鲁科版高中物理必修第一册精品课件 第5章 牛顿运动定律 第3节 牛顿第二运动定律

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m/s2
m/s
N
易错辨析判一判
(1)由牛顿第二定律知,质量大的物体的加速度一定小。( × )
解析 由牛顿第二定律知,合外力一定时,质量大的物体的加速度一定小。
(2)加速度大的物体,它所受的合外力一定大。( × )
解析 由牛顿第二定律知,质量相同时,加速度越大,合外力越大。
(3)任何情况下,物体的合外力方向一定与它的加速度方向相同。( √ )
明对箱子有一个拉力作用,但箱子受的合外力为零,所以不能产生加速度。
(2)加速度与力之间是瞬时对应关系,有力就立刻获得加速度,但速度的获
得,需要一段时间,故不能立刻获得速度。
【知识归纳】
1.对牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律揭示了加速度与力、质量的关系,指明了加速度大小和方向
的决定因素,对于牛顿第二定律应该从以下六个方面进行深刻理解:
A.物体的质量m与合外力F成正比
B.物体的质量m与加速度a成反比
C.当加速度a不变时,物体的质量m才与合外力F成正比;当合外力F不变时,
物体的质量m 才与加速度 a 成反比
D.以上说法全是错误的
解析 牛顿第二定律研究的是物体的加速度 a 与合外力 F 及物体的质量 m
三者之间的关系,而质量是指物体所含物质的多少的物理量。对一个物体来
第五章
第3节 牛顿第二运动定律
学习目标
思维导图
1.理解牛顿第二定律的内容、
表达式的确切含义。
(物理观念)
2.知道在国际单位制中力的
单位“牛顿”是怎样定义的。
(物理观念)
3.能应用牛顿第二定律解决
动力学问题。(物理观念)
4.知道国际单位制中与力学
有关的基本单位。
(物理观念)
5.知道物理运算过程中单位

速度无关。
(3)认为作用力与m和a都成正比:不能由F=ma得出F∝m、F∝a的结论,物
体所受合外力的大小是由物体的受力情况决定的,与物体的质量和加速度
无关。
针对训练1
关于牛顿第二定律的下列说法,不正确的是( C )
A.物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力的大小决定,与物体
的速度无关
B.物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定,与速度方向无关
F逐渐减小而逐渐增大;因为a与v方向相反,所以v减小,故D正确。

探究二
牛顿第二定律的应用
【情境探究】
行车时驾驶员及乘客必须系好安全带,以防止紧急刹车时造成意外伤害。
请思考:
(1)汽车突然刹车,要在很短时间内停下来,会产生很大的加速度,这时如何
知道安全带对人的作用力大小呢?
(2)汽车启动时,安全带对驾驶员产生作用力吗?
现让拉力F逐渐减小,则物体的加速度和速度的变化情况应是( D )
A.加速度逐渐变小,速度逐渐变大
B.加速度和速度都在逐渐变小
C.加速度和速度都在逐渐变大
D.加速度逐渐变大,速度逐渐变小
解析 物体向右做匀速直线运动,滑动摩擦力f=F=μN=μmg,当F逐渐减小时,
-
f=μmg不变,所以产生与v方向相反即向左的加速度,加速度的数值 a=
规律方法
关于牛顿第二定律理解的三大误区
(1)认为先有力,后有加速度:物体的加速度和合外力是同时产生的,不分先
后,但有因果性,力是产生加速度的原因,没有力就没有加速度。

(2)认为质量与力成正比,与加速度成反比:不能根据m= 得出m∝F、m∝
1
的结论,物体的质量m是由自身决定的,与物体所受的合外力和运动的加
的规范使用。(物理观念)




01
基础落实•必备知识全过关
02
重难探究•能力素养全提升
03
学以致用·随堂检测全达标
基础落实•必备知识全过关
一、牛顿第二运动定律及其意义
1.内容:物体加速度的大小与所受_________大小成正方向与__________方向相同。
说,该物体的质量并不会随物体运动状态的改变而改变,也就是说质量是一个

