2019-2020人教新教材物理必修第一册讲义:牛顿第二定律

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人教版高一物理必修1 第三节-牛顿第二定律 课件

人教版高一物理必修1  第三节-牛顿第二定律 课件
2、当物体所受合外力与初速度不平行时,物体做变 速曲线运动。如果合外力是恒力,则物体做匀变速曲 线运动(如平抛)。
三、单位制
选定几个物理量作为基本物理量,它们的单位 规定为基本单位,那么根据物理公式可以导出 其它物理量的单位,这些称之为导出单位,基 本单位和导出单位一起组成了单位制。
国际单位制中的基本单位中学里学到的有:米、 千克、秒、摩尔、开、安培。
(2)因果关系:力是使物体产生加速度的原因, 力是因,加速度是果。
一、牛顿第二定律
理解要点:
(3)瞬时性:牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效 果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应 关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零, 注意力的瞬间效果是加速度而不是速度。
(4)独立性:物体所受的每一个外力都可以单独 产生一个加速度,这也符合牛顿第二定律,这就 是力的独立作用原理。所以,我们也可以把物体 所受的每个外力所对应的加速度求出来,然后再 求其合加速度。
四、基本应用
1.利用牛顿运动定律进行受力分析
例1、质量为m的人,站在自动扶梯上,已知鞋底 与扶梯地面间的摩擦系数为μ,扶梯与水平面的 倾角是θ。当人随扶梯以加速度a一起上升时,人 受到的摩擦力及扶梯地面对人的支持力各为多大?
a θ
N f
G
ay
a
ax
四、基本应用
1.利用牛顿运动定律进行受力分析
练习3、一只质量为m的猴子,从质量为M的 竖直的竹竿上以加速度a匀加速下滑,求竹竿 受到地面的作用力?
四、基本应用
2.力与运动关系的定性分析
例4、 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,接法中正确的是
(A)t1<Dt2<t3

高一物理讲义《牛顿第二定律》

高一物理讲义《牛顿第二定律》

考试要求内容基本要求略高要求较高要求牛顿第二定律理解牛顿第二定律用牛顿第二定律分析力和运动的问题在复杂问题中应用牛顿第二定律,如在以后的曲线运动、电磁学中应用牛顿第二定律一、牛顿第二定律 引言:通过上面的学习,我们知道了“力是改变物体运动状态的原因”, 而描述物体运动状态的物理量是速度,运动状态的改变,即速度的改变,速度改变说明物体具有加速度,所以,力是使物体产生加速度的原因。

那么加速度除了与力有关,还与哪些物理量有关呢?通过上面的学习,我们知道,物体的质量越大,惯性就越大,运动状态就越难改变,所以,加速度还与质量有关。

这就是我们牛顿第二定律所研究的问题。

知识点四:牛顿第二定律的内容及性质(一)、内容: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,加速度的方向跟合外力的方向相同. 表达式:F ma =合或者F a m=合.(其中F m a 合、、均取国际制单位) 变形式F a m=合是运动加速度的决定式,要与加速度的定义式v a t ∆=∆区别开来.(二)、性质:1、因果性:力是产生加速度的原因。

若不存在力,则没有加速度。

2、矢量性:力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。

牛顿第二定律数学表达式∑=ma F 中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同。

我们在做题时应注意选好正方向。

3、瞬时性:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小或方向也要同时发生突变;当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系。

牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应。

知识讲解牛顿第二定律4、相对性:自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系。

地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立。

人教版(2019)高中物理必修第一册第四章第3节牛顿第二定律课件

人教版(2019)高中物理必修第一册第四章第3节牛顿第二定律课件
经过 50 cm,速度由 0.6 m/s 均匀减至 0.4 m/s。已知雪橇与地面
间的动摩擦因数为 0.2,求作用力 F 的大小。
[解] 以小孩和雪橇整体为研究对象,建立直角坐标系,受 力分析如图所示。
由题意可知,v0=0.6 m/s,vt=0.4 m/s,s=50 cm=0.5 m, m=30 kg,μ=0.2,θ=30°。
(2)如何确定“一个单位的力”?
一个单位的力=1kg·1m/s2 =1kg·m/s2
•类比:
人数为x,眼睛数为y
y单位为“只”时 y=kx , k=2
y单位为“双”时
y=k`x ,k`=1
力的单位
1、力的国际单位是牛顿 ,简称 牛 ,符号 N 。
思考:1N的力是多大?
2、1N的定义:使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速 度的力规定为1N,即1N= 1kg.m/s2
由公式 vt2-v02=2as,得 a=vt2-2sv02=0.24×2-00.5.62 m/s2=-0.2 m/s2 加速度方向沿 x 轴负方向。根据牛顿第二定 律,沿水平方向,有 Fcosθ-f=ma 沿竖直方向,有 N+Fsinθ-mg=0 又因为 f=μN,所以联立以上各式,得 F=comsθμ+g+μsainθ=300×.8606.+2×0.92.8×-00.5.2 N=54.7 N 所以拉力 F 的大小为 54.7 N。
用牛二定律解题的一般步骤
1、确定研究对象。
2、分析物体的受力情况和运动情况, 画出研究对象的受力分析图。 3、求出合力及加速度
4、选取正方向,根据牛顿运动定律和 运动学规律建立方程并求解。
F/N
a 1 m
1 m
M/(k/(gk-1g))
实验探究 “探究a与F、m关系”

4.3《牛顿第二定律》—【新教材】人教版高中物理必修第一册课件

4.3《牛顿第二定律》—【新教材】人教版高中物理必修第一册课件

2
物体加速度的大小跟所受的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.
物体加速度的大小跟所受的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.
F为作用力的合力,单位:1kg m/s2 =1N
新课引入
新知讲解
学以致用
课堂小结
二、对牛顿第二定律F=ma的理解
③已知a、m、1μ、.牛F,沿顿斜面第向下二加速定律定量揭示了力与运动的关系。
2.单位 二、对牛顿第二定律F=ma的理解
K的值取决于力、质量与加速度的单位,国际单位制中k=1
②已知a、m、μ,以一初速度沿斜面向上冲
答案:书第91页例题2
(2)同时性:力与加速度同时产生、同时变化、同时消失
μgcosa+gsina
F为作用力的合力,单位:1kg m/s2 a为加速度,单位:m/s2 ;
(4)独立性:物体所受的每一个外力都可以单独产生一个加速度,可以把物体所受的每个外力所对应的加速度求出来,然后再求其合加速度。
答(案2):同书时第性90:(页力例与2题加)1速度同同时时产生性、同:时变力化、与同时加消失速度同时产生、同时变化、同时消失
答案:书第91页例题2 牛顿第二定律解题步骤:
④牛已顿知 第a二、定θ律、(解m、题3μ方、法)F,:沿矢斜面量向上性加速:加速度方向与合力方向相同
Fsina
N
f GF
新课引入
新知讲解
学以致用
课堂小结
③已知a、m、μ、F,杆向上加

