伸长，也不可缩短，杆子的弹力也可以发生突变轻弹簧既能承受拉力，又可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线；受力后发生较大形变，弹簧的长度既可变长，又可变短，遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或

5、使形变消失都有一个过程，故弹簧的弹力不能突变，在极短时间内可认为弹力不变；当弹簧被剪断时，弹力立即消失橡皮条只能受拉力，不能承受压力；其长度只能变长，不能变短，同样遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故橡皮条的弹力同样不能突变，在极短时间内可认为弹力不变；当橡皮条被剪断，弹力立即消失【案例展示1】　如图所示，一个质量为m＝2kg的小球，被a、b两根绷紧的橡皮条拉着处于静止状态，如果烧断b橡皮条的瞬间，小球的加速度大小为2m/s2.如果先剪断橡皮条a的瞬间，小球的加速度是________，原来橡皮条b的拉力是________(取g＝10m/s2)

6、．【分析】根据牛顿第二定律和平衡条件可求出未剪断橡皮条b时a、b的拉力大小；根据牛顿第二定律可求得先剪断橡皮条a的瞬间小球的加速度．【规范解答】　烧断橡皮条之前，小球受到三个力的作用，重力mg、橡皮条a的拉力Fa、橡皮条b的拉力Fb，如图所示．根据物体的平衡条件可得Fa＝Fb＋mg.烧断橡皮条b的瞬间，橡皮条a的弹力不会突变，小球受到的合外力等于橡皮条b的拉力Fb.由牛顿第二定律可得Fb＝ma，代入数据可得Fb＝4N，还可以求得Fa＝24N．而在烧断橡皮条a的瞬间，橡皮条b的弹力不会突变，小球受到的合外力等于橡皮条a的拉力Fa，由牛顿第二定律可得Fa＝ma′，代入数据可

7、得a′＝12m/s2.【答案】　12m/s2　4N【名师点评】(1)牛顿第二定律是力瞬间时作用的规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失．分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该瞬时前后物体的受力情况及其变化．(2)明确两种基本模型的特点．①轻绳的形变可瞬时产生或恢复，故绳的弹力可以瞬时突变．②轻弹簧(或橡皮条)在两端均连有物体时，形变恢复需较长时间，其弹力的大小与方向均不能突变．【案例展示2】　如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板