第四章 3.牛顿第二定律-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

3．牛顿第二定律 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1．对牛顿第二定律的理解 2．合外力、加速度、速度的关系 3．牛顿第二定律的应用 1．理解牛顿第二定律，知道牛顿第二定律表达式的确切含义 2．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的 3．会用牛顿第二定律的公式进行计算和处理有关问题 能够通过实验数据进行分析总结，并能利用实际问题的验证得出物理规律。对学生渗透物理学研究方法，让学生体会建立物理观念的过程。通过理解和应用牛顿第二定律，培养学生分析推理的能力和科学的逻辑思维 知识点一　牛顿第二定律的表达式和力的单位 冰壶在水平冰面上运动时受到的阻力很小，当人给冰壶施加一个比较大的水平推力的瞬间，冰壶会有加速度吗？是否立刻获得速度？当水平推力再加大时，加速度会怎么变化？ 提示：冰壶会立即获得加速度，但速度的获得需要时间，故不能立即获得速度；加速度会同时变大。 1．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正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 (2)表达式：F＝kma，其中k是比例系数。 2．力的单位 (1)国际单位：牛顿，符号为N。 (2)“牛顿”的定义：当k＝1时，质量是1 kg的物体在某力的作用下获得1 m/s2的加速度，这个力称作1 N，即1 N＝1_kg·m/s2。 (3)F＝kma中k的取值 ①k的数值取决于F、m、a的单位的选取。 ②在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝1，此时牛顿第二定律可表示为F＝ma。 【判断正误】 1．物体的加速度方向一定与它的合力方向相同。(√) 2．由牛顿第二定律可知，合外力大的物体的加速度一定大。(×) 3．物体的加速度方向一定与它的速度方向相同。(×) 4．由F＝ma可知，m与a成反比。(×) 5．两单位N/kg和m/s2是等价的。(√) 1．对牛顿第二定律的表达式F＝ma的理解 (1)F的含义 ①F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度； ②F是某个分力时，加速度a是该分力产生的加速度。 (2)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位必须都用国际制单位。 学生用书↓第101页 2．牛顿第二定律的四个性质 (1)因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度。 (2)矢量性：F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同。 (3)瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。 (4)独立性：作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。 (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，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比 B．由m＝可知，物体的质量与其所受的合力成正比，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的合力而求出 CD　[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，可以求第三个量。物体的质量由物体本身决定，与受力无关；物体所受的合力，是由物体和与它相互作用的物体共同产生的，与物体的质量和加速度无关；由a＝可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比。综上分析知，选项A、B错误，选项C、D正确。] 针对练1．(2022－2023·湖北省武汉市期末)关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是(　　) A．物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比 B．质量大的物体，其加速度一定小 C．物体所受到的合外力与物体的质量成正比 D．表达式F＝kma中的比例系数k恒为1 A　[根据牛顿第二定律可知，物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，选项A正确；根据牛顿第二定律可知，当物体受到的合外力一定时，质量大的物体，其加速度一定小，选项B错误；物体所受到的合外力与物体的质量无关，选项C错误；表达式F＝kma中的比例系数k只有在国际单位制中才等于1，选项D错误。] 针对练2．(多选)关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是(　　) A．做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的 B．做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上 C．物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快 D．物体所受合外力为零时，可能处于匀速直线运动状态 AD　[做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿第二定律知，它所受合外力是恒定不变的，故选项A正确；由牛顿第二定律可知，加速度与合外力方向相同，与速度不一定在同一