F
a
G
④已知a、m、μ、F,杆向下加 速
F
a
新课引入
新知讲解
学以致用
课堂小结

合格性考试讲义 必修一 4-3 牛顿第二定律

合格性考试讲义 必修一 4-3 牛顿第二定律
A.购物车受到地面的支持力是40 N
B.购物车受到地面的摩擦力大小是40 N
C.购物车沿地面将做匀速直线运动
D.购物车将做加速度为a=4 m/s2的匀加速直线运动
解析:选B购物车沿水平面运动,则在竖直方向受到的支持力与重力大小相等,方向相反,所以支持力FN=20×10 N=200 N,A错误;购物车受到地面的摩擦力大小是:Ff=μFN=0.2×200 N=40 N,B正确;推力大小是80 N,所以购物车沿水平方向受到的合外力:F合=F-Ff=80 N-40 N=40 N,所以购物车做匀变速直线运动,C错误;购物车的加速度:a= = m/s2=2 m/s2,D错误.
26.(2019·福建)如图所示,水平地面上一质量m=4kg的物体,在水平向右的拉力F1=10N的作用下做匀速运动,此时物体所受合外力F=________N:若仅将拉力增大为F2=30N,则物体所受摩擦力的大小f=________N,物体运动的加速度大小a=________ .
【答案】①. 0 ②. 10 ③. 5
【答案】C
【解析】
【详解】质量m为物体本身的性质,与物体受力和运动状态均无关,C对;
33.(2019.6·广东)如图所示,质量为1kg的物体在大小为3N的水平向右拉力F的作用下,沿水平面向右做直线运动.物体与桌面间的动摩擦因数为0.2.重力加速度g取10m/s2,则该物体的加速度大小为
A. 1m/s2 B. 2m/s2 C. 3m/s2 D 4m/s2
11.如图所示,A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动,两球质量mA=2mB,两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间()
A.A球加速度为 g,B球加速度为g
B.A球加速度为 g,B球加速度为0

高中物理必修一第四章第2节-牛顿第二定律讲义

高中物理必修一第四章第2节-牛顿第二定律讲义

例3
如图所示,A、B两球质量相等,弹簧质量不计, 斜面光滑,倾角为θ,系统静止时,弹簧与细线 平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法 正确的是( ) A、两个小球的瞬间加速度均沿斜面向下,大小 均为gsinθ。 B、B球受力情况未变,瞬时加速度为零。 C、A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsinθ。 D、弹簧有收缩的趋势,故B球的瞬时加速度向 上,A球的瞬时加速度向下,瞬时加速度都不为 零。
牛顿第二定律
物李
பைடு நூலகம்
一、牛顿第二定律
1、内容:物体的加速度大小与物体所受合外力成正比,与物体的 质量成反比;加速度方向与合外力方向相同。 2、表达式:F=ma 3、特点: (1)矢量性:公式F=ma为矢量式,加速度与合外力都是矢量, 二者方向相同。 (2)因果性:力是产生加速度的原因。合外力的方向决定了加速 度的方向,合外力大小和物体质量(物体惯性)大小共同决定加速 度的大小。 (3)瞬时性:a与F应对应同一时刻。虽然合外力与加速度在逻辑 上有因果关系,但在时间上没有先后关系。当合外力发生变化时, 加速度也同时随之改变。
例1
如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的细 线偏离竖直方向θ=37°,小球与车厢相对静止,小球的质量m= 1kg。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求: (1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况 (2)细线对小球的拉力的大小及方向。
解题方法归纳
例2
如图甲所示,固定光滑轻杆与地面成一定角度α,在杆上套着一小 环,小环在沿杆方向的推理F的作用下向上运动,推理F与小环速度 v随时间的变化规律如图乙所示,取g=10m/s2,求: (1)小环的质量m; (2)轻杆与地面间夹角α。

物理人教版(2019)必修第一册4.3牛顿第二定律(共28张ppt)

物理人教版(2019)必修第一册4.3牛顿第二定律(共28张ppt)

F m
可知,物体的加速度与其所受合力成正比,
与其质量成反比
D.由m F 可知,物体的质量可以通过测量它的加速度
a
和它所受到的合力而求出
三.牛顿第二定律的应用
例3.某质量为1000kg的汽车在平直路面上试车,当 达108km/h的速度时关闭发动机,经过60s停下来,汽 车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为 2000N,产生的加速度应为多大?假定试车过程中汽车 受到的阻力不变.
标量?这两个矢量的方向关系是怎么样的?
a与F方向相同
矢量性
例2.(多选)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,物体所受的合力与物体的质量成正
比,与物体的加速度成反比
B.由可知m F ,物体的质量与其所受合力成正比,
a
与其运动的加速度成反比
C.由a
中就可以使k=1,上式 简化成 F ma
(2)力F单位:国际单位“牛顿”,简称“牛”,符号为N;
(3)“1N”含义:使质量1kg的物体获得1 m/s2的加速度 所需的力,称为1N ;即: 1N=1kg.m/s2 。
例1.『判一判』 (1)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。( ) (2)牛顿第二定律说明了质量大的物体其加速度一定小。( ) (3)任何情况下,物体的加速度的方向始终与它所受的合 外力方向一致。( ) (5)(两4)在单国位际N/单kg位和制m/中s2,是公等式价F的=。k(ma中,) k=1。( )
D.购物车将做加速度为a=4 m/s2的匀加速直线运动
二.对牛顿第二定律的理解
问题1. F、m、a是对于几个物体而言的?
同体性

