专题4.3 牛顿第二定律、力学单位制【讲】---2023-2024学年高一物理同步讲练测

专题4.3 牛顿第二定律、力学单位制【讲】 一．讲素养目标 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式。 2.理解公式中各物理量的意义及相互因果关系。 3.会用牛顿第二定律公式进行有关计算。 4.知道力学中的几个基本物理量：质量、时间、长度，以及它们的基本单位：千克、秒、米。 5.知道力学中其他物理量的单位都是可以用基本单位导出，并会推导。 6.知道单位制和国际单位制。能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际单位制单位。 7.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法。 1.科学思维 (1)能对动力学问题进行分析和推理，获得结论；能利用牛顿第二定律相关的证据表达自己的观点。 (2)了解基本单位与导出单位的区别，并进行简单的推理。 2.关键能力 分析推理能力 二．讲考点与题型 【考点一】对牛顿第二定律的理解 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 加速度与合外力是瞬时对应关系，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.力与运动的关系 【例1】(多选)关于牛顿第二定律，下列说法正确的是(　　) A．加速度和力是瞬时对应关系，即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失的 B．物体只有受到力的作用时，才有加速度，才有速度 C．任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，也总与速度的方向相同 D．当物体受到几个力的作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的矢量和 【素养提升】本题考查的核心素养是物理观念。 【规律方法】理解牛顿第二定律的三个误区 (1)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)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)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。 【变式训练1】 (多选)关于速度、加速度、合力的关系，下列说法正确的是(　　) A.原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度 B.加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同 C.在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的 D.合力变小，物体的速度一定变小 【变式训练2】如图所示，在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则(　　) A．物体同时具有加速度和速度 B．物体立即获得加速度，速度仍为零 C．物体立即获得速度，加速度仍为零 D．物体的速度和加速度均为零 【考点二】牛顿第二定律的简单应用 1．牛顿第二定律的用途：牛顿第二定律是联系物体受力情况与物体运动情况的桥梁。根据牛顿第二定律，可由物体所受各力的合力，求出物体的加速度；也可由物体的加速度，求出物体所受各力的合力。 2．应用牛顿第二定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象。 (2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程。 (3)求出合力或加速度。 (4)根据牛顿第二定律列方程求解。 3．两种根据受力情况求加速度的方法 (1)矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物体所受合力的方向。 (2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法分别求物体在x轴、y轴上的合力Fx、Fy，再应用牛顿第二定律分别求加速度ax、ay。在实际应用中常将受力分解，且将加速度所在的方向选为x轴或y轴，有时也可分解加速度，即 【例2】如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角θ＝37°，小球和车厢相对静止，