第四章 3 牛顿第二定律-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册创新导学案word（人教版2019）

物理必修·第一册[U] 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 3.牛顿第二定律 ②核心素养定位 1.能由第2节实验数据得出加速度与力、质量的关系，即F=ma。2.理解 牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义。3理解力的单位一牛顿的定义，知 道牛顿第二定律表达式是如何从F=kma变成F=ma的。4.能够从加速度与力的 同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律。5.会应用牛顿第二定律解决简单的动 力学问题。 课前自主学习 二牛顿第二定律的表达式 1.牛顿第二定律：物体加速度的大小跟它受到的作用力成sp1O1)正比， 跟它的质量成sp1(02)反比，加速度的方向跟作用力的方向sp1O3)相同。 2.表达式 (1)比例式形式：acls upl04)Em (2)等式形式：F=ylpl1O5kama,式中k是s up1(06比例系数，F是物体所受 的sp107)合力 微点拨：由牛顿第二定律可知，无论多小的力皆能使物体产生加速度，改变 物体的运动状态。这从理论上证明了牛顿第一定律。 已力的单位 1.F=kma中k的数值取决于sp1(O1)F、m、a的单位的选取。当k=1时， 质量为1kg的物体在某力的作用下获得1m/s2的加速度，则这个力F=ma= lp102 1 kg'm/s2,如果我们把这个力叫作“一个单位的力，力F的单位就是到 spl(O3)千克米每二次方秒，把它称作“牛顿”，用符号N表示。 2.在质量的单位取千克(kg),加速度的单位取米每二次方秒(m/s),力的单 位取牛顿CN)时，牛顿第二定律可以表述为：splO4)F=ma。 课前检测 1.判一判 独家授权侵权必究。 物理必修·第一册[U] 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 ()某一物体在某时刻加速度的方向一定与其所受合力的方向相同。() (2)某一物体在某时刻加速度的方向决定了其所受合力的方向。() (3)无论F、m、a用什么单位，公式F=ma都成立。() 提示：(1)V(2)×(3)× 2.想一想 假设水平台球桌面光滑，原来静止的台球受到水平推力，在推力刚开始作用 的瞬间，台球是否有加速度？是否有速度？ 提示：力是产生加速度的原因，力与加速度具有瞬时对应关系，故在力刚开 始作用的瞬间台球有加速度：但由公式△v=a△t可知，必须经过一段时间加速台 球才能获得速度，因此这一瞬间台球没有速度。 课堂探究评价 探究☑ 牛顿第二定律的理解 仔细观察下列图片，认真参与师生互动”。 ↑m·47 t/m· 10.00 4.004 8.0 3.00日F不变 200H 1.00 1.002.0m3.004.0mfN 050100 师生互动 活动1：通过上一节的实验，我们知道物体的加速度与物体受到的合力成正 比，与物体的质量成反比。那么如何用数学等式来表示这个结论？ 提示：由结论可知accFm,引入比例系数k可得F=kma。 活动2：活动1中所得出的等式为牛顿第二定律的表达式，我们知道质量的 ·独家授权侵权必究， 物理必修·第一册[U] 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅，正版资源 b.ZXXK.C0m● 您身边的互联网+教辅专家 国际单位是kg,加速度的国际单位是m/s?,若上述等式中的比例系数等于1，力 的单位应取什么？ 提示：上述等式中的比例系数等于1时，质量为1kg的物体在某力的作用下 产生的加速度是1m/s2,则这个力F=ma=1kgm/s2,即力的单位取kgm/s2。 活动3：上述根据牛顿第二定律定义的力的单位现在叫作牛顿QN)。历史上曾 经用过厘米·克·秒制单位，即F=ama中，质量的单位是g,加速度的单位是cm/s2, 仍取k=1,那么在此单位制中力的单位还是N吗？ 提示：F=kma中，取k=1,m为1g,a为1cm/s2,则F=ma=1gcm/s2 1x10-5kgms2=1×105N。可见，在厘米·克秒制单位制中，力的单位是g cm/s2,而不是N。 得出结论 1.应用公式F=ma应注意的两点 (1)F指物体受到的所有力的合力。 (2)该式中F、m、a的单位都要用国际单位制单位。 2.牛顿第二定律的六个性质 因果性 因为物体受到力，所以产生加速度 瞬时性 a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系 矢量性 a与F的方向始终一致 同体性 公式F=ma中的F、m、a对应于同一物体 牛顿第二定律适用于相对地面静止或做匀速直线运动的参考系（惯 相对性 性系)；对相对地面做变速运动的参考系（非惯性系）不适用 当物体同时受到几个力作用时，每个力都会产生一个加速度，这些 加速度的矢量和即为物体具有的实际加速度 独立性 在平面直角坐标系中，沿x方向：F,=ma;沿y方向：