2019沪科版物理必修1学案:5.3 牛顿第二定律
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1、5.3 牛顿第二定律学 习 目 标 知 识 脉 络1掌握牛顿第二定律的文字内容和数学表达式(重点)2理解公式中各物理量的意义及相互关系3知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的4学会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算(重点、难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、牛顿第二定律1牛顿第二定律:物体的加速度跟受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比2数学表达式:a 或 Fma.Fm(1)等式:F kma,F ma( F 合 ma),k1 的条件: F、m、a 的单位均选国际单位(2)公式的理解:物体同时受到几个力的作用,公式中的 F 应为合力 ;加速度 a 的方向始终与力 F 的方向相同;可
2、以选取两个相互正交的方向,分别列出牛顿第二定律的分量形式,即:Fxma xFyma y.3.1 N 的定义:使质量是 1_kg 的物体产生 1_m/s2 加速度的力,规定为 1 N.二、基本单位和导出单位1基本量及单位:在物理学中,只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间关系推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本量,它们的单位叫做基本单位2导出单位:由基本量根据物理量间关系推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位3单位制:由基本单位和导出单位组成单位制(1)国际单位制是一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制(2)在国际单位制中,基本量共有七个,力学有三个:基本量是长度、质量、
3、时间,基本单位分别为米、千克、秒基础自测1思考判断(1)牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例 ()【提示】 牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例(2)我们用较小的力推一个很重的箱子,箱子不动,可见牛顿第二定律不适用于较小的力 ()【提示】 牛顿第二定律中的作用力是指物体所受的合力(3)加速度的方向跟合力的方向没必然联系 ()【提示】 加速度的方向跟合力方向一致(4)kg、m/s、N 是基本单位 ()【提示】 kg 是基本单位,而 m/s、N 都不是基本单位(5)kg、m、s 是基本单位 ()(6)只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是 Fma . ()2(多选 )下列说法中正确的
4、是 ( ) 【导学号:79092105】A质量是物理学中的基本物理量B长度是国际单位制中的基本单位Ckgm/s 是国际单位制中的导出单位D时间的单位小时,是国际单位制中的导出单位AC 质量是力学中的基本物理量,A 正确;长度是物理量,不是单位,B 错误; kgm/s 是国际单位制中的导出单位,C 正确;小时是时间的基本单位,不是导出单位,D 错误32016 年 10 月 19 日 3 时 31 分,“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接这是“天宫二号”自 9 月 15 日发射入轨以来,与神舟飞船开展的首次交会对接如图 531所示,活动发射平台载着质量为 m 的“神舟
5、十一号”和质量为 M 的火箭,在车的牵引下驶向发射场若某段行驶过程可视为加速度为 a 的匀加速直线运动,则“神舟十一号”、火箭受到的合力分别为( )图 531Ama、Ma Bma、MgCmg、Ma Dmg、MgA “ 神舟十一号”、火箭都随平台做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,所受合力分别为 F1ma,F 2Ma,选项 A 正确合 作 探 究攻 重 难牛顿第二定律的理解1牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系,指明了加速度大小和方向的决定因素2牛顿第二定律的六点说明因果性只要物体所受合外力不为 0(无论合外力多么小),物体就获得加速度,即力是产生加速度的原因矢量性 物体加速度的方向与物
6、体所受合外力的方向总是相同的,加速度的方向由合外力的方向决定瞬时性物体的加速度与物体所受合外力总是同时存在、同时变化、同时消失的,所以牛顿第二定律反映的是力的瞬时作用效果同一性 F、m、 a 三者对应同一个物体独立性作用在物体上的每个力都将独立产生各自的加速度,且遵从牛顿第二定律,物体的实际加速度为每个力产生的加速度的矢量和分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律,即Fxma x,F y may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,对相对地面加速运动的参考系不适用静止放在粗糙水平面上的物体质量为 3 kg,在 04 s 内受水平力 F的作用;在 41
7、0 s 内撤去 F 受摩擦力作用而停止,其 vt 图像如图 532所示求:图 532(1)物体所受的摩擦力(2)在 04 s 内物体所受的拉力大小(3)整个过程物体位移的大小解析 (1)匀减速运动的加速度大小为:a2 m/s22 m/s 2vt 126根据牛顿第二定律得:F fma 232 N6 N(2)匀加速运动的加速度为:a 1 m/s23 m/s 2124根据牛顿第二定律得:FF fma 1解得:FF fma 16 N33 N15 N(3)位移等于图线与时间轴围成的面积,则有:x 1012 m60 m12答案 (1)6 N (2)15 N (3)60 m动力学问题的解题步骤(1)选取研究
8、对象根据问题的需要和解题的方便,选出被研究的物体,可以是一个物体,也可以是几个物体组成的整体(2)分析研究对象的受力情况和运动情况注意画好受力分析图,明确物体的运动过程和运动性质(3)选取正方向或建立坐标系通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向(4)求合外力 F.(5)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解,必要时还要对结果进行讨论针对训练1关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是( )A牛顿第二定律的表达式 Fma 在任何情况下都适用B某一瞬时的加速度,不但与这一瞬时的外力有关,而且与这一瞬时之前或之后的外力有关C在公式 Fma 中,若 F 为合外力,则 a 等于作用在该物
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