4.3 牛顿第二定律 导学案
文档属性
| 名称 | 4.3 牛顿第二定律 导学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 219.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-30 11:52:46 | ||
图片预览
文档简介
§4.3牛顿第二定律
班级 组别 姓名
使用说明及学法指导（正确的方法会取得事半功倍的效果！）
1．首先明确“知识必备”中的两个知识点；然后再通读教材，查找资料，完成“教材助读”中的问题。
2．完成时间：20分钟。
知识必备（你准备好了吗？）
1．受力分析求合力
2．牛顿第一定律
教材助读（问题引领方向！）
赛车质量小、动力大，容易在短时间内获得较大的速度，也就是说，赛车的加速度大。物体的加速度a与它所受的作用F以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系呢？通过上节的探究实验，你找到了吗？
根据牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？
预习检测（检测有助于查找存在的问题和不足！）
1．从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用很小的力推很重的桌子时，却推不动，这是因为（ ）
A．牛顿第二定律不适用于很重的物体
B．桌子加速度很小，肉眼观察不到
C．推力太小，速度增量也很小，眼睛观察不到
D．桌子所受合力为零，没有加速度
2．判一判
（1）由牛顿第二定律知，合外力大的物体的加速度一定大．（ ）
（2）物体的加速度大，说明它的质量一定小．（ ）
（3）我们用较小的力推很重的箱子，箱子不动，可见牛顿第二定律不适用于较小的力．（ ）
（4）任何情况下，物体的加速度方向一定与它的合力方向相同．（ ）
（5）比例式F＝kma中的k一定为1．（ ）
（6）两单位N/kg和m/s2是等价的．（ ）
我的疑问（发现问题比解决问题更重要！）
请将预习中未能解决的问题和疑问写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。
质疑探究（质疑解疑，合作探究）
探究点一：二力合成问题
例1.某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。
拓展：若列车行驶一段时间后以题中所求加速度大小相同的加速度开始刹车，求此时细线的拉力大小和方向。
针对训练1：一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向右做匀加速直线运动，货箱中石块B的质量为m，求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力大小
针对训练2.质量为M，倾角为θ的光滑楔形木块在水平力F的作用下沿水平面向左做匀加速直线运动，质量为m的物块置于楔形木块上跟M保持相对静止，求m的加速度以及m对斜面的压力。
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
根据牛顿第二定律的矢量性，加速度的方向就是合外力的方向。所以当物体受两个力产生加速度的时候，可以将这两个力以及合力画在同一个平行四边形中，若这个平行四边形中可以找到直角关系，即可利用三角函数或者勾股定理求解。
探究点二：正交分解法
例2.在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h
时取消动力，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为
2000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
拓展：若汽车行驶过程中突然抛瞄，改用拖车绳牵引汽车，假设拖车过程中汽车受到的阻力不变，拖车绳的拉力大小为4000N，方向与水平方向夹角为300，产生的加速度为多少？
针对训练3.如图所示，倾角为37 的固定斜面上一质量为m=4kg的滑块受到一水平向右的推力F=50N的作用沿斜面加速上滑．滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.2。求此时小物块的加速度为多少？（已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
探究点三：特殊情况的处理方法
例3.如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上。现用大小为40 N、与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
(1)若水平面光滑,物体的加速度是多大 物体的支持力多大？
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体的加速度是多大
针对训练4.如图所示，小明到商场选购商品，站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀加速运动，已知电梯台阶水平，加速度大小为a。已知小明体重G，扶梯与水平面间的夹角为θ，求小明受到的支持力和摩擦力？
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
若物体受三个力，但若其中有两个力在一条直线上，可以先把这两个力合成，然后等效为物体受到两个力，利用平行四边形定则求解。
例4.如图所示,某科研单位设计了一空间飞行器,质量为m,飞行器从地面起飞时,发动机提供的动力方向与水平方向的夹角α=60°,使飞行器恰好沿与水平方向的夹角θ=30°的直线斜向右上方匀加速飞行,经时间t后,将动力的方向逆时针旋转60°同时适当调节其大小,使飞行器依然可以沿原方向匀减速直线飞行,飞行器所受空气阻力不计。下列说法中正确的是 ( )
A.飞行器加速时动力的大小等于mg
B.飞行器加速时加速度的大小为g
C.飞行器减速时动力的大小等于mg
D.飞行器减速飞行时间t后速度为零
思考：本题减速阶段，用二力合成画平行四边形可以找到直角关系，很容易计算。但是加速过程中，所画平行四边形直角关系不是很明显，仅有少数人能看出该平行四边形由两个等腰三角形组成，若在今后做题过程中遇到二力合成所画平行四边形找不到直角关系时，我们就需要借助于正交分解。
针对训练5.
