第6章 第2节 第2课时 牛顿第二运动定律-2021-2022学年高中物理必修1【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第2课时　牛顿第二运动定律 [学习目标]　1.[科学思维]通过上节实验，能得出并准确描述牛顿第二运动定律．　2.[科学思维]理解力的单位的由来，理解关系式F＝kma是如何变成F＝ma的．　3.[科学方法]能运用牛顿第二运动定律分析和处理简单的问题．　4.[科学方法]知道单位制和国际单位制，知道力学中其他物理量的单位都可以用基本单位导出． 一、牛顿第二定律 1．内容：物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比，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合＝kma. 质量的单位用kg，加速度的单位用m/s2，且规定质量为1 kg的物体获得1 m/s2的加速度所需的力为1 N，这样表达式中的k就等于1，牛顿第二定律表达式可简化为F＝ma. 二、力学单位制 1．国际单位 (1)基本单位：在力学中有米(m)(长度单位)、千克(kg)(质量单位)、秒(s)(时间单位)． (2)导出单位：在力学中利用物理公式从三个基本单位导出的其他单位． 2．意义与作用：用公式计算的时候，所列的等式中就不必一一写出每个物理量的单位，只要在计算结果的数据后面写出待求量的单位即可． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)由牛顿第二定律可知，物体的质量与物体所受合外力成正比，与物体的加速度成反比． (×) (2)物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力大小决定，与物体的速度大小无关． (√) (3)物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定，与速度方向无关． (√) (4)在力学问题的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位． (×) (5)力学单位制中，国际单位制的基本单位有千克、米、秒． (√) (6)只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma. (√) 2．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是(　　) A．牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用 B．某一瞬时的加速度，不但与这一瞬时的外力有关，而且与这一瞬时之前或之后的外力有关 C．在公式F＝ma中，若F为合外力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和 D．物体的运动方向一定与物体所受合外力的方向一致 C　[牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运动，A错误；F＝ma具有同时性，B错误；如果F＝ma中F是合外力，则a为合外力产生的加速度，即各分力产生加速度的矢量和，C正确；如果物体做减速运动，则v与F反向，D错误．] 3．(多选)下列说法中正确的是 (　　) A．质量是物理学中的基本物理量 B．长度是国际单位制中的基本单位 C．kg·m/s是国际单位制中的导出单位 D．时间的单位——小时，是国际单位制中的导出单位 AC　[质量是力学中的基本物理量，A正确；长度是物理量，不是单位，B错误；kg·m/s是国际单位制中的导出单位，C正确；小时是时间的基本单位，不是导出单位，D错误．] 牛顿第二定律 1.牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素． 2．牛顿第二定律的五点说明 因果性 只要物体所受合外力不为0(无论合外力多么小)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因 矢量性 物体加速度的方向与物体所受合外力的方向总是相同的，加速度的方向由合外力的方向决定 瞬时性 物体的加速度与物体所受合外力总是同时存在、同时变化、同时消失的，所以牛顿第二定律反映的是力的瞬时作用效果 同一性 F、m、a三者对应同一个物体 独立性 作用在物体上的每个力都将独立产生各自的加速度，且遵从牛顿第二定律，物体的实际加速度为每个力产生的加速度的矢量和．分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即Fx＝max，Fy＝may 3.用牛顿第二定律解决的两类基本问题 (1)已知受力情况确定运动情况． (2)已知运动情况确定受力情况． 处理方法：在这两类问题中，加速度是联系力和运动的桥梁，受力分析和运动过程分析是解决问题的关键． 【例1】　如图所示，质量m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求： (1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度； (2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小； (3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小． 解析：(1)对物体受力分析如图： 由牛顿第二定律得：Fcos θ－f＝ma Fsin θ＋N＝mg f＝μN 解得：a＝1.3 m/s2，方向水平向右． (2)v＝at＝1.3×5 m/s＝6.5 m/s. (3)s＝×1.3×52m＝16.25 m.at2＝ 答案：(1)