内容正文:
第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题
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一、牛顿第二定律及单位制
1.牛顿第二定律
(1)内容:物体加速度的大小跟它____________________成正比,跟它的_______成反比,加速度的方向跟_________________相同。
(2)表达式:_________。
受到的作用力
质量
作用力的方向
F=ma
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(3)适用范围:①牛顿第二定律只适用于_____参考系,即相对地面____或_________________的参考系。
②牛顿第二定律只适用于_________(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
2.单位制
(1)单位制:__________和___________一起组成了单位制。
(2)基本单位:基本量的单位。力学中的基本量有三个,它们分别是______、_____和____,它们的国际单位分别是千克(kg)、____和_____。
(3)导出单位:由________根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
惯性
静止
做匀速直线运动
宏观物体
基本单位
导出单位
质量
时间
长度
秒(s)
米(m)
基本量
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二、动力学两类基本问题
1.动力学的两类基本问题
第一类:已知物体的受力情况求 ;
第二类:已知物体的运动情况求___________。
2.解决两类基本问题的方法
以_______为“桥梁”,由运动学公式和______________列方程求解,具体逻辑关系如图所示:
运动情况
受力情况
加速度
牛顿运动定律
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命题点一 对牛顿第二定律的理解
自主探究
1.牛顿第二定律的5个性质及其局限性
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1.(多选)下列说法正确的是( )
A.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,当力刚作用瞬间,物体立即获得加速度
B.物体由于做加速运动,所以才受合外力作用
C.F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关
D.物体所受合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小
ACD
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解析:由于物体的加速度与合外力是瞬时对应关系,因此当力作用瞬间,物体会立即产生加速度,选项A正确;根据因果关系,合外力是产生加速度的原因,即物体由于受合外力作用,才会产生加速度,选项B错误;牛顿第二定律F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关,选项C正确;由牛顿第二定律知物体所受合外力减小,加速度一定会减小,如果物体加速,其速度仍会增大,只是增大的慢一些,选项D正确。
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2.(多选)小明正在火车的餐车上用餐,当列车广播火车马上就要进站时,小明发现自己面前杯子里的水面产生了如图所示的倾斜,小明目测水面与水平面的夹角大约为10°,且离自己身体近的一侧水面较低。忽略水面的表面张力,可判断出( )
A.火车此刻的加速度为gsin 10°
B.火车此刻的加速度为gtan 10°
C.小明此时面对火车前进的方向
D.小明此时背对火车前进的方向
BC
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解析:由于火车进站做减速运动,加速度方向与速度方向相反,水受到的合力方向与速度方向相反,此时水受到的合力方向水平向右,故小明此时是面对火车前进的方向,以水面上任一小部分水为研究对象,
水受到竖直向下的重力mg与垂直水面向上的支持力FN,如
图所示,在竖直方向上平衡,加速度方向在水平方向,根据
牛顿第二定律有mgtan θ=ma,解得此刻火车的加速度
a=gtan θ=gtan 10°,选项B、C正确。
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易错警示
理解牛顿第二定律的3点注意
(1)分析物体的运动性质,要从受力分析入手,先求合力,然后根据牛顿第二定律分析加速度的变化(如第2题中加速度的计算)。
(2)速度的大小如何变化取决于加速度和速度方向间的关系,和加速度的大小没有关系(如第1题D选项)。
(3)加速度如何变化取决于物体的