2.2.3 牛顿第二定律（课件+word）-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（人教版必修1）9省专用

2.2.3　牛顿第二定律 学习目标 核心提炼 1.理解牛顿第二定律，知道a＝的确切含义。 1个定律——牛顿第二定律 1个公式——F＝ma 1个导出单位——牛顿 2种模型——刚性绳和弹簧模型 2.掌握牛顿第二定律解决动力学问题的方法。 3.知道力的单位“牛顿”是怎样定义的。 一、牛顿第二定律 [观图助学] 绳子的拉力大于物块的重力，气球做什么运动？怎么求气球的加速度？(g取10 m/s2) 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。[来源:Zxxk.Com] 2.表达式：F＝kma，k是比例系数，F是物体所受的合力。 [理解概念] 　判断下列说法是否正确。 (1)由牛顿第二定律知，合外力大的物体的加速度一定大。(×) (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。(√) 二、力的单位 1.国际单位：牛顿，符号是N。 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三个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作F＝ma。 [理解概念] 　判断下列说法是否正确。 (1)比例式F＝kma中的k一定为1。(×) (2)比例式F＝kma中的k可以是其他常数。(√) (3)在国际单位制中k才等于1。(√) (4)两单位N/kg和m/s2是等价的。(√) 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 　对牛顿第二定律的理解 [观察探究]　　 (1)你了解赛车吗？如图1所示是一辆方程式赛车，车身结构一般采用碳纤维等材料进行轻量化设计，比一般小汽车的质量小得多，而且还安装了功率很大的发动机，可以在4～5 s的时间内从静止加速到100 km/h。你知道为什么要使赛车具备质量小、功率大两个特点吗？ 图1 (2)请讨论下面两个问题 ①由牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，但是当我们用力推一个很重的箱子时有时却推不动它(如图2所示)，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？ 图2 ②静止在光滑水平面上的重物，受到一个很小的水平推力的作用，在力刚作用在物体上的瞬间，物体是否立即获得了加速度？是否立即获得了速度？ 答案　(1)赛车的质量小，赛车的运动状态容易改变；功率大，可以为赛车提供较大的动力。因此，这两大特点可以使赛车提速非常快(加速度大)。 (2)①没有矛盾。由公式F＝ma可知，F为合外力，无论F多么小都可以使物体产生加速度。用力推一个很重的箱子时，箱子静止，说明合外力为0。 ②力是产生加速度的原因，力与加速度具有同时性，但由Δv＝aΔt可知，要使物体获得速度必须经过一段时间。故在力作用的瞬间，物体立即获得加速度，没有立即获得速度。 [探究归纳]　 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系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系 [试题案例] [例1] (多选)对牛顿第二定律的理解正确的是(　　) A.由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比 B.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[来源:Z。xx。k.Com] 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 解析　虽然F＝ma表示牛顿第二定律，但F与a无关，因a是由m和F共同决定的，即a∝且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；a与F的方向永远相同。综上所述，可知选项A、B错误，C、D正确。 答案　CD 正确理解牛顿第二定律 (1)物体的加速度和合力是同时产生的，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)不能根据m＝的结论，物体的质量m是由自身决定的，与物体所受的合力和运动的加速度无关，但物体的质量可以通过测量它的加速度