第4.3课时 牛顿第二定律-2020-2021学年高一物理知识点专题解析与题型练习（人教版必修1）

第4.3课时 牛顿第二定律 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_____比，跟它的质量成_____比，加速度的方向跟作用力的方向_____. 2.表达式 (1)表达式：F＝_____，式中k是比例系数，F是物体所受的____. (2)国际单位制中：F＝_____ 二、力的单位 1.国际单位：力的单位是____，简称____，符号____ 2.1N的定义：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＝___________________. 3.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＝____，牛顿第二定律的数学表达式为_________，式中F、m、a的单位分别为____、____、____. 答案：正 反 相同 kma 合力 ma 牛顿 牛 N 1kg·m/s2 1 F=ma N kg m/s2 考点一　对牛顿第二定律的理解 1．牛顿第二定律的四个特性 矢量性 F＝ma是矢量式，a与F同向 瞬时性 a与F对应同一时刻 因果性 F是产生a的原因 同一性 F、m、a对应同一个物体或系统 2.合力与运动的关系 由牛顿第二定律可知：物体所受合力决定加速度的大小和方向，从而决定物体的运动情况： (1)合力与速度方向相同时，物体做加速直线运动． (2)合力与速度方向相反时，物体做减速直线运动． (3)合力与速度不在一直线时，物体做曲线运动． 有一轻质橡皮筋下端挂一个铁球，手持橡皮筋的上端使铁球竖直向上做匀加速运动，若某时刻手突然停止运动，则下列判断正确的是(　　) A．铁球立即停止上升，随后开始向下运动 B．铁球立即开始向上做减速运动，当速度减到零后开始下落 C．铁球立即开始向上做减速运动，当速度达到最大值后开始下落 D．铁球继续向上做加速运动，当速度达到最大值后才开始做减速运动 【答案】D 【解析】铁球匀加速上升，受到拉力和重力的作用，且拉力的大小大于重力，手突然停止运动瞬间，铁球由于惯性继续向上运动，开始阶段橡皮条的拉力还大于重力，合力竖直向上，铁球继续向上加速运动，当拉力等于重力后，速度达到最大值，之后拉力小于重力，铁球开始做减速运动，故A、B、C三项错误，D项正确． 考点二 利用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤 (1)明确研究对象． (2)进行受力分析和运动状态分析，画出示意图． (3)求出合力 ． (4)由 列式求解． 用牛顿第二定律解题，就要对物体进行正确的受力分析，求合力．物体的加速度既和物体的受力相联系，又和物体的运动情况相联系，加速度是联系力和运动的纽带．故用牛顿第二定律解题，离不开对物体的受力情况和运动情况的分析． 【说明】①在选取研究对象时，有时整体分析、有时隔离分析，这要根据实际情况灵活选取． ②求出合力 时，要灵活选用力的合成或正交分解等手段处理．一般受两个力时，用合成的方法求合力，当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，常用正交分解法解题，多数情况下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上有： (沿加速度方向)． (垂直于加速度方向)． 特殊情况下分解加速度比分解力更简单．应用步骤一般为：①确定研究对象；②分析研究对象的受力情况并画出受力图；③建立直角坐标系，把力或加速度分解在x轴或y轴上；④分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程；⑤统一单位，计算数值． 【注意】在建立直角坐标系时，不管选取哪个方向为x轴正方向，所得的最后结果都应是一样的，在选取坐标轴时，应以解题方便为原则来选取． 1.物体在外力作用下做变速直线运动时：（ ） A．当合外力增大时，加速度增大 B．当合外力减小时，物体的速度也减小 C．当合外力减小时，物体的速度方向与外力方向相反 D．当合外力不变时，物体的速度也一定不变 【答案】A 【解析】合外力增大，加速度一定增大。合外力减小，加速度一定减小，但速度不一定减小，比如此时速度与加速度同方向。加速度的方向与合外力方向相同，速度方向与合外力方向之间没有必然的联系。合外力不变，加速度一定不变，但只要合外力不为零，物体的速度就一定变化。 2.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，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比 C．由 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 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力而求出 【答案】CD 【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