第4章 第3节 牛顿第二定律（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（粤教版2019）

第三节　牛顿第二定律

1．传统实验条件下，很难直接测出任一时刻的加速度，而通过数据采集器可以做到．

2．实验装置图

3．用计算机描绘质量相同，拉力不同时的v­t图像和拉力相同，质量不同时的v­t图像．

4．得出结论：a∝F，a∝．

1．内容：物体的加速度与物体所受到的作用力成正比、与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同．

2．表达式F＝ma，其中力F为物体受到的合外力．

[思考]

静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在拉力刚开始作用的瞬间，物体是否立即有加速度？是否立即有较大速度？

提示　力是产生加速度的原因，力与加速度具有瞬时对应关系，故在力刚开始作用的瞬间，物体立即获得加速度；但由公式Δv＝aΔt可知，必须经过一段时间加速，物体才能获得较大速度．

探究点一　对牛顿第二定律的理解

物体的合外力增大，加速度是否一定增大？速度是否一定增大？

提示　物体的加速度一定增大，速度不一定增大．

1．合外力与加速度的关系

2．力与运动的关系

3．牛顿第二运动定律的五个性质

如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧．现对物体施加一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是(　　)

A．速度增大，加速度增大

B．速度增大，加速度减小

C．速度先增大后减小，加速度先减小后增大

D．速度先增大后减小，加速度先增大后减小

[思路点拨]　加速度的变化要看所受合外力的变化，而速度的变化要看速度方向与加速度方向之间的关系，所以此题最好先找出物体A运动过程中的平衡位置，然后再分析平衡位置左右两侧各物理量的变化情况．

C　[力F作用在A上的开始阶段，弹簧弹力kx较小，合力与速度方向同向，物体速度增大，而合力(F－kx)随x增大而减小，加速度也减小，当F＝kx以后，随物体A向左运动，弹力kx大于F，合力方向与速度反向，速度减小，由kx－F＝ma知加速度a随x的增大而增大．综上所述，只有C正确．]

 [训练1]　(多选)对牛顿第二定律的理解正确的是(　　)

A．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

B．合力产生的加速度，可认为作用于物体上的每个力所产生的加速度的矢量和

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

BCD　[力是产生加速度的原因，A项因果关系颠倒，故A错；合力产生的加速度与每个分力产生的加速度的合加速度是相同的，只是矢量合成的先后差别，故B对；a与F的方向时时刻刻都相同，故C对；加速度与外力是瞬时对应关系，外力停止作用，加速度同时消失，故D对．]

探究点二　牛顿第二定律的应用

求加速度的两种常用方法

(1)合成法：当物体仅受两个力作用处于加速状态时，首先确定研究对象，画出受力分析图，将两个力根据力的平行四边形定则合成，直接求出合力，再根据牛顿第二定律列式求加速度．

(2)正交分解法：当物体受多个力作用处于加速状态时，常用正交分解法求物体所受的合力，再应用牛顿第二定律求加速度．为减少矢量的分解以简化运算，建立坐标系时，可有如下两种方法：