第15讲 牛顿第二定律-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

第15讲 牛顿第二定律 【学习目标】 1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义． 2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的． 3.能应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题． 【基础知识】 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指的是物体所受的 ． (2)国际单位制中：F＝ ． 二 力的单位 1．比例系数k的意义 (1)在F＝kma中，k的选取有一定的 ． (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 、 、 ． 2．国际单位：力的单位是 ，简称 ，符号 ． 3．1 N的定义：将使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力规定为1 N，即1 N＝ ． 答案： 一 1.正 反 相同 2.(1)kma 合力 (2)ma 二 1.(1)任意性 (2)1 F＝ma N kg m/s2 2.牛顿 牛 N 3. 1__kg·m/s2 【考点剖析】 考点一：牛顿第二定律内容的理解 例1．(多选)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，物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比 B．由m＝可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比 C．由a＝可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比 D．由m＝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外力而求得 【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，可求第三个量．作用在物体上的合外力，可由物体的质量和加速度计算，但并不由它们决定，A错误．质量是物体本身的属性，由物体本身决定，与物体是否受力无关，B错误．由牛顿第二定律知加速度与合外力成正比，与质量成反比，m可由其他两个量求得，故C、D正确． 考点二：合外力、速度和加速度的关系 例2．如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧．现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是(　　) A．速度增大，加速度增大 B．速度增大，加速度减小 C．速度先增大后减小，加速度先减小后增大 D．速度先增大后减小，加速度先增大后减小 【答案】C 【解析】力F作用在A上的开始阶段，弹簧弹力kx较小，合力与速度方向同向，物体速度增大，而合力(F－kx)随x增大而减小，加速度也减小，当F＝kx以后，随物体A向左运动，弹力kx大于F，合力方向与速度反向，速度减小，而加速度a随x的增大而增大．综上所述，只有C正确．　 考点三：牛顿第二定律的应用 例3．如图，将质量m＝0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数＝0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角＝53的拉力F，使圆环以0.44N的合力沿杆运动，求F的大小为多少？（取sin53＝0.8，cos53＝0.6，g＝10m/s2）。 【答案】1N或9N 【解析】令 可得： 情况一：当时，杆对环的弹力向上 由合力计算： 合 解得： 情况二：当时，杆对环的弹力向下 由合力计算： 合 解得： 考点四：瞬时加速度的求解 例4．如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有( ) A．两图中两球加速度均为gsin θ B．两图中A球的加速度均为0 C．图乙中轻杆的作用力一定不为0 D．图甲中B球的加速度是图乙中B球的加速度的2倍 【答案】D 【解析】撤去挡板前，对整体分析，挡板对B球的弹力大小为2mgsinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsinθ，加速度为2gsinθ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsinθ，加速度均为gsinθ，故D正确，A.B.C错误。故选：D. 【真题演练】 1．.(多选)关于牛顿第二定律，下列说法中正确的有(　　) A．公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取 B．某一瞬间的加