不变的量,m= 只是一种测量物体质量的动力学方法。对


m= 的正确理解是

若已知物体所受的合外力及物体运动的加速度,则可求出物体的质量。合外
力与加速度的比值大小对一个物体来说是一个不变的量。因此 A、B、C 三
项均是错误的。故选 D。
规律方法
(1)物体的加速度变化情况,由物体的合外力变化来确定,只要
分析物体受力情况,确定了合外力的变化规律,即可由牛顿第二定律确定加
速度的变化规律。
(2)物体速度的变化由物体的加速度决定,速度与加速度同向,速度增加;速
度与加速度反向,速度减小。
针对训练2
如图所示,物体在水平拉力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,速度为v。
2.(多选)关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是( CD )
A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大
B.物体的速度为零,则加速度为零,所受的合外力也为零
C.物体的速度为零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大
D.物体的速度很大,但加速度可能为零,所受的合外力也可能为零
解析 物体的速度大小与加速度大小及所受合外力大小无关,故C、D正确,
1 kg·m/s2
4.当公式F=kma中力、质量、长度及时间的单位分别为牛顿(N)、千克
(kg)、米(m)和秒(s)时,k=__________,公式可简化为__________。
1
F=ma
5.牛顿第二定律表明,力与加速度总是同时出现,同时消失;力不变则加速度
也不变,力随时间改变,加速度也随时间改变;合外力为0则加速度为0,这时
A.物体的质量跟合外力成正比,跟加速度成反比
B.加速度的方向一定与合外力的方向一致
C.物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比
D.由于加速度跟合外力成正比,整块砖的重力加速度一定是半块砖重力加
速度的2倍
解析 物体的质量不随合外力和加速度而改变,A错误;重力加速度的大小
与物体质量无关,D错误;由牛顿第二定律的表述可知,B、C均正确。
同一性
因果性
矢量性
瞬时性
独立性
相对性
F合、m、a三者应对应同一物体
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
物体加速度的方向与物体所受合外力的方向总是相同
物体的加速度与物体所受的合外力总是同时存在,同时变化,同时
消失
作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度,与物体是
C.物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的
D.一旦物体所受合外力为零,则物体的加速度立即为零,其运动速度将不再
变化
解析 对于某个物体,合外力的大小决定了加速度的大小,合外力的方向决
定了加速度的方向,而速度的方向与加速度方向无关。根据牛顿第二定律
的瞬时性,合外力一旦为零,加速度立即为零,则速度不再发生变化,以后以
物体将保持静止或匀速直线运动状态。
二、国际单位制
1.基本量、基本单位
(1)物理公式的功能:物理学的关系式确定了物理量之间的数量关系,同时
它还确定了物理量的单位之间的关系。
(2)基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推
导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫作基本量。如力学中的
力的合外力,加速度的方向即物体所受合外力的方向。
(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力。
①建立坐标系时,通常选取加速度的方向作为某一坐标轴(如x轴)的正方向
(也就是不分解加速度),将物体所受的力正交分解后,列出方程Fx=ma,Fy=0。
解析 由牛顿第二定律知,物体的加速度方向总是与它的合外力方向相同。
(4)任何情况下,比例式F=kma中的k一定为1。( × )
解析 只有在F、m、a三个量都取国际单位的情况下,比例式F=kma中的k
才等于1。

