内容正文:
第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题
夯实基础·自主预演
—————————课前自主梳理 巩固基础知识—————————
一、牛顿第二定律 单位制
1. 牛顿第二定律
(1)内容
物体加速度的大小跟作用力成 正比 ,跟物体的质量成 反比 .加速度的方向与 作用力 的方向相同.
(2)表达式:F= ma .
(3)适用范围
①只适用于 惯性 参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系).
②只适用于 宏观 物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.
2. 单位制
(1)单位制
由 基本单位 和 导出单位 一起组成了单位制.
(2)基本单位
基本量 的单位.力学中的基本量有三个,它们分别是 质量 、 长度 和 时间 ,它们的国际单位分别是 kg 、 m 和 s .
(3)导出单位
由 基本量 根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.
二、两类动力学问题
1. 动力学的两类基本问题
第一类:已知受力情况求物体的 运动情况 .
第二类:已知运动情况求物体的 受力情况 .
2. 解决两类基本问题的方法分析
以 加速度 为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图:
1. 判断下列说法是否正确.
(1)牛顿第二定律的表达式F=ma在任何情况下都适用.
(×)
(2)研究动力学两类问题时,只需做好受力分析,不用关注运动分析.(×)
(3)研究动力学两类问题,要首先根据题目条件分析或计算加速度.
(√)
(4)加速度是联系物体受力情况和运动情况的桥梁.
(√)
`2. (2020·重庆云阳江口中学第一次月考·多选)关于速度、加速度、合力之间的关系,正确的是(CD)
A. 物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大
B. 物体的速度为零,则加速度为零,所受的合外力也为零
C. 物体的速度为零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大
D. 物体的速度很大,但加速度可能为零,所受的合外力也可能为零
解析 速度大,加速度不一定大,故合外力不一定大,故A错误.物体的速度为零,加速度不一定为零,故合外力不一定为零,故B错误.物体的速度为零,但加速度可能很大,故所受的合外力也可能很大,如枪膛中点火瞬间子弹的速度为零,加速度很大,合力很大,故C正确.物体的速度很大,加速度可能为零,所受的合外力也可能为零,故D正确.
3. (2020·江苏扬州模拟)关于单位制,下列说法中正确的是(D)
A. kg、m/s、N是导出单位
B. kg、m、C是基本单位
C. 在国际单位制中,电流的单位A是导出单位
D. 在国际单位制中,力的单位N是根据牛顿第二定律定义的
解析 在力学中m(长度单位)、kg(质量单位)、s(时间单位)作为基本单位,可以导出其他物理量的单位,力的单位N是根据牛顿第二定律F=ma导出的,D正确,A错误;电荷量的单位C属于国际单位制中的导出单位,B错误;电流的单位A属于国际单位制中的基本单位,C错误.
4. (2019·甘肃武威二中月考)如图所示,质量m=10 kg的物体在水平面上向左运动,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=20 N的作用,则物体产生的加速度是(g取10 m/s2)(B)
A. 0
B. 4 m/s2,水平向右
C. 2 m/s2,水平向左
D. 2 m/s2,水平向右
解析 物体水平向左运动,所受滑动摩擦力水平向右,Ff=μmg=20 N,故物体所受合力F合=Ff+F=40 N,由牛顿第二定律可得a==4 m/s2,方向水平向右,B正确.
考点研析·互动提升
———————— 精研核心考点 典例深度剖析—————————
|考点1| 对牛顿第二定律的理解(3年2考)
1. 牛顿第二定律的“五个性质”
矢量性
矢量性a与F方向相同,与v的方向无关
瞬时性
a与F对应同一时刻,即a为某时刻的加速度时,F为该时刻物体所受的合力
因果性
F是产生a的原因,物体具有加速度是因为物体受到了力
同一性
(1)加速度a相对于同一惯性系(一般指地面)
(2)a=中,F、m、a对应同一物体或同一系统
(3)a=中,各量统一使用国际单位
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=,ay=
2. 合力、加速度、速度的关系
(1)物体的加速度由所受合力决定,与速度无必然联系.
(2)合力与速度的夹角为锐角时,物体加速;合力与速度的夹角为钝角时,物体减速.
(3)a=是加速度的决定式.是加速度的定义式,a与v、Δv无直接关系;a=
1-1 (2019·江西宜春期末)如图所示,某兴趣小组制作了一个小降落伞,伞面