第14讲 牛顿第二定律 学案-2022学初高中物理无缝衔接（人教版2019）

2022年暑期初高中无缝衔接 第十四讲 牛顿第二定律 【情境感知】 一、理解牛顿第二定律的内容及表达式 已知小汽车与赛车质量相当，小汽车加速到100 km/h需要十几秒，而赛车却能在5秒左右就能加速到100 km/h.这是为什么？结合视频，体会飞机、汽车和摩托车竞技加速过程，完成以下问题： 问题1：通过分析以上案例，试猜想物体的加速度a与它所受的作用力F以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系? 问题2：我们可以通过设计什么样的实验来确定加速度与力、质量的关系？ 问题3：牛顿第二定律的内容是什么？ 问题4：如何理解1 N? 问题5：根据牛顿第二定律F＝ma，有力就有加速度．一小孩用力去推箱子却没有推动，请帮助他解决困惑． 问题6：从匀速上升的气球上掉下一个物体(不计空气阻力)，物体离开气球的瞬间，物体的加速度和速度情况如何？ 问题7：如图所示，物块在粗糙水平面上受水平向右的外力F作用，由静止开始运动． (1)物块的加速度方向如何？ (2)保持外力F的方向不变，大小逐渐增加，物块的加速度如何变化？ (3)一段时间后突然撤去外力F，此时物块的加速度、速度方向如何？ 例1.下列对牛顿第二定律的理解中正确的是(　　) A. 由F＝ma可知，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 C. 加速度的方向总跟合外力的方向一致 D. 当合外力停止作用时，加速度不随之消失 例2.初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的方向不变的水平力的作用，则这个物体运动情况为 (　　) A. 速度不断增大，且增大得越来越快 B. 加速度不断增大，速度不断减小 C. 加速度不断减小，速度不断增大 D. 加速度不变，速度先减小后增大 小结：合外力、加速度、速度三者之间关系 1. 力与加速度为因果关系：力是因，加速度是果．只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度．加速度方向与合外力相同，大小与合外力成正比． 2. 力与速度无因果关系：合外力方向与速度方向可以相同，可以相反，还可以有夹角．合外力方向与速度方向相同时，物体做加速运动，相反时物体做减速运动． 3. 两个加速度公式的区别 （1）a＝是加速度的定义式，是比值定义法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无关； （2）a＝是加速度的决定式，加速度由其受到的合外力和自身的质量决定． 2、 用牛顿第二定律的解决问题 例3.在平直路面上，质量为1 100 kg的汽车在进行研发测试，当达到100 km/h的速度时关闭发动机，经过70 s停了下来． (1)画出汽车的受力和运动的示意图； (2)汽车受到的阻力是多大？ (3)若汽车重新起步加速时牵引力为2 000 N，产生的加速度是多大？（假定试车过程中汽车受到的阻力不变） 例4.如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°，小球和车厢相对静止，小球的质量为1 kg，不计空气阻力．(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，你可以分析出车厢的运动情况吗？试着计算车厢运动的加速度和悬线对小球的拉力大小？ 问题8：你能归纳总结出牛顿第二定律的解题思路吗？ 【深化提高】 1. 对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间(　　) A. 物体立即获得加速度 B. 物体立即获得速度 C. 物体同时获得速度和加速度 D. 由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零 2. 力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为5 m/s2，力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为2 m/s2，那么，力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小可能是(　　) A. 1 m/s2　 B. 2 m/s2　 C. 8 m/s2　 D. 6 m/s2 3. 如图所示，质量m＝10 kg的物体，在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦因数μ＝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，则物体的加速度为(取g＝10 m/s2)(　　) A. 0　 B. 4 m/s2，水平向右 C. 2 m/s2，水平向右　 D. 2 m/s2，水平向左 4. 如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进，突然发生意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a.则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是(　　) A. m B. ma C. m D. m(g＋a) 5. 如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝，重力加速度g＝10 m/s2. 现将滑块轻轻放到斜面上： (1)请利用斜面上物体下滑的临界条件快速判断滑块是否下滑； (2)若不下滑，求出滑块受到的摩擦力大