2019_2020学年高中物理第四章牛顿运动定律第3节牛顿第二定律课件新人教版必修1

2019_2020学年高中物理第四章牛顿运动定律第3节牛顿第二定律课件新人教版必修1

课堂达标
1.如图,鸟沿虚线斜向上加速飞行,空气对其作用力可能是( B )
A.F1 D.F4
B.F2
C.F3
解析:鸟沿虚线斜向上加速飞行,表明其合力方向沿虚线斜向上,小鸟
受到空气对其作用力和重力,故空气对其作用力方向只可能是图中F2 的方向,B正确。
2.升降机以加速度a竖直向上做匀加速运动,升降机内的天花板上有一只
教材提炼
一、牛顿第二定律 [知识梳理] 1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成 正比 ,跟它的质量 成 反比 ,加速度的方向跟作用力的方向 相同 。 2.表达式:F= kma ,k是比例系数,F是物体所受的 合力 。
[练一练] 1.下列对牛顿第二定律及其表达式F=ma的理解正确的是( D ) A.物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比 B.当物体有加速度时,物体才受到外力的作用 C.加速度的方向跟合外力的方向可能相同,可能相反 D.当外力停止作用时,加速度随之消失
2.1 N的物理意义:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力,称为1 N, 即1 N= 1 kg·m/s2 。
3.比例系数k的意义:k的数值由F,m,a三物理量的单位共同决定,若三量都 取国际单位,则k=1,所以牛顿第二定律的表达式可写成F= ma 。
[练一练] 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 (D) 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
思路探究:(1)剪断悬挂A球的细绳的瞬间,A,B间细绳的拉力突变吗? 答案:细绳属于刚体,认为无形变,剪断悬挂A球细绳瞬间,A,B间的拉力 突变为零。

4.3 牛顿第二定律—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册教案

4.3  牛顿第二定律—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册教案

第四章第三节牛顿第二定律【教学目标】1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式;2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。

3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。

4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

【核心素养发展】核心知识1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式;2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。

3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。

4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

核心能力1、以实验为基础,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律。

2、培养学生的概括能力和分析推理能力。

科学品质1、渗透物理学研究方法的教育。

2、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

3、通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活,激发学生学习物理的兴趣.【教学重点】牛顿第二定律【教学难点】牛顿第二定律的意义【教学方法】教师启发、引导学生思考,讨论、交流学习成果。

探究法、讨论法、实验法。

(一)新课导入利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。

教师提出问题,启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定?指导学生观看的关键点,讨论其可能性。

通过实际问题及现象分析,激发学生学习兴趣,培养学生发现问题的能力并回答以下问题:l、物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?2、物体的加速度与其质量之间存在什么关系?学生回顾思考讨论。

提问学生回答。

(进一步提出问题,完成牛顿第二定律探究任务的引入)物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?(二)新课内容一、牛顿第二定律师:通过上一节课的实验,我们再一次证明了:物体的加速度与物体的合外力成正比,与物体的质量成反比.师:如何用数学式子把以上的结论表示出来?生:a∝F/m师:如何把以上式子写成等式?生:需要引入比例常数ka=kF/m师:我们可以把上式再变形为F=kma.选取合适的单位,上式可以,简化。

高一物理人教版2019必修第一册:牛顿第二定律

高一物理人教版2019必修第一册:牛顿第二定律
等,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在水平细线被剪断瞬间,
A、B两球的加速度分别为(
)
D
A.aA=aB=g
B.aA=2g,aB=0
C.aA= 3g,aB=0
D.aA=2 3g,aB=0
例9:如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速
度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是(
)
A
A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B.上升过程
解:以小球为研究对象
F
370
F合
mg
例2.如图所示,沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中,悬
挂小球的悬线偏离竖直方向370,球和车厢相对静止.球的
质量为1kg,求(1)车厢运动的加速度(2)求悬线对球
的拉力(g=10m/s2, sin370=0.6, cos370=0.8 )
解:以小球为研究对象
F
F合= mgtan370 =ma
1.内容:
2.公式:
3.理解:
因果性
①F合是a产生的原因
②a与F合的方向相同
矢量性
瞬时性
③a与F合时刻对应,同生同灭同变
同体性
④a、F合、m三者必须对应同一个物体
独立性
⑤每个力各自独立地使物体产生一个加速度
例1.如图所示,位于水平地面上的质量为m的木块 ,在大小
为F,方向与水平方向成θ 角的拉力作用下沿地面匀速运
第3节 牛顿第二定律
第3节 牛顿第二定律
知识回顾:
正比
当物体质量一定时,它的a与F合成 ______,
反比
当物体受力一定时,它的a与m成_______。
即:a∝F合 a∝ 1/m
即:a∝ F合/m
即:a=kF合/m假如你是科学家,你能

高中物理人教版必修第一册教学课件:4.3牛顿第二定律

高中物理人教版必修第一册教学课件:4.3牛顿第二定律


次数
1 m
/kg
-1
a/m·s-2
拉 1 2.50 0.861
力 2 2.00 0.692
不 3 1.33 0.470
速 度
1.0
a/m·s -2

Hale Waihona Puke 质 0.8量 0.6变 4 1.00 0.352 时 5 0.83 0.290
的 0.4
关 0.2 系
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
1 /kg-1 m
简而言之:质量 是物体惯性大小的量 度。
问题二:加速度与质量有什么关系呢?
研究:加速度与力、质量之间的关系
物理学上的研究方法——控制变量法
为了研究三个量之间的关系,可 以先保持物体的质量m不变,研究加 速度a跟力F的关系,再保持力F不变, 研究加速度a跟质量m的关系,然后把
结果综合,得出a、F、m三者的关系。
C、速度逐渐减小的变加速运动
D、速度逐渐增大的变加速运动
练 习
一个物体质量为m,放在一个倾角为
θ的斜面上,物体从斜面顶端由静止开
始加速下滑(1)若斜面光滑,求物体的加
速度?(2)若斜面粗糙,已知动摩擦因数为 μ,求物体的加速度?
Y FN
a F1
Ff
1)
X
θ F2
2)
θ G

与 运
由F
合=ma,知:


质量为1kg 的物体受到两个
大小分别为2N 和4N 的共点力作
用。则物体的加速度大小可能

A、5m/s2
B、3m/s2
C、2m/s2
D、0.5m/s2
练 习
在光滑水平面上的木块,在水

物理人教版(2019)必修第一册4.3牛顿第二定律(共15张ppt)

