第四章 第三节　牛顿第二定律-【正禾一本通】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）

(2) 　　　　　 第三节 牛顿第二定律　　　► 对应学生用书P105 【课程标准】　1.理解牛顿第二定律。 2．能用牛顿第二定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。 知识点一 | 牛顿第二定律及力的单位 　　　　　　　　　　　　　　　　 教材新知梳理 一、牛顿第二定律的表达式 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，其中力F指的是物体所受的合力。 二、力的单位 1．力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N。 2．“牛顿”的定义：使质量为1__kg的物体产生1__m/s2的加速度的力叫作1 N，即1 N＝1__kg·m/s2。 3．公式F＝kma中k的取值 (1)k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。 关键核心突破 [情境导思] 1．从牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，可是生活中我们用力提一个很重的箱子时，会出现提不动它的现象，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？ 提示：不矛盾。当物体受到几个力共同作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，但物体表现出来的加速度却只有一个，即各个力产生加速度的矢量和，箱子没有被提动说明箱子的合加速度为零，并不是这个力没有产生加速度。 2．为什么专业赛车的质量比一般的小汽车质量小得多，而且还安装一个功率很大的发动机？ 提示：为了提高赛车的灵活性。减小车身的质量和增大发动机动力都是为了获得较大的加速度，使得加速、减速过程更加快捷，从而提高赛车的机动灵活性，这样有益于提高比赛成绩。 [要点培优] 1．对牛顿第二定律的理解 (1)公式F＝ma中，若F是合力，加速度a为物体的实际加速度；若F是某一个力，加速度a为该力产生的加速度。 (2)a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。 (3)F、m、a三个物理量的单位都为国际单位制中的单位时，才有公式F＝kma中k＝1，即F＝ma。 2．牛顿第二定律的六个性质 性质 理解 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 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 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 同体性 F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的 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 相对性 物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系 3.合外力、加速度、速度的关系 (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。加速度与合外力方向相同，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，物体做加速直线运动，相反时物体做减速直线运动。 (3)两个加速度公式的区别：a＝是加速度的定义式，是由比值定义法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无必然联系；a＝是加速度的决定式，物体的加速度由其受到的合外力和质量决定。 题组应用培优 [例1] (多选)对牛顿第二定律的理解正确的是(　　) A．由F＝ma可知，F与a成正比，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．当外力停止作用时，加速度随之消失 解析：选CD。F＝ma是牛顿第二定律的表达式，F是物体受到的合外力，与a、m无关，m是物体的固有属性，与a无关；当物体受到外力作用时，不一定产生加速度；a与F同时产生、同时消失、同时改变；a与F的方向相同。综上所述，可知选项A、B错误，C、D正确。 【误区警示】　理解牛顿第二定律的三个误区 1．误区一：认为先有力，后有加速度。物体的加速度和合外力是同时产生的，不分先后，但有因果性，力是产生加速度的原因，没有力就没有加速度。 2．误区二：认为质量与力成正比，与加速度成反比。不能根据m＝得出m∝F、m∝的结论，物体的质量m是由自身决定的，与物体所受的合外力和运动的加速度无关。 3．误区三：认为作用力与m和a都成正比。不能由F＝ma得出F∝m、F∝a的结论，物体所受合外力的大小是由物体的受力情况决定的，与物体的质量和加速度无关。 [训练]1.关于运动和力的关系，下列说法中正确的是(　　) A.物体的速度为零时，它受到的合外力一定为零 B.物体运动的速度越大，它受到的合外力一定越大 C.物体受到的合外力越大，其速度