4.3牛顿第二定律
学习目标 1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义. 2.知道国际单位制中力的单位. 3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题.
学习重点 掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式,会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
学习难点 会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
学 习 过 程 课堂笔记
【课前预习】 1、回顾:实验探究加速度 力、速度的关系中所用的研究方法是: 结论:加速度与力的关系 加速度与质量的关系 2、牛顿第二定律 (1)内容: (2)表达式: 【课堂探究】 一、牛顿第二定律的得出 [要点提炼] 对牛顿第二定律的理解 ①矢量性:物体加速度的方向与物体所受合外力的方向始终相同。 ②瞬时性:F=ma是对运动过程的每一瞬间都成立,加速度与力是同一时刻的对应量。 即同时存在、同时变化、同时消失。 ③独立性:作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律,而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。 【例1】下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是( ) A.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 B.由m=可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比 C.由a=可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比 D.由m=可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力求出 【课堂练习1】 力F1作用在物体上产生的加速度a1=3 m/s2,力F2作用在该物体上产生的加速度a2=4 m/s2,则F1和F2同时作用在该物体上,产生的加速度的大小可能为: A.7 m/s2 B.5 m/s2 C.1 m/s2 D.8 m/s2 【课堂练习2】 在光滑的水平桌面上,有一个静止的物体,给物体施以水平作用力,在力作用到物体上的瞬间,则( ) A. 物体同时具有加速度和速度 B. 物体立即获得加速度,速度仍为零 C. 物体立即获得速度,加速度仍为零 D. 物体的速度和加速度均为零 二、合外力、加速度、速度的关系 [要点提炼] 1、力与加速度为因果关系.加速度与合外力方向总、大小与合外力成 . 2、力与速度无因果关系.合外力与速度方向可以同向,可以反向;合外力方向与速度 方向时,物体做加速运动,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,是比值法定义的物理量,a与v、Δv、Δt均; a=是加速度的决定式,加速度由决定. 【思考讨论】在地面上,停着一辆卡车,你使出全部力气也不能使卡车做加速运动,这与牛顿第二定律矛盾吗?为什么? 【例2】在光滑的水平面上做有加速直线运动的物体,当它所受的合力逐渐减小而方向不变时,物体的( ) 加速度越来越大,速度越来越大 B.加速度越来越小,速度越来越小 加速度越来越大,速度越来越小 D.加速度越来越小,速度越来越大 三、牛顿第二定律的简单应用 [要点提炼] 应用牛顿第二定律解题步骤 选择研究对象 (2)分析研究对象的受力情况,画出受力图。 (3)选定正方向,建立直角坐标系。通常选加速度的方向为正方向。这样与正方向相同的力(或速度)取正值;与正方向相反的力(或速度)取负值。 (4)求合力(可用作图法,计算法或正交分解法)。 (5)根据牛顿第二定律列方程求解。必要时进行检验或讨论 【例3】如图所示,一木块沿倾角θ=37°的光滑固定斜面自由下滑.g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求木块的加速度大小; 【例4】如图所示,质量为1 kg的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向下的推力F作用时,沿水平方向做匀加速直线运动,求物体加速度的大小.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 【课堂小结】 【课后巩固】 1.关于牛顿第二定律,以下说法中正确的是( ) A.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 B.牛顿第二定律说明了,质量大的物体,其加速度一定小 C.由F=ma可知,物体所受到的合外力与物体的质量成正比 D.对同一物体而言,物体的加速度与物体所受到的合外力成正比,而且在任何情况下,加速度的方向,始终与物体所受的合外力方向一致 2.在牛顿第二定律公式F=kma中,有关比例常数k的说法正确的是:( ) A、在任何情况下都等于1 B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的 Ck值是由质量、加速度和力的单位决定的 D、在国际单位制中,k的数值一定等于1 3.已知甲物体受到2N的力作用时,产生的加速度为4m/s2,乙物体受到3N的力作用时,产生的加速度为6m/s2,则甲、乙物体的质量之比m甲: ,m乙等于 ( ) A.1:3 B.2:3 C.1:1 D.3:2 质量为1kg的物体受到3N和4N两个共点力的作用,这两个共点力的夹角为900,则该物体的加速度是( ) A. 5 m/s B. 7 m/s C. 8 m/s D. 9 m/s 5.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? (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?