物理人教版(2019)必修第一册4.3牛顿第二定律(共15张ppt)

F =ma

合外力
质量
1.力的单位: 1 N= 1 kg m/s2
使质量为1kg的物体产生1m/s2的力为1牛顿。
加速度
学习提升
两个加速度公式的区别:

(1)a= 是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方

法。

(2)a=是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及
影响物体加速度的因素。
2、矢量性:加速度的方向与力的方向相同
3、瞬时性:加速度与力同时产生,同时消失,同时变化
4、同体性:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的。
5、独立性:作用在物体上的每个力各自都产生加速度,物体的
实际加速度是每个力产生的加速度的合加速度
统一性:单位统一
相对性:加速度相对地球或匀速直线运动的物体
局限性:适用于宏观低速的运动,不适用于微观粒子
3、设正方向;
4、判断题目类型;
5、选取直角坐标系列方程。
(1)取加速度方向为
X轴正方向则有:
F x=ma,
Fy=0
(2)斜面上的问题一般取沿斜面方向为X轴。
6、解方程求未知量。
【提升训练】 法一: 正交分解法(沿加速度方向和垂直加速度方向建系)
如图所示,一物体以一定的初速度沿光滑斜面向上滑动,滑到顶点
讨论5、 如果我们用力推一个很重的箱子,却推不动它,有力却没有加
速度,这跟牛顿第二定律矛盾吗?为什么?
独立性:作用在物体上的每一个力都将独立产
生各自的加速度,与物体是否受其他力无关。
合力的加速度即是这些加速度的矢量和。
牛顿第二定律的特性:总结
牛顿第二定律的一般表达式:F=ma
1、因果性:合外力是产生加速度的原因

高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—牛顿第二定律

高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—牛顿第二定律

高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—牛顿第二定律课程标准课标解读1.能准确表述牛顿第二定律,并理解牛顿第二定律的概念及含义。

2.知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。

3.能运用牛顿第二定律解释生产、生活中的有关现象,解决有关问题。

4.初步体会牛顿第二定律在认识自然过程中的有效性和价值。

1、通过分析探究实验的数据,能够得出牛顿第二定律的数学表达式,并准确表达牛顿第二定律的内容,培养学生分析数据、从数据获取规律的能力。

2、能根据1N的定义,理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的,体会单位的产生过程。

3、能够从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律,理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁。

4、会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题,体会物理的实用价值,培养学生关注生活、关注实际的态度。

知识点01牛顿第二定律的表达式1、内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比。

加速度的方向跟作用力的方向相同。

2、表达式为F=kma。

知识点02力的单位由1N=1m/s2可得F=ma【即学即练1】竖直向上抛出一物块,物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比,则物块从抛出到落回抛出点的过程中,加速度随时间变化的关系图像正确的是(设竖直向下为正方向)()解析:选C 物块在上升过程中加速度大小为a =mg +kv m,因此在上升过程中,速度不断减小,加速度不断减小,速度减小得越来越慢,加速度减小得越来越慢,到最高点加速度大小等于g 。

在下降的过程中加速度a =mg -kv m,随着速度增大,加速度越来越小,速度增大得越来越慢,加速度减小得越来越慢,加速度方向始终向下,因此C 正确。

知识点03对牛顿第二定律的理解1.牛顿第二定律的五个特性2.合力、加速度、速度之间的决定关系(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。

(2)a =Δv Δt 是加速度的定义式,a 与Δv 、Δt 无必然联系;a =F m是加速度的决定式,a ∝F ,a ∝1m。

高中物理必修一 讲义 第3节 牛顿第二定律

高中物理必修一 讲义 第3节 牛顿第二定律

第3节牛顿第二定律学习目标要求核心素养和关键能力1.掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式。

2.理解公式中各物理量的意义及因果关系。

3.会用牛顿第二定律公式进行有关计算。

1.核心素养能对动力学问题进行分析和推理,获得结论;能利用牛顿第二定律解决相关问题。

2.关键能力分析推理能力。

知识点一牛顿第二定律的表达式和力的单位一、牛顿第二定律的表达式❶实验结论:小车的加速度a与它所受的作用力F成正比,与它的质量m成反比。

❷内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。

❸表达式:F=kma,k是比例系数,F是物体所受的合力。

❹方向关系:加速度的方向与力的方向一致。

二、力的单位❶力的国际单位:牛顿,简称牛,符号为N。

❷“牛顿”的定义:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N,即1 N=1__kg·m/s2。

❸在质量的单位取kg,加速度的单位取m/s2,力的单位取N时,F=kma中的k =1,此时牛顿第二定律可表示为F=ma。

【思考】如图所示,某人在客厅内用力推沙发,但是沙发没有动。

(1)根据牛顿第二定律,有力就能产生加速度,人给沙发施加力后,沙发为什么没动?(2)如果地板光滑,当人给沙发施加力的瞬间,沙发会有加速度吗?是否立刻获得速度?提示(1)牛顿第二定律F=ma中的力F指的是物体受的合力,尽管对沙发有一个推力作用,但沙发受的合力为零,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。

1.牛顿第二定律的五个性质(1)因果性:力是使物体产生加速度的原因。

(2)矢量性:F=ma是一个矢量式,应用时应先规定正方向。

(3)瞬时性:合力与加速度具有瞬时对应关系。

(4)同一性:合力与加速度对应同一研究对象。

(5)独立性:作用于物体上的每一个力各自产生加速度,F1=ma1,F2=ma2,…而物体的实际加速度则是每个加速度的矢量和,合力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律,如F x=ma x,F y=ma y。

