4.3 牛顿第二定律—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册导学案

第四章第三节牛顿第二定律导学案

一．知识梳理

牛顿第二定律

1.内容：物体的加速度跟 ________ 成正比，跟 ___________ 成反比，加速度的方向跟_____ 方向相同。

2.比例式：___ 或者 _________，也可以写成等式：______ 。

3.力的单位：式中k是比例系数，它的选取与公式中物理量单位的选取有关。当时还没有力的单位，为了使用方便，k取1时，能使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力定义为“1个单位的力”，为纪念牛顿，把该单位称为“牛顿”，用符号N表示，即1N=1kg·m/s2。此时，牛顿第二定律的数学表达式为：F= _______。

4. 当物体受到几个力的作用时，式中的F指____________。表达式：F合= _______

1. 作用力质量作用力

2. a∝ F/m F∝ma F=kma

3. ma

4. 物体所受的合力 ma

对牛顿第二定律定律的理解：

（1）瞬时性：_____________________________________

（2）矢量性：_____________________________________

（3）同一性：_____________________________________

（4）相对性；_____________________________________

（5）局限性：_____________________________________

【例1】如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（）

A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大

B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上

C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小

D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大

【例2】如图所示．弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A 点，然后释放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的阻力恒定，则（）

A．物体从A到O先加速后减速

B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动

C．物体运动到O点时所受合力为零

D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小

【例3】如图所示，质量为 4 kg的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大小为20Ｎ，与水平方向成30°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度是多大?（g取10 m/s2）

【例4】如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况．

（2）求悬线对球的拉力．

课堂小练

1．下列关于力和运动关系的几种说法中，正确的是（ ）

A ．物体所受合外力的方向，就是物体运动的方向

B ．物体所受合外力不为零时，其速度不可能为零

C ．物体所受合外力不为零，其加速度一定不为零

D ．合外力变小的，物体一定做减速运动

2．放在光滑水平面上的物体，在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态，若其中一个力逐渐减小到零后，又恢复到原值，则该物体的（ ）

A ．速度先增大后减小

B ．速度一直增大，直到某个定值

C ．加速度先增大，后减小到零

D ．加速度一直增大到某个定值

3．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a F 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m F 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a

F 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而求得

4．在牛顿第二定律的数学表达式F＝kma中，有关比例系数k的说法正确的是（）

A．在任何情况下k都等于1

B．因为k＝１，所以k可有可无

C．k的数值由质量、加速度和力的大小决定

D．k的数值由质量、加速度和力的单位决定

5．对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间（）

A．物体立即获得速度

Ｂ．物体立即获得加速度

C．物体同时获得速度和加速度

D．由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零

6．质量为1kg的物体受到两个大小分别为2Ｎ和2Ｎ的共点力作用，则物体的加速度大小可能是（）

A．5 m/s2 B．3 m/s 2 C．2 m/s 2 D．0（）.5 m/s 2

7．如图所示，质量为10kg的物体，在水平地面上向左运动．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2．与此同时，物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，（g取10 m/s2）则物体的加速度为（）

A．0

B．4 m/s2，水平向右

C．2 m/s2，水平向右

D．2 m/s2，水平向左

8．质量为ｍ的物体放在粗糙的水平面上，水平拉力F作用于物体上，物体产生的加速度为a，若作用在物体上的水平拉力变为2 F，则物体产生的加速度（）

A．小于a B．等于a C．在a和2a之间 D．大于2a