43牛顿第二定律 教案.docx

T学科适用区域高中物理人教版区域适用年级课时时长1分钟）高一2课时一知识点1 .牛顿第二定律2 .根本国际单位、量纲分析法3 .牛顿第二定律的两个表达式教学目标1、理解牛顿第二定律一般表达的含义2、知道物体运动的加速度方向与合外力方向一致3、会用牛顿第二定律解决一些与生产和生活相关的实际问题4、会用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题教学重点教学难点牛顿第二定律的理解与应用应用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题教学过程一、导入我们知道（I）当保持物体质量不变时,物体的加速度与它所受力成正比。用数学式子表示就是:aocF（2）当保持物体受力不变时,物体的加速度跟质量成反比。用数学式子表示就是:aoc1m力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？今天我们来找出这个数量关系性质一考点解读二.知识讲解1.外谷：物-湘瓠墨跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。表达式：七"加"或者帆.其中琮、°均取国际制单位）_F合_v变形式”一加是运动加速度的决定式，要与加速度的定义式“一区别开来。2.性质:1、因果性：力是产生加速度的原因。假设不存在力，那么没有加速度。2、矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式Z="中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同。我们在做题时应注意选好正方向。3、瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小或方向也要同时发生突变；当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,说明了力的瞬间效应。4、相对性：自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中才成立。它只适用于宏观、低速的物体。5、独立性：物体所受各力产生的加速度，互不干扰，而物体的实际加速度那么是每一个力产生加速度的矢量和，分力和分加速度在各个方向上的分量关系，也遵照牛顿第二定律。6、同一性：a.m、7与同一物体某一状态相对应1、力学单位制：实际上牛顿第二定律的表达式应为：F合二匕如，只有当力的单位为牛顿（N）,质量的单位为千克（kg）,加速度的单位为米每二次方秒（加/$2）时，上的值才等于1,牛顿第二定律的表达式才能写成：F合=做I。由以上可以看出，物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。因此物理学中选定七个物理量的单位作为根本单位,根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系，推导出其他物理量的单位。这些推导出来的单位叫做导出单位。根本单位和导出单位一起组成了单位制。在国际单位制（SI）中的根本单位有：1、力学：长度-米（m）、质量-千克（kg）、时间-秒（S）；2、电学：电流-安（A）；3、热学：热力学温度-开（K）、物质的量-摩（mo1）；4、光学：发光强度-坎（cd）o其它为导出单位：如：力-牛顿（N,IN=Ikg-机/）、速度-米每秒（ms）、加速度-米每二次方秒（相/$?）等。2、把多个物体看成一个整体研究时,牛顿第二定律可推广为:即：整体X轴上受的合外力等于所有物体在X轴上的加速度与质量的乘积之和；整体y轴上受的合外力等于所有物体在y轴上的加速度与质量的乘积之和1、物体只受两个力的情形：(1)利用平行四边形定那么,将二力合成求出合力；利用心二板求出加速度。2、物体受多个力的情形：(1)确定研究对象；(2)找研究对象受的力；(分两步)判断受几个力(注：只能找重力、弹力、摩擦力、力)按力的三要素画出各力的示意图(3)建立直角坐标系：一般以加速度方向为X轴，y轴与X轴垂直；(4)正交分解：将不在轴上的力转化到轴上；(5)列方程：X轴上:尸合二幻y轴上：七=。或小=K负戾汽腕喔卓正确的选项是()A.在公式庐神中，?、勿、a三个量可以取不同单位制中的单位B.作用力与反作用力等大、反向、共线,所以对其作用的某一物体作用效果可抵消C.牛顿运动定律是自然界最普遍的规律，因此可以用来精确描述高速运动电子(接近光速)的运动情况D.惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性，是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵照的规律【参考答案】D【解析】在公式F=rna中，F、mx2三个量必须统一，比方都采用国际单位制，故A错误；作用力与反作用力，作用在两个物体上，不能合成,效果不能抵消，故B错误；牛顿运动定律适用于宏观物体和低速运动，故C错误;惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性,是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵照的规律，故D正确.【点睛】：作用力与反作用力，作用在两个物体上，不能合成,效果不能抵消飘下端挂-重物,上端用手牵引使重物向下做匀速直线运动，从手突然停止到物体下降到最低点的过程中，重物的加速度的数值将A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大再减小D.先减小后增大【参考答案】【解析】试题分析：由题意知道，物体先匀速下降,拉力等于重力；手突然停止运动后，物体由于惯性继续下降,根据形变量的变化明确弹力变化；再分析物体受到的合力变化；由牛顿第二定律即可得出加速度的变化.