4.3 牛顿第二定律—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义

4.3   牛顿第二定律—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义

第3讲 牛顿第二定律【知识点1】牛顿第二定律1.内容:物体加速度大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同2.公式:ma F =合3.单位:1N=1kg ·m/s 2.【知识点2】对牛顿第二定律的重要理解1.局限性:牛顿第二定律只适用于惯性参考系(地面或者相对于地面匀速直线运动的参考系),不能用于非惯性参考系2.独立性:物体受到的每一个力都会给物体一个加速度,物体的实际加速度是每一个力的加速度的矢量和,故物体各个方向的加速度也遵循牛顿第二定律,即x x ma F =合,y y ma F =合.【知识点3】牛顿第二定律解题步骤1.读题,将题中所给物理量标注在图中2.确定研究对象3.受力分析求合力:根据“重力、弹力(推、拉、提、压、支)、摩擦力(静、动)”的顺序,由整体法或隔离法画出受力示意图,再根据合成法或正交分解法求出合力(≥3个力时,一般用正交分解法)(1)合成法:平行四边形原则、三角形原则 (2)正交分解法(≥3个力):坐标系建立原则——一般沿加速度方向(ma F =合)和垂直于加速度方向(0=F )建立坐标系4.确定加速度的方向:根据物体的运动情况,分析物体加速度的方向5.列方程maF合(严格按照这个格式书写)6.解方程题型一[牛顿第二定律基本应用]例题: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。

答案:(1)车厢运动的加速度大小为7.5m/s2,方向水平向右,车厢可能向右做匀加速运动,也可能向左做匀减速运动.(2)悬线对球的拉力为12.5N.变式1.(多选)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k,在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球。

牛顿第二定律(课件)高中物理课件(人教版2019必修第一册)

牛顿第二定律(课件)高中物理课件(人教版2019必修第一册)

利用牛顿第二定律解题的步骤
[典例5] (多选)如图, 凹形槽车静止在水平直轨道上, 位于光滑槽
底水平轻弹簧一端连接右侧槽壁, 另一端连接质量m=1kg物体,
物体静止时, 弹簧对物体的压力N0=2N。现使槽车与物体一起 以a=2m/s2的加速度沿轨道运动, 用F弹表示弹簧的弹力大小, 用
N壁表示物体对左侧槽壁的压力大小, 下列判断正确的是(A C
(5)力是改变物体运动状态的原因, 即力→加速度→速度变化(运动状态 变化),物体所受的合外力决定了物体加速度的大 小,而加速度的大小决定了单位时间内速度变化 量的大小,加速度的大小与速度大小无必然联系 。
牛顿第二定律及力的单位
例如:雨滴从高空由静止下落, 由于空气阻力作用,其加速度逐 渐减小,直到为零,在此过程中 雨滴先做加速运动,加速度减小 ,速度増大,当加速度减小到零 时,雨滴做匀速运动,速度达到 最大。
牛顿第二定律及力的单位
3.对牛顿第二定律的理解:
5.独立性: ①作用于物体上的每一个力各自产生的加
速度都遵循牛顿第二定律; ②物体的实际加速度等于
每个力产生的加速度的矢量和; ③力和加速度在各个
方向上的分量也遵循牛顿第二定律,即ax
Fx m

ay,
Fy m
牛顿第二定律及力的单位
物体的加速度大小不变,则物体 不一定受恒力作用。因为F=ma是 矢量式,加速度大小不变,方向 有可能变化,故不一定是恒力。
利用牛顿第二定律解题的步骤
[典例2]图书管理员经常遇到搬书的情况。如图所示, 小刘在 某一次搬书过程中,水平托着书沿水平方向加速前进过程中,手 与书之间、书与书之间都无相对运动。由于书的材质不同, 书 与书之间的动摩擦因数介于0.2和0.4之间, 且最大静摩

4 牛顿第二定律 讲义 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

4  牛顿第二定律 讲义 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

课题: 4.3 牛顿第二定律教学目的要求:1.理解牛顿第二定律的内容、表达式的意义。

2.知道国际单位制中“牛顿”如何定义的。

3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。

教学重点:牛顿第二定律的内容、表达式的意义及其应用教学难点:牛顿第二定律的内容、表达式的意义及其应用教学过程教师活动学生活动【课前回顾】1.牛顿第一定律2.上节实验用到的方法、注意事项及结论3.受力分析控制变量法、阻力补偿法、化曲为直4.作业问题解答提问旧知分析解答思考回答笔记教学过程教师活动学生活动【导入】由上节实验探究可知:物体获得的加速度大小与其质量和所受外力有关。

(1)对同一物体,作用力越大,加速度越大;(2)对不同物体,在相同力的作用下,物体质量越小,加速度越大。

那么,加速度与力、质量之间存在什么样的定量关系呢?【新授】一、牛顿第二定律表达式牛顿通过前人大量实验和观察到的事实,得出与上节课同样的结论,由此总结出一般性的规律,即为牛顿第二定律。

1.牛顿第二定律的内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。

a∝F/m——如何定量表示呢?2.牛顿第二定律的表达式:F=k ma,k是比例系数。

(1)F为物体所受的合力;(2)质量m是标量,没有方向引导思考提问提问重点讲解思考回答观察P89图4.3-1讨论回答记录笔记(3)加速度的方向与合力的方向始终一致。

牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度。

物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。

要点强调教学过程教师活动学生活动3.牛顿第二定律的6个特征:4.力与运动的关系二、力的单位1.力的国际单位:牛顿,简称牛,符号为N2.“牛顿”的定义:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的重点讲解板书记录笔记听讲记录笔记(2)若F合变化,则a随之变化,物体做非匀变速直线运动。