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
物体受到两个力但是找不到直角关系，或者受到三个及以上的力时，平行四边形不足以解决问题，最好采用正交分解法，将一条轴建立在加速度所在方向上，那么这条轴上的合力就等于ma，而另一条轴上的力一定平衡。
我的收获（反思静悟，体验成功）
- 1 -
班级 组别 姓名
使用说明及学法指导（正确的方法会取得事半功倍的效果！）
1．首先明确“知识必备”中的两个知识点；然后再通读教材，查找资料，完成“教材助读”中的问题。
2．完成时间：20分钟。
知识必备（你准备好了吗？）
1．受力分析求合力
2．牛顿第一定律
教材助读（问题引领方向！）
赛车质量小、动力大，容易在短时间内获得较大的速度，也就是说，赛车的加速度大。物体的加速度a与它所受的作用F以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系呢？通过上节的探究实验，你找到了吗？
根据牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？
预习检测（检测有助于查找存在的问题和不足！）
1．从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用很小的力推很重的桌子时，却推不动，这是因为（ ）
A．牛顿第二定律不适用于很重的物体
B．桌子加速度很小，肉眼观察不到
C．推力太小，速度增量也很小，眼睛观察不到
D．桌子所受合力为零，没有加速度
2．判一判
（1）由牛顿第二定律知，合外力大的物体的加速度一定大．（ ）
（2）物体的加速度大，说明它的质量一定小．（ ）
（3）我们用较小的力推很重的箱子，箱子不动，可见牛顿第二定律不适用于较小的力．（ ）
（4）任何情况下，物体的加速度方向一定与它的合力方向相同．（ ）
（5）比例式F＝kma中的k一定为1．（ ）
（6）两单位N/kg和m/s2是等价的．（ ）
我的疑问（发现问题比解决问题更重要！）
请将预习中未能解决的问题和疑问写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。
质疑探究（质疑解疑，合作探究）
探究点一：二力合成问题
例1.某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。
拓展：若列车行驶一段时间后以题中所求加速度大小相同的加速度开始刹车，求此时细线的拉力大小和方向。
针对训练1：一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向右做匀加速直线运动，货箱中石块B的质量为m，求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力大小
针对训练2.质量为M，倾角为θ的光滑楔形木块在水平力F的作用下沿水平面向左做匀加速直线运动，质量为m的物块置于楔形木块上跟M保持相对静止，求m的加速度以及m对斜面的压力。
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
根据牛顿第二定律的矢量性，加速度的方向就是合外力的方向。所以当物体受两个力产生加速度的时候，可以将这两个力以及合力画在同一个平行四边形中，若这个平行四边形中可以找到直角关系，即可利用三角函数或者勾股定理求解。
探究点二：正交分解法
例2.在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h
时取消动力，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为
2000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
拓展：若汽车行驶过程中突然抛瞄，改用拖车绳牵引汽车，假设拖车过程中汽车受到的阻力不变，拖车绳的拉力大小为4000N，方向与水平方向夹角为300，产生的加速度为多少？
针对训练3.如图所示，倾角为37 的固定斜面上一质量为m=4kg的滑块受到一水平向右的推力F=50N的作用沿斜面加速上滑．滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.2。求此时小物块的加速度为多少？（已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
探究点三：特殊情况的处理方法
例3.如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上。现用大小为40 N、与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
(1)若水平面光滑,物体的加速度是多大 物体的支持力多大？
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体的加速度是多大
针对训练4.如图所示，小明到商场选购商品，站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀加速运动，已知电梯台阶水平，加速度大小为a。已知小明体重G，扶梯与水平面间的夹角为θ，求小明受到的支持力和摩擦力？
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
若物体受三个力，但若其中有两个力在一条直线上，可以先把这两个力合成，然后等效为物体受到两个力，利用平行四边形定则求解。
例4.如图所示,某科研单位设计了一空间飞行器,质量为m,飞行器从地面起飞时,发动机提供的动力方向与水平方向的夹角α=60°,使飞行器恰好沿与水平方向的夹角θ=30°的直线斜向右上方匀加速飞行,经时间t后,将动力的方向逆时针旋转60°同时适当调节其大小,使飞行器依然可以沿原方向匀减速直线飞行,飞行器所受空气阻力不计。下列说法中正确的是 ( )
A.飞行器加速时动力的大小等于mg
B.飞行器加速时加速度的大小为g
C.飞行器减速时动力的大小等于mg
D.飞行器减速飞行时间t后速度为零
思考：本题减速阶段，用二力合成画平行四边形可以找到直角关系，很容易计算。但是加速过程中，所画平行四边形直角关系不是很明显，仅有少数人能看出该平行四边形由两个等腰三角形组成，若在今后做题过程中遇到二力合成所画平行四边形找不到直角关系时，我们就需要借助于正交分解。
针对训练5.
规律总结（知识提炼，浓缩精华）
物体受到两个力但是找不到直角关系，或者受到三个及以上的力时，平行四边形不足以解决问题，最好采用正交分解法，将一条轴建立在加速度所在方向上，那么这条轴上的合力就等于ma，而另一条轴上的力一定平衡。
我的收获（反思静悟，体验成功）
- 1 -