物体匀速运动过程,弹簧对物体的弹力与重力二力平衡；手突然停止运动后，物体由于惯性继续下降，弹簧伸长量变大,弹力减大；而物体受到的合力F=rng-kx,故重力与弹力的合力变大,根据牛顿第二定律可知，物体的加速度变大,A正确。【点睛】：物体先匀速下降,拉力等于重力；手突然停止运动后,物体由于惯性继续下降rOW.B两球，由轻弹簧连接后，挂在天花板上，如下列图,曲、铀分别表示A、B两球的加速度,那么（）A.剪断细线瞬间：国=2幺丽0B.剪断细线瞬间：a<=avFgC.剪断细线瞬间：F,a=gD.剪断细线瞬间：a（F-g,a=g【参考答案】A【解析】悬线剪断前，以B为研究对象可知：弹簧的弹力F=mg,以A、B整体为研究对象可知悬线的拉力为2mg；剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变,F=mg,由牛顿第二定律得：对A：mg+F=ma,解得：a=2g;对B:F-mg=man,解得:加=0；应选A.【点睛】：此题是动力学中典型的问题：瞬时问题,往往先分析悬线剪断前弹簧的弹力,再分析悬线判断瞬间物体的受力情况,再求解加速度,抓住悬线剪断瞬间弹力没有来得及变化。律的表达式可以写成m=F令/a,某物体的质量mA.跟合外力F成正比B.跟合外力F和加速度a都无关C.跟它的加速度a成反比D.跟合外力F成反比,跟它的加速度a成正比【参考答案】B【解析】试题分析：物体的质量是物体惯性大小的表现,质量大说明物体运动状态变化较困难，即在相同大小力的作用下物体的加速度小,质量与物体所受合外力及加速度无关,故ACD项说法均错误、B项说法正确；应选B项。考点：此题考查了牛顿第二定律的相关知识。【点睛】：物体的质量是物体惯性大小的量度，与力和加速度无关；牛顿第二定律反映了物体质量一定时,力与物体产生的加速度之间的关系。课堂运用弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动，以X表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前，以下表示F和X之间关系的图象可能正确的选项是()【参考答案】A【解析】设物块P的质量为m,加速度为a,静止时弹簧的压缩量为X。,弹簧的劲度系数为k,由力的平衡条件得,mg=kXo,以向上为正方向，木块的位移为X时弹簧对P的弹力：F1=k(Xo-x),对物块P,由牛顿第二定律得,F+F-Ig=Ina.由以上式子联立可得,F=kx+mad可见F与X是线性关系，且F随着X的增大而增大,当x=0时，kx+ma>0,故A正确，BCD错误2、如下列图，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央,长木板和物块的质量均为m,物块与木板间的动摩擦因数为U,木板与水平面间的动摩擦因数为工U,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g,3现对物块施加一水平向右的拉力F,那么木板加速度大小a可能是()A.a=gB.a=2E1C.a=1E.D.a=-t【参考答案】D【解析】一：木板相对物块没动假设FvZumg,那么木板上下外表都受到大小相等、方向相反的摩擦力，摩擦力大小为F,此时木板加速度为0；3假设>mg,那么木板和物块一起做匀加速直线运动，整体水平方向的受力为：拉力F和地面的摩擦力f,那么其加速度为：a=EH=工-上星，2m2m3二：木板相对物块动了此时F>1umg,那么木板就是在物块的摩擦力和地面对它的摩擦力作用下做匀加速直线运动，其受到木块的摩擦3力为：f1=Un1g,受到地面的摩擦力为fz=1,(2mg)=2umg，那么获得的加速度为：a=-!,故D正确3333、2019年12月24日，我国自主研制的水陆两栖飞机“能龙”AG600首飞成功。至此，中国大飞机家族“三兄弟运20、C919、AG600先后飞上蓝天！而“鲤龙AG600既可飞天,又能入海。如果AG600在水面起飞，其在水面加速滑行过程中受到的合外力().大小为零B.方向竖直向上C.方向与滑行方向相同D.方向沿滑行方向斜向上【参考答案】C【解析】“鲤龙AG600在水面做加速直线运动，加速度方向与滑行方向相同，由牛顿第二定律知合外力方向与加速度方向相同，所以合外力方向与滑行方向相同，故ABD错误,C正确顿第二定律F=ma,以下说法正确的选项是()A.a的方向与F的方向相同B.a的方向与F的方向相反C.a的方向与F的方向无关D.a的方向与F的方向垂直【参考答案】A【解析】根据牛顿第二定律F=Ina得：a=rm质量是标量，力和加速度都是矢量，所以加速度方向与合外力方向相同。2、趣味运动会上运发动手持网球拍托球沿水平面匀加速跑,设球拍和球的质量分别为M、,球拍平面和水平面之间的夹角为0,球拍与球保持相对静止，它们间摩擦及空气阻力不计,那么()A.运发动的加速度为gtan0B.球拍对球的作用力为sinC.运发动对球拍的作用力为与cos8D.假设加速度大于gsin。，球一定沿球拍向上运动【参考答案】A【解析】A、B、C对网球：受到重力mg和球拍的支持力N,作出力图如图，根据牛顿第二定律得：Nsin=maNcos=mg解得,a=g1an,N二一5!故A正确、B错误；COS以球拍和球整体为研究对象,如图2,根据牛顿第二定律得：运发动对球拍的作用力为MRg,故C错误。D、当a>g1an时，网球将向上运动，由于gsin。与gtan。的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动。故D错误。应选：Ao3、如下列图，两个质量分别为向、叱的物块A和B通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上,水平轻绳一端连接A,另一端固定在墙上,A、B与传送带间动摩擦因数均为.传送带顺时针方向转动，系统到达稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A、B的加速度大小分别为以和加，(弹簧在弹性限度内，重力加速度为g),那么()A.3a