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第3节牛顿第二定律学习目标核心素养形成脉络1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义.(重点)2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.3.能应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题.(难点)|一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式(1)表达式:F=kma,式中k是比例系数,F指的是物体所受的合力.(2)国际单位制中:F=ma.二、力的单位1.比例系数k的意义](1)在F=kma中,k的选取有一定的任意性.(2)在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的数学表达式为F=ma,式中F、m、a的单位分别为N、kg、m/s2.2.国际单位:力的单位是牛顿,简称牛,符号N.3.1 N的定义:将使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力规定为1 N,即1 N=1__kg·m/s2.思维辨析(1)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.()(2)牛顿第二定律说明了质量大的物体其加速度一定小.()·(3)任何情况下,物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致.()(4)关于牛顿第二定律表达式F=kma中的比例系数k,①力F的单位用N时等于1.()②在国际单位制中才等于1.()③加速度单位用m/s2时等于1.()提示:(1)×(2)×(3)√(4)①×②√③×基础理解(1)(2019·殷都校级月考)根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是();A.物体加速度的方向可能跟它所受合力的方向相反B.物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它所受的任一个力的大小都成正比D.当物体的质量改变时,若所受合力的水平分力不变则物体水平加速度大小与其质量成反比提示:选D.根据牛顿第二定律,物体加速度的方向跟它所受合力的方向相同,故A错误;物体所受合力不为零就一定产生加速度,故B错误;物体实际加速度的大小与它所受的所有力的合力成正比,故C错误;采用正交分解法可知,当物体的质量改变时,若所受合力的水平分力不变则物体水平加速度大小与其质量成反比,故D正确.(2)力F作用于甲物体(质量为m1)时产生的加速度为a1,此力作用于乙物体(质量为m2)时产生的加速度为a2,若将甲、乙两个物体合在一起,仍受此力的作用,则产生的加速度是()*提示:选C.力F作用于甲物体时,F=m1a1①力F作用于乙物体时,F=m2a2②力F作用于甲、乙组成的整体时,F=(m1+m2)a3③解①②③式得a3=a1a2a1+a2,故选项C正确.对牛顿第二定律的理解问题导引如图所示,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指的是物体受的合力,尽管小明对箱子有一个拉力作用,但箱子受的合力为零,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.【核心深化】1.表达式F =ma 的理解(1)单位统一:表达式中F 、m 、a 三个物理量的单位都必须是国际单位.(2)F 的含义:F 是合力时,加速度a 指的是合加速度,即物体的加速度;F 是某个力时,加速度a 是该力产生的加速度. <2.牛顿第二定律的六个性质性质 理解因果性力是产生加速度的原因,只要物体所受的合力不为0,物体就具有加速度矢量性 F =ma 是一个矢量式.物体的加速度方向由它受到的合力方向决定,且总与合力的方向相同!瞬时性加速度与合外力是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失 同体性 F =ma 中F 、m 、a 都是对同一物体而言的独立性作用在物体上的每一个力都产生加速度,物体的实际加速度是这些加速度的矢量和相对性物体的加速度是相对于惯性参考系而言的,即牛顿第二定律只适用于惯性参考系3.两个加速度公式的区别 定义式a =Δv Δt它给出了测量物体的加速度的方法决定式a =F m它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素关键能力1 对牛顿第二定律内容的理解(多选)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和加速度成正比B .由m =Fa 可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比C.由a=Fm可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比D.由m=Fa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[思路点拨] (1)F由物体受力情况决定.(2)m由物体自身决定.)(3)a由m和F共同决定.[解析]牛顿第二定律的表达式F=ma表明了各物理量之间的数量关系,即已知两个量,可求第三个量.作用在物体上的合外力,可由物体的质量和加速度计算,但并不由它们决定,A错误.质量是物体本身的属性,由物体本身决定,与物体是否受力无关,B错误.由牛顿第二定律知加速度与合外力成正比,与质量成反比,m可由其他两个量求得,故C、D 正确.[答案]CD关键能力2合外力、速度和加速度的关系如图所示,静止在光滑水平面上的物体A,一端靠着处于自然状态的弹簧.现对物体作用一水平恒力,在弹簧被压缩到最短的这一过程中,物体的速度和加速度变化的情况是()A.速度增大,加速度增大B.速度增大,加速度减小C.速度先增大后减小,加速度先减小后增大-D.速度先增大后减小,加速度先增大后减小[思路点拨] 加速度的变化要看所受合外力的变化,而速度的变化要看速度方向与加速度方向之间的关系,所以此题最好先找出物体A运动过程中的平衡位置,然后再分析平衡位置左右两侧各物理量的变化情况.[解析]力F作用在A上的开始阶段,弹簧弹力kx较小,合力与速度方向同向,物体速度增大,而合力(F-kx)随x增大而减小,加速度也减小,当F=kx以后,随物体A向左运动,弹力kx大于F,合力方向与速度反向,速度减小,而加速度a随x的增大而增大.综上所述,只有C正确.[答案]C1.关于对牛顿第二定律理解的三大误区误认为先有力,~物体的加速度和合外力是同时产生的,不分先后后有加速度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【达标练习】1.(多选)关于牛顿第二定律,下列说法中正确的有()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决定于这一瞬间物体所受合外力,而与这之前或之后的受力无关}C.公式F=ma中,F表示物体所受合力,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、m和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、m和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.2.如图所示,一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是()A.加速度越来越大,速度越来越小B.加速度和速度都是先增大后减小C.速度先增大后减小,加速度方向先向下后向上D.速度一直减小,加速度大小先减小后增大。

