内容正文:
第2讲 牛顿第二定律的理解及应用
[必备知识·填一填]
[知识点1] 牛顿第二定律 单位制
1.牛顿第二定律
(1)内容:物体的加速度的大小跟 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= kma ,当单位采用国际单位制时k= 1 ,F= ma .
(3)适用范围
①牛顿第二定律只适用于 惯性 参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系).
②牛顿第二定律只适用于 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、基本单位、导出单位
(1)单位制: 基本单位 和 导出单位 一起组成了单位制.
①基本物理量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本物理量.
②基本单位: 基本物理量 的单位.力学中的基本物理量有三个,它们是 质量 、 时间 、 长度 ,它们的单位是基本单位.
③导出单位:由 基本单位 根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.
(2)国际单位制中的基本单位
基本物理量
符号
单位名称
单位符号
质量
m
千克
kg
时间
t
秒
s
长度
l
米
m
电流
I
安[培]
A
热力学温度
T
开[尔文]
K
物质的量
n
摩[尔]
mol
发光强度
IV
坎[德拉]
cd
[思维诊断]►
判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.
(1)物体所受合外力越大,加速度越大.( √ )
(2)物体所受合外力越大,速度越大.( × )
(3)物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小.( × )
(4)物体的加速度大小不变一定受恒力作用.( × )
[知识点2] 两类动力学问题
1.动力学的两类基本问题
(1)已知受力情况求物体的 运动情况 .
(2)已知物体的运动情况求物体的 受力情况 .
2.解决两类基本问题的方法
以 加速度 为“桥梁”,由 运动学公式 和 牛顿运动定律 列方程求解,具体的逻辑关系如图:
[知识点3] 超重和失重现象
1.视重
(1)当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台上时,弹簧测力计或台秤的 示数 称为视重.
(2)视重大小等于弹簧测力计所受物体的 拉力 或台秤所受物体的 压力 .
2.超重、失重和完全失重的比较
超重现象
失重现象
完全失重现象
概念
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于 物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于 物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 等于 零的现象
产生
条件
物体的加速度方向 竖直向上
物体的加速度方向 竖直向下
物体的加速度方向 竖直向下 ,大小 a=g
原理
方程
F-mg=ma
F= m(g+a)
mg-F=ma
F= m(g-a)
mg-F=ma
F=0
运动
状态
加速 上升或 减速 下降
加速 下降或 减速 上升
以a=g 加速 下降或 减速 上升
[思维诊断]►
判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.
(1)无论超重还是失重,物体所受的重力都是不变的.( √ )
(2)物体速度向上时,处于失重状态.( × )
(3)物体加速度向下时,处于失重状态.( √ )
[教材挖掘·做一做]
1.(人教版必修1 P78第1题改编)由牛顿第二定律F=ma可知,无论怎样小的力都可能使物体产生加速度,可是当用很小的力去推很重的桌子时,却推不动,这是因为( )
A.牛顿第二定律不适用于静止的物体
B.桌子加速度很小,速度增量也很小,眼睛观察不到
C.推力小于桌子所受到的静摩擦力,加速度为负值
D.桌子所受的合力为零,加速度为零
答案:D
2.(人教必修1 P77科学漫步改编)质量分别为m1和m2的木块,并列放置于光滑水平地面,如图所示,当木块1受到水平力F的作用时,两木块同时向右做匀加速运动,求:
(1)匀加速运动的加速度的大小?
(2)木块1对2的弹力.
解析:(1)将木块1和2看做一个整体,其合外力为F,由牛顿第二定律知
F=(m1+m2)a,a=.
(2)再以木块2为研究对象,受力分析如图所示,
由牛顿第二定律可得F12=m2a,联立以上两式可得F12=.
答案:(1) (2)
3.(人教版必修1 P78第5题)水平路面上质量是30 kg的手推车,在受到60 N的水平推力时做加速度为1.5 m/s2的匀加速运动.如果撤去推力,车的加速度的大小是多少?(g取10 m/s2)
解析:设阻力为Ff,则F-Ff=ma,解得Ff=15 N.如果撤去推力,车的加速度由阻力提供,则Ff=ma′,解得a′=0.5 m/s2.
答案