高中物理-牛顿第二定律学案

高中物理-牛顿第二定律学案

1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式．(重点)

2.理解公式各物理量的含义及相互关系．

3．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”的定义． 4.会用牛顿第二定律进行有关的计算．(重点)

一、牛顿第二定律

1．内容：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．表达式：F合＝ma．

3．力的单位：使质量为1 kg的物体产生1__m/s2加速度的力,称为1 N,即1 N＝1 kg·m/s2．

1．目前时速可达1 609公里的世界上最快的汽车在英国问世,该汽车搭载新型战斗机发动机,在加速至300英里/小时后,位于车顶的一种混合火箭发动机将继续为车辆加速,直至最终极速,该车安装的发动机功率非常大,它对汽车有什么作用？

提示：发动机的功率越大,汽车所受的牵引力越大,合外力也就越大,依据牛顿第二定律：汽车的加速度越大,加速越快．

二、物理量与单位制

1．基本单位、导出单位

(1)基本单位：基本单位是根据物理量运算的需要而选定的少数几个物理量单位．在力学中选定长度、质量、时间这三个物理量的单位作为基本单位．

(2)导出单位：由基本单位和有关公式确立的其他物理量的单位叫做导出单位．

2．单位制：基本单位和导出单位构成了单位制．

3．在国际单位制中,力学基本量长度、质量、时间对应的基本单位是：米、千克、秒．由它们和物理公式导出的单位叫导出单位,比如力的单位是kg·m/s2(或称为牛顿)．

2．两个物体的长度分别是1.70和150,你能说明哪个物体更长吗？

提示：很难说明．要想比较必须加上单位．我们对物理量进行描述时,除了数字外,还必须有单位．

对牛顿第二定律的理解[学生用书P70] 1．对牛顿第二定律公式的认识

(1)牛顿第二定律的比例式a∝F

m

的意义：

m不变时,a∝F；F不变时,a∝1

m

,即a与m成反比,改写成乘积形式为F∝ma.

(2)F＝kma中k的意义：

①根据F＝kma知,k＝F

ma

,因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大

小．

②k的大小由F、m、a三者的单位共同决定,三者取不同的单位时k的数值不一样,在国际单位制中k＝1,故公式F＝kma写成F＝ma.

2．理解牛顿第二定律的“四个性质”

(1)矢量性：加速度a的方向与F的方向相同．

(2)瞬时性：加速度a与合力F是瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失．

(3)同一性：加速度a与合力F都是属于同一物体的,即研究对象的同一性．

(4)独立性：若a为物体的实际加速度,则F应为物体受到的合外力,而作用于物体上的每一个力各自产生的加速度也都遵循牛顿第二定律,与其他力无关,物体实际的加速度是每个力产生的加速度的矢量和．

(多选)对牛顿第二定律的理解正确的是( )

A．牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用

B．合力产生的加速度,可认为作用于物体上的每个力所产生的加速度的矢量和

C．加速度的方向总跟合外力的方向一致

D．当外力停止作用时,加速度随之消失

[思路点拨] (1)合外力F是“因”,加速度a是“果”．

(2)加速度与外力是瞬时对应关系．

[解析] 力是产生加速度的原因,A项因果关系颠倒,故A错；合力产生的加速度与每个分力产生的加速度的合加速度是相同的,只是矢量合成的先后差别,故B对；a与F的方向时时刻刻都相同,故C对；加速度与外力是瞬时对应关系,外力停止作用,加速度同时消失,故D对．

[答案] BCD

关于牛顿第二定律理解的三大误区

(1)误认为先有力,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．

(2)误认为质量与力成正比,与加速度成反比：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速度无关．

(3)误认为作用力与m和a都成正比：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．

1.(多选)关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( )

A．公式F＝ma中,各量的单位可以任意选取

B．某一瞬间的加速度只取决于这一瞬间物体所受合外力,而与这之前或之后受力无关C．公式F＝ma中,a实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和

D．物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致

解析：选BC.F、m、a必须选取统一的国际单位,才可写成F＝ma的形式,否则比例系数k≠1,所以选项A错误；牛顿第二定律表述的是某一时刻合外力与加速度的对应关系,它既表明F合、m、a三者数值上的对应关系,同时也表明合外力的方向与加速度的方向是一致的,即矢量对应关系,而与速度方向不一定相同,所以选项B正确,选项D错误；由力的独立作用原理知,作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度,与其他力的作用无关,物体的加速度是每个力所产生的加速度的矢量和,故选项C正确．

单位制的应用[学生用书P71]

1．在利用物理公式进行计算时,为了在代入数据时不使表达式过于繁杂,我们要把各个量换算到同一单位制中,这样计算时就不必一一写出各量的单位,只要在所求结果后写上对应的单位即可．

2．习惯上把各量的单位统一成国际单位,只要正确地应用公式,计算结果用国际单位制中对应的单位来表示即可．

3．物理公式在确定各物理量的数量关系时,同时也确定了各物理量的单位关系,所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系,推导出这些物理量的单位．

一物体在2 N的外力作用下,产生10 cm/s2的加速度,求该物体的质量．下面有几种