2022-2023学年新教材高中物理 第四章 运动和力的关系 3.牛顿第二定律学案 新人教版必修第一册.docx

1、3.牛顿第二定律新课程标准1理解牛顿运动定律2能用牛顿运动定律解释生活生产中的有关现象、解决有关问题核心素养目标物理观念理解牛顿第二定律的内容，知道其表达式的含义科学思维真实情境下，应用牛顿第二定律分析问题科学态度与责任从生活实际中，体会加速度与力、质量的关系，认识科学、技术、社会、环境的关系必备知识自主学习突出基础性素养夯基一、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_，跟它的质量成_，加速度的方向跟作用力的方向_2表达式F_，其中力F指的是物体所受的_【情境思考】如图，如果推轿车，轿车没有被推动，根据牛顿第二定律，有力就能产生加速度，但为什么轿车一直没有动呢？答：二、

2、力的单位1力的国际单位：牛顿，简称_，符号为_2“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度的力叫作1N，即1N_3在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，Fkma中的k_，此时牛顿第二定律可表示为F_【思考辨析】判断正误，正确的画“”，错误的画“”(1)物体的加速度方向一定与它的合力方向相同()(2)由牛顿第二定律知，合外力大的物体的加速度一定大()(3)物体的加速度方向一定与它的速度方向相同()(4)由Fma可知，m与a成反比()(5)两单位N/kg和m/s2是等价的()关键能力合作探究突出综合性素养形成探究点一牛顿第二定律的理解导学探究1.在如图a、b中

3、，分别用较大的力和较小的力推质量相同的购物车，两种情况下购物车的速度变化有什么特点？答：2如图c、d中，人施加大小相同的推力，分别作用在质量不同的购物车上，两种情况下购物车的速度变化有什么特点？答：归纳总结1.力与运动的关系：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，但加速度的大小与速度的大小无必然的联系注意：2牛顿第二定律的五个性质3加速度两个公式的区别(1)avt是加速度的定义式，它给出一种测量物体加速度的方法式中加速度a与速度变化量v与速度变化时间t无关(2)aFm是加速度的决定式，

4、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典例示范例1 (多选)下列对牛顿第二定律公式的理解正确的是()A由Fma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比B由mFa可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的加速度成反比C由aFm可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比D由mFa可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出针对训练1(多选)关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是 ()A做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的B做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上C物体受到的合外力增

5、大时，物体的运动速度一定加快D物体所受合外力为零时，可能处于匀速直线运动状态探究点二牛顿第二定律的简单应用导学探究仔细观察下列图片，分析下列问题(1)马拉雪橇的力沿什么方向？画出雪橇的受力示意图(2)雪橇在水平地面上做变速运动，雪橇受到的合力沿什么方向？(3)怎么求雪橇受到的合力？(4)如何求雪橇的加速度？答：归纳总结1.应用牛顿第二定律解题的一般步骤2根据受力情况求加速度的方法(1)矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法分别求物体在x轴、y轴上的合力Fx、Fy，再

6、应用牛顿第二定律分别求加速度ax、ay.在实际应用中常将受到的力分解，且将加速度所在的方向选为x轴或y轴，有时也可分解加速度，即Fx=maxFy=may.典例示范例2 (一题多解)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的夹角37，小球和车厢相对静止，小球的质量为1kg.sin370.6，cos370.8，g取10m/s2.求：(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；(2)悬线对小球的拉力大小针对训练2如图，甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F1150N、F2200N的力推质量为50kg的沙发，F1与F2相互垂直，且平行于地面，沙发与地面间的动摩擦因数0.4.

7、设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g10m/s2，下列说法正确的是()A沙发的加速度大小为1m/s2B沙发将沿着F1的方向移动C沙发不会被推动D由于F1小于最大静摩擦力，因此沙发将沿着F2的方向移动针对训练3如图所示，一物体沿倾角为的斜面下滑时，恰好做匀速运动，若物体以某一初速度冲上斜面，则上滑时物体加速度为()AgsinBgtanC2gsinD2gtan3牛顿第二定律必备知识自主学习一、1正比反比相同2kma合力情境思考：提示：轿车没有动，是因为轿车所受的合力为0，加速度为0.二、1牛N21 kgm/s231ma思考辨析答案：(1)(2)(3)(4)(5)关键能力合作探究探究点一1提示

8、：用较大的力推购物车时，其速度变化快；用较小的力推购物车时，其速度变化慢2提示：质量较大的购物车速度变化慢，质量较小的购物车速度变化快【例1】【解析】注意物理公式不同于数学公式，不能单从形式上判断正比和反比关系，还要考虑物理量的物理意义及决定因素等。可以利用物理公式求未知量，如已知F、a，可根据mFa求m.A错：作用在物体上的合力，可由物体的质量和加速度计算，但并不由它们决定B错：质量是物体的属性，由物体本身决定，与物体是否受力无关C、D对：由牛顿第二定律知，加速度与合力成正比，与质量成反比，m可由其他两个量求得【答案】CD针对训练1解析：做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿第二定律

9、知，它所受合外力是恒定不变的，故选项A正确；由牛顿第二定律可知加速度与合外力方向相同，与速度不一定在同一方向上，故选项B错误；物体受到的合外力增大时，加速度一定增大，物体的运动速度变化一定加快，而速度不一定加快，故选项C错误；物体所受合外力为零时，物体的加速度一定等于零，处于静止状态或匀速直线运动状态，故选项D正确答案：AD探究点二提示：(1)马拉雪橇的力斜向上雪橇受力如图所示提示：(2)雪橇受到的合力沿水平方向(3)用正交分解法求合力(4)根据牛顿第二定律求解加速度【例2】【解析】解法一：合成法(1)由于车厢沿水平方向运动，所以小球有水平方向的加速度，所受合力F沿水平方向选小球为研究对象，受

10、力分析如图甲所示由几何关系可得Fmg tan .小球的加速度aFmg tan 7.5 m/s2，方向向右，则车厢向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动(2)悬线对小球的拉力大小为FTmgcos1100.8 N12.5 N.解法二：正交分解法以水平向右为x轴正方向建立坐标系，并将悬线对小球的拉力FT正交分解，如图乙所示则沿水平方向有FTsinma竖直方向有FTcosmg0联立解得a7.5 m/s2，FT12.5 N，且加速度方向向右，故车厢向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动。【答案】(1)见解析(2)12.5 N针对训练2解析：已知F1150 N、F2200 N、FNmg500 N，根据力的合成法则可求得，两个相互垂直的力F1、F2的合力为F合250 N，沙发受到的最大静摩擦力fFNmg0.4500 N200 N，因为F1、F2的合力大于最大静摩擦力，所以沙发被推动，运动方向沿合力方向由Fma可得aFmF合 fm25020050m/s21 m/s2，故A正确答案：A针对训练3解析：当物体匀速下滑时对其进行受力分析，如图甲所示根据平衡条件得Ffmg sin 物体以某一初速度冲上斜面，对物体进行受力分析，如图乙所示物体所受的合力大小为F合mg sin Ff2mg sin ，根据牛顿第二定律得aF合m2g sin ，故选C.答案：C