第五章 第3节 牛顿第二运动定律（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（鲁科版2019）

第3节　牛顿第二运动定律 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 1.通过分析探究实验的数据，能够得出牛顿第二定律的数学表达式F＝kma，并准确表述牛顿第二定律的内容． 2．能根据1 N的定义，理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F＝kma变成F＝ma的，体会单位的产生过程． 3．从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律，理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁． 4．会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题． 5．能用牛顿运动定律解决两类主要问题 通过牛顿第二定律表达式的得出．培养学生分析数据、从数据获取规律的能力． 通过解决实际问题，体会物理的实用价值，培养学生关注生活、关注实际的态度． 知识点一 牛顿第二运动定律及其意义 1.内容 物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度方向与合外力方向相同． 2．表达式 (1)比例式：F＝kma，式中k是比例系数，F是物体所受的合外力． (2)国际单位制中：k＝1, F＝ma． 3．单位“牛顿”的定义 使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度所用的力为1 kg·m/s2, 1 N＝1 kg·m/s2. 1．由牛顿第二定律知，合力大的物体的加速度一定大．(　×　) 2．物体的加速度大，说明它的质量一定小．(　×　) 3．由牛顿第二定律可知，物体的质量与物体所受合外力成正比，与物体的加速度成反比．(　×　) 知识点二 国际单位制 1.国际单位制 (1)基本单位：在力学中有米(m)(长度单位)、千克(kg)(质量单位)、秒(s)(时间单位). (2)导出单位：根据物理学关系式由基本量推导出的其他物理量的单位为导出单位． (3)单位制：基本单位与导出单位一起组成单位制． 2．意义与作用 用公式计算的时候，所列的等式中就不必一一写出每个物理量的单位，只要在计算结果的数据后面写出所求量的单位即可． 3．竖直上抛 (1)条件：①具有竖直向上的初速度．②只受重力． (2)运动性质：初速度v0≠0、加速度a＝g的匀变速直线运动． (3)基本规律 ①速度公式：v＝v0－gt. ②位移公式：h＝v0t－gt2. ③速度位移关系式：v2－v＝－2gh. ④上升的最大高度：H＝. ⑤上升到最高点所用时间：t＝. 1．力学单位制中，国际单位制的基本单位有千克、米、秒. (　√　) 2．在力学问题的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位. (　×　) 3．一个物理量的单位若用两个或两个以上的基本单位的符号表示，这个物理量的单位一定是导出单位．(　√　) 探究点一　牛顿第二定律的理解　(运动观念之形成) ►情境探究 在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛，增加了室内的美感．一磁性冰箱贴贴在冰箱的表面上静止． 探究：(1)分析冰箱贴受哪些力？是否有加速度？ (2)若把冰箱贴拿在手里，猛一松手，它是否立即有加速度？若有加速度，请指明其方向？ 提示：(1)冰箱贴受重力和竖直向上的摩擦力，磁力和弹力，它们分别是两对平衡力，合力为零，加速度为零． (2)猛一松手，冰箱贴受重力和空气阻力，合力竖直向下，立即有了竖直向下的加速度． ►探究归纳 1．牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素． 2．牛顿第二定律的五点说明 因果性 只要物体所受合外力不为0(无论合外力多么小)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因 矢量性 物体加速度的方向与物体所受合外力的方向总是相同的，加速度的方向由合外力的方向决定 瞬时性 物体的加速度与物体所受合外力总是同时存在、同时变化、同时消失的，所以牛顿第二定律反映的是力的瞬时作用效果 同一性 F、m、a三者对应同一个物体 独立性 作用在物体上的每个力都将独立产生各自的加速度，且遵从牛顿第二定律，物体的实际加速度为每个力产生的加速度的矢量和．分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即Fx＝max，Fy＝may ►对点例练 (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 CD　解析：虽然F＝ma表示牛顿第二定律，但F与a无关，因a是由m和F共同决定的，即a∝且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；a与F的方向永远相同．综上所述，可知选项A、B错误，C、D正确． [训练1] (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