解析:选C.在接触的第一个阶段mg >kx ,F 合=mg -kx ,合力方向竖直向下,小球向下运动,x 逐渐增大,所以F 合逐渐减小,由a =F 合m 得,a =mg -kxm ,方向竖直向下,且逐渐减小,又因为这一阶段a 与v 都竖直向下,所以v 逐渐增大.当mg =kx 时,F 合=0,a =0,此时速度达到最大.之后,小球继续向下运动,mg <kx ,合力F 合=kx -mg ,方向竖直向上,小球向下运动,x 继续增大,F 合增大,a =kx -mgm ,方向竖直向上,随x 的增大而增大,此时a 与v 方向相反,所以v 逐渐减小.综上所述,小球向下压缩弹簧的过程中,F 合的方向先向下后向上,大小先减小后增大;a 的方向先向下后向上,大小先减小后增大;v 的方向向下,大小先增大后减小.牛顿第二定律的应用问题导引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 可求得安全带产生的作用力大小.(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.·【核心深化】1.应用牛顿第二定律解题的一般步骤2.常用方法合成法(1)确定研究对象,画出受力分析图,将各个力按照力的平行四边形定则在加速度方向上合成,直接求出合力 :(2)根据牛顿第二定律列式求解分解法(1)确定研究对象,画出受力分析图,根据力的实际效果,将某一个力分解成两个分力(2)根据牛顿第二定律列式求解,应用此法时要求对力的作用效果有清楚的认识,要按照力的实际效果进行分解正交分解法当物体受到多个力的作用时,利用正交分解法较为简单,利用正交分解法需要建立直角坐标系,建系原则是尽可能少分解矢量,因此建系有两种情况: -(1)沿加速度的方向建一坐标轴,沿垂直加速度方向建一坐标轴,这种方法不需要分解加速度(2)沿某特定方向建立坐标系,这样可能少分解力,但需要分解加速度,此时应用:F x =ma x ,F y =ma y关键能力1 应用牛顿第二定律解题如图所示,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θ=37°角.小球和车厢相对静止,小球的质量为 1 kg.(g 取10 m/s 2,sin 37°=,cos 37°=求:(1)车厢运动的加速度; (2)悬线对小球的拉力.[思路点拨] (1)小球所受合力方向与加速度方向相同.|(2)小球受两个力作用,可用力的合成法或正交分解法两种方法求解. [解析] 法一:合成法由于车厢沿水平方向运动,且小球和车厢相对静止,所以小球加速度(或合力)的方向水平向右.选小球为研究对象,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得F 合=mgtan θ=ma 小球的加速度a =F 合m =g tan 37°=34g = m/s 2. 悬线对小球的拉力大小为 F =mgcos 37°=错误!N = N."法二:正交分解法建立直角坐标系,并将悬线对小球的拉力正交分解,如图所示. 沿水平方向有Fsin θ=ma 沿竖直方向有Fcos θ=mg解以上两式得a = m/s 2,F = N ,a 的方向水平向右. [答案] (1) m/s 2,方向水平向右 (2) N 关键能力2 瞬时加速度的求解如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m ,2、4质量为M ,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a 1、a 2、a 3、a 4.重力加速度大小为g ,则有( )》A .a 1=a 2=a 3=a 4=0B .a 1=a 2=a 3=a 4=gC .a 1=a 2=g ,a 3=0,a 4=m +MM gD .a 1=g ,a 2=m +M M g ,a 3=0,a 4=m +MM g[思路点拨] (1)支托1、2的木板突然抽出的瞬间,连接1、2的轻质杆弹力发生突变,1、2作为一个整体有自由下落的趋势.(2)支托3、4的木板突然抽出的瞬间,连接3、4的弹簧弹力不会发生突变,物块3的合外力仍为0.物块4只受弹力和自身重力两个力作用.[解析] 在抽出木板的瞬间,物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失,受到的合力均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a 1=a 2=g ;而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变,此时弹簧对3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg ,因此物块3满足mg =F ,a 3=0;由牛顿第二定律得物块4满足a 4=F +Mg M =M +mM g ,所以C 对. ~[答案] C1.两种“模型”根据牛顿第二定律知,加速度与合力存在瞬时对应关系.分析物体的瞬时问题,关键是分析该时刻前后的受力情况和运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类问题应注意两种基本模型的建立.“绳”或“线”类“弹簧”或“橡皮筋”类…不同只能承受拉力,不能承受压力弹簧既能承受拉力,也能承受压力;橡皮筋只能承受拉力,不能承受压力将绳和线看做理想化模型时,无论受力多大(在它的限度内),绳和线的长度不变,但绳和线的张力可以发生突变由于弹簧和橡皮筋受力时,其形变较大,形变恢复需经过一段时间,所以弹簧和橡皮筋的弹力不可以突变相同质量和重力均可忽略不计,同一根绳、线、弹簧或橡皮筋两端及中间各点的弹力大小相等^2.解决此类问题的基本方法(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(若物体处于平衡状态,则利用平衡条件;若处于加速状态,则利用牛顿第二定律).(2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳的弹力,发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失).(3)求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律,求出瞬时加速度.【达标练习】1.(2019·陕西西安高一期末)如图,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定,下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做加速运动时,细线保持与竖直方向的夹角为α,已知θ<α,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是()<A.小车一定向右做匀加速运动B.轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向C.小球P受到的合力不一定沿水平方向D.小球Q受到的合力大小为mg tan α解析:选D.对细线吊的小球研究,根据牛顿第二定律,得mg tan α=ma,得到a=g tan α.故加速度向右,小车向右加速,或向左减速,故A错误;对P球,设受到杆的拉力与竖直方向夹角为β,由牛顿第二定律得:mg tan β=ma′,得β=α>θ,则轻杆对小球的弹力方向与细线平行,故B错误;小球P和Q的加速度相同,水平向右,则两球的合力均水平向右,大小F合=ma=mg tan α,故C错误,D正确.2.(多选)如图所示,质量为m 的小球与弹簧Ⅰ和水平细绳Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P 、Q 两点.小球静止时,Ⅰ中拉力的大小为F 1,Ⅱ中拉力的大小为F 2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ其中一根的瞬间,球的加速度a 应是( )A .若剪断Ⅰ,则a =g ,方向竖直向下…B .若剪断Ⅱ,则a =F 2m ,方向水平向左C .若剪断Ⅰ,则a =F 1m ,方向沿Ⅰ的延长线方向 D .若剪断Ⅱ,则a =g ,方向竖直向上解析:选AB.没有剪断Ⅰ、Ⅱ时小球受力情况如图所示.在剪断Ⅰ的瞬间,由于小球的速度为0,绳Ⅱ上的力突变为0,则小球只受重力作用,加速度为g ,选项A 正确,C 错误;若剪断Ⅱ,由于弹簧的弹力不能突变,F 1与重力的合力大小仍等于F 2,所以此时加速度为a =F 2m ,方向水平向左,选项B 正确,D 错误.1.