(5)由关系式 m= 知物体的质量与合外力成正比,与加速度成反比。( × )
解析 质量的大小由物体所含物质的多少决定,与力和加速度无关。
合外力
2.表达式:F=__________,式中F为物体所受的__________,k是__________。
合外力
比例常数
kma
3.力的单位“牛顿”的含义:使质量为__________的物体产生__________的
1 kg
1 m/s2
加速度所用的力为1 kg·m/s2,即1 N=__________。
D.a和v都先减小后增大
解析 质点受多个力的作用,处于静止状态,则多个力的合力为零,其中任意
一个力与其余所有力的合力大小相等、方向相反,使其中一个力的大小逐
渐减小到零再恢复到原来的大小,则所有力的合力先变大后变小,但合力的
方向不变,根据牛顿第二定律,a先增大后减小,因为a与v同向,所以v始终增
大,故选项C正确。
物理学关系式
单位。如速度的单位 m/s、km/h…,加速度的单位m/s2、cm/s2…,力的单位
kg·m/s2等。
2.国际单位制
(1)单位制:由__________单位和__________单位一起组成单位制。
基本
导出
(2)国际单位制:1960年第11届国际计量大会通过了__________,并很快被
A、B错误。
重难探究•能力素养全提升
探究一
对牛顿第二定律的理解
【情境探究】
如图所示,小明用力拉地面上的箱子,但箱子没动,请思考:
(1)根据牛顿第二定律,有力就能产生加速度,但为什么箱子一直没动呢?
(2)如果箱底光滑,当拉力作用在箱子上的瞬间,箱子是否立刻获得加速度?
是否立刻获得速度?
要点提示 (1)牛顿第二定律F=ma中的力F指的是物体受的合外力,尽管小
__________、质量和__________是基本物理量。
时间
长度
(3)基本单位:被选定的_____________的单位。如力学中的长度的单位(m、
基本物理量
km、cm…)、质量的单位(kg、g、t…)、时间的单位(s、min、h…)是基本
单位。
(4)导出单位:由基本量单位根据______________推导出来的其他物理量的
(6)只要物体受到的合外力不为零,物体就一定有加速度。( √ )
解析 由牛顿第二定律知,只要合外力不为0,物体的加速度就不为0。
(7)加速度的单位1 m/s2=1 N/kg。( √ )
(8)牛顿(N)是力学的基本单位。( × )
合格考试练一练
1.(多选)关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( BC )
Δ
①a= 是加速度的定义式,是比值定义法定义的物理量,a
Δ
与 v、Δv、Δt 均无

关;②a= 是加速度的决定式,加速度由其受到的合外力和质量决定。

名师点睛
合外力决定物体的加速度,加速度决定速度如何变化。
【应用体验】
典例1

由牛顿第二定律的公式F=ma可推出 m=
,因此有人由此式得出如
下一些结论,则下列结论正确的是( D )
要点提示 (1)汽车刹车时的加速度可由刹车前的速度及刹车时间求得,由
牛顿第二定律F=ma可得安全带产生的作用力。
(2)汽车启动时,有向前的加速度,此时座椅的后背对驾驶员产生向前的作
用力,安全带不会对驾驶员产生作用力。
【知识归纳】
1.应用牛顿第二定律解题的步骤
2.解题方法
(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个
2.合外力、加速度、速度的关系
(1)力与加速度为因果关系。力是因,加速度是果,只要物体所受的合外力
不为零,就会产生加速度。加速度与合外力方向总相同、大小与合外力成
正比。
(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
与速度方向同向时,物体做加速运动,反向时物体做减速运动。
(3)两个加速度公式的区别
国际单位制
世界上大多数国家采用。
(3)国际单位制中的力学单位
长度、质量、时间
①基本单位:在力学中,国际单位制中的基本量为_____________________,
米、千克、秒
相应的基本单位为____________________。
②常用导出单位:速度、加速度、力的单位分别为_____、_____、_____。
否受其他力的作用无关,合外力的加速度为这些加速度的矢量和
物体的加速度必须是对静止的或匀速直线运动的参考系而言的。
对加速运动的参考系不适用
名师点睛 牛顿第一定律定性描述了力与运动的关系,无法用实验验证,牛
顿第二定律定量描述了力和运动的关系,即

a=

顿第一定律是牛顿第二定律的基础而非特例。
,可以用实验验证。故牛
此时的速度做匀速直线运动。综上所述,A、B、D正确,C错误。
典例2 一质点受多个力的作用,处于静止状态。现使其中一个力的大小
逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中,其他力保
持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是( C )
A.a和v都始终增大
B.a和v都先增大后减小
C.a先增大后减小,v始终增大
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