小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速运动,第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a 1,第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为a 2,则( )A .a 1=a 2B .a 1<a 2;C .a 1>a 2D .无法判断a 1与a 2的大小解析:选A.设小孩的质量为m ,与滑梯的动摩擦因数为μ,滑梯的倾角为θ,小孩下滑过程中受到重力mg 、滑梯的支持力N 和滑动摩擦力f ,根据牛顿第二定律得:mg sin θ-f =ma ,N =mg cos θ,又f =μN ,联立得:a =g (sin θ-μcos θ),可见,加速度a 与小孩的质量无关,则当第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下时,加速度与第一次相同,即有a 1=a 2.2.(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体,受到一个逐渐减小的水平力的作用,则这个物体运动情况为( )A.速度不断增大,但增大得越来越慢B.加速度不断增大,速度不断减小C.加速度不断减小,速度不断增大D.加速度不变,速度先减小后增大解析:选AC.水平面光滑,说明物体不受摩擦力作用,故物体所受合力大小等于水平力的大小,力逐渐减小,合外力也逐渐减小,由公式F=ma可知:当F逐渐减小时,a也逐渐减小,但速度逐渐增大.$3.(多选)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态.现将细线剪断,将物块a的加速度记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度为g.在剪断的瞬间()A.a1=3g B.a1=0C.Δl1=2Δl2D.Δl1=Δl2解析:选AC.剪断细线前,对整体由平衡条件可知,细线承受的拉力F=3mg,剪断细线瞬间,物块a所受重力和弹簧拉力不变,由平衡条件可知重力与拉力合力大小为3mg,由牛顿第二定律可知,a1=3g,A项正确,B项错误;在剪断细线前,两弹簧S1、S2弹力大小分别为F T1=2mg、F T2=mg,剪断细线瞬间,两弹簧弹力不变,由胡克定律F=kx可知,Δl1=2Δl2,C项正确,D项错误.4.(2019·温州期中)如图甲所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.一架质量m=2 kg的无人机,能提供向上最大的升力为32 N.现让无人机在地面上从静止开始竖直向上运动,25 s后悬停在空中,执行拍摄任务.前25 s内运动的v-t图象如图乙所示,在运动时所受阻力大小恒为无人机重的,g取10 m/s2.求:(1)从静止开始竖直向上运动,25 s内运动的位移;(2)加速和减速上升过程中提供的升力;(3)25 s后悬停在空中,完成拍摄任务后,关闭升力一段时间,之后又重新启动提供向上最大升力.为保证安全着地,求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间t.(设无人机只做直线下落)<解析:(1)由v-t图象面积可得,无人机从静止开始竖直向上运动,25 s内运动的位移为70 m.(2)由图象的斜率知,加速过程加速度为a1=m/s2,设加速过程升力为F1,由牛顿第二定律得:F1-mg-=ma1解得:F1=N由图象的斜率知,减速过程中加速度大小为a2=m/s2,设减速过程升力为F2,由牛顿第二定律得:mg+-F2=ma2,解得:F2=N.\(3)设失去升力下降阶段加速度为a3,由牛顿第二定律得:mg-f=ma3解得:a3=8 m/s2恢复最大升力后加速度为a4,由牛顿第二定律得:F max-mg+=ma4,解得:a4=8 m/s2根据对称性可知,应在下落过程的中间位置恢复升力,由H2=12a3t2,得t=352s.答案:(1)70 m(2) N N(3)352s—一、单项选择题1.(2019·昆明高一检测)由牛顿第二定律知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为()A.牛顿第二定律不适用于静止的物体B.桌子的加速度很小,速度增量很小,眼睛不易觉察到C.推力小于摩擦力,加速度是负值D.推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以物体仍静止解析:选D.牛顿第二定律中的力应理解为物体所受的合力.用一个力推桌子没有推动,是由于桌子所受推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以物体仍静止,故选项D正确,选项A、B、C错误."2.(2019·浙江期中)来自北京工业大学的一群大学生,受“蜘蛛侠”的启发,研发出了独特的六爪攀壁机器人(如图甲).六爪攀壁蜘蛛机器人如同排球大小,“腹部”底盘较低,并且安装了驱动风扇.假设所攀爬的墙体为一张纸,当纸靠近运转的电风扇时,由于压力差的改变,纸会被紧紧吸附在电扇表面.正是运用了这个原理,当机器人腹部的驱动风扇开始运转,它便可以稳稳地吸附于墙体上.假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到B点.在此过程中,重力之外的其他力的合力用F表示,则“机器人”受力情况分析正确的是()解析:选C.“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到B点,加速度从A指向B,根据牛顿第二定律可知,在竖直平面内“蜘蛛侠”的合力方向应该是从A指向B,结合平行四边形定则知:F与mg的合力沿A到B方向,故C正确,A、B、D错误.3.如图所示,放在光滑水平面上的一个物体,同时受到两个水平方向力的作用,其中水平向右的力F1=5 N,水平向左的力F2=10 N,当F2由10 N逐渐减小到零的过程中,物体的加速度大小是()A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小解析:选C.一开始,物体所受合力为F=10 N-5 N=5 N,方向向左,当F2由10 N逐渐减小,F也逐渐减小,当F2减小到5 N时,F值变为0,随着F2的继续减小,F方向变为向右,从0逐渐增大,当F2变为0的时候,F变为最大5 N,由牛顿第二定律,物体的加速度也是先减小后增大,故C正确.~4.(2019·泰安高一检测)“儿童蹦极”中,拴在腰间左右两侧的是弹性橡皮绳.质量为m的小丽静止悬挂时,两橡皮绳的拉力大小均恰为mg,若此时小丽左侧橡皮绳断裂,则小丽此时的()A.加速度为零B.加速度a=g,沿断裂橡皮绳的方向斜向下C.加速度a=g,沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D.加速度a=g,方向竖直向下解析:选B.当小丽处于静止状态时,拉力F=mg,两绳之间的夹角为120°,若小丽左侧橡皮绳断裂,则小丽此时所受合力沿断裂橡皮绳的方向斜向下,由牛顿第二定律F=ma知mg=ma,a=g,故选项B正确.5.如图所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球.两小球均保持静止.当突然剪断细绳时,上面的小球A与下面的小球B的加速度为()A.a A=g,a B=g B.a A=g,a B=0《C.a A=2g,a B=0 D.a A=0,a B=g解析:选C.分别以A、B为研究对象,分析剪断前和剪断时的受力.剪断前A、B静止,A球受三个力:绳子的拉力F T、重力mg和弹簧弹力F,B球受两个力:重力mg和弹簧弹力F′,如图甲.A球:F T-mg-F=0B球:F′-mg=0,F=F′解得F T=2mg,F=mg.剪断瞬间,因为绳无弹性,瞬间拉力不存在,而弹簧瞬间形状不可改变,弹力不变.如图乙,A球受重力mg、弹簧弹力F.同理B球受重力mg和弹力F′.A球:mg+F=ma A:B球:F′-mg=ma B=0,F′=F解得a A=2g,a B=0.6.(2019·福建模拟)早在公元前4世纪末,我国的《墨经》中就有关于力和运动的一些见解,如“绳下直,权重相若则正矣.收,上者愈丧,下者愈得”,这句话所描述的与下述物理现象相似.如图,一根跨过定滑轮的轻绳两端各悬挂一重物,当两重物质量均为m时,系统处于平衡状态.若减小其中一个重物的质量,系统就无法保持平衡,上升的重物减小的质量Δm越多,另一个重物下降的加速度a就越大.已知重力加速度为g,则a与Δm的关系图象可能是()。

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