4.3 牛顿第二定律 导学案 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

3．牛顿第二定律 108 学科网（北京）股份有限公司 1、 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 ，跟它的质量成 ，加速度的方向跟作用力的方向 。 2．牛顿第二定律表达式是什么？其中F 的物理含义是什么？ 3．在F=kma关系中，k的选取可以是任意的吗？取k=1时需要满足哪些条件？ 1．判断题 （1）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。 （） （2）公式F=ma中，各量的单位可以任意 选取。 ( ) （3）物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合力的大小决定，与物体的速度大小无关。 （ ） （4）物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定，与速度方向无关。 （ ） 4． 甲、乙两位同学正在讨论加速度的决定因素，甲说“由可知物体的加速度a与Δv成正比，与Δt成反比”，乙说“由知物体的加速度a与F成正比，与m成反比”。你认为哪一种说法是正确的？ 两个加速度公式的区别 (1)是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法。 (2)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。 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 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 加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失 同体性 中，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 【例题1】下列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.加速度的方向与合力的方向和运动方向都一致 D.当外力停止作用时，加速度随之消失 对牛顿第二定律表达式及变形式理解的常见误区 （1）认为质量与力成正比，与加速度成反比。物体的质量m是由自身决定的，与物体所受的合力和运动的加速度无关。不能根据得出的结论。 （2）认为作用力与m和a都成正比。物体所受合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。不能由F=ma得出F∝m,F∝a 的结论。 例2 如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合力的变化情况是（） A.合力变小，速度变小 B.合力变小，速度变大 C.合力先变小后变大，速度先变大后变小 D.合力先变大后变小，速度先变小后变大 知识点二 牛顿第二定律的应用 思考： 赛车以其风驰电掣的速度给观众带来莫大的视觉享受，这种赛车比一般的小汽车质量小得多，动力大得多。赛车为何设计得质量小，动力大？这对比赛有何益处？ 应用牛顿第二定律解题的步骤 （1）确定研究对象。 （2）进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动的示意图。 （3）求合力F或加速度a。 （4）根据F=ma列方程求解。 例3 小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为。第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下（小狗不与滑梯接触），加速度为下列说法正确的是( ) A. B. C. D.无法判断 随堂练习 1.（牛顿第二定律的理解）关于牛顿第二定律，下列说法正确的是( ) A.公式F=ma 中，各量的单位可以任意选取 B．使质量是1kg的物体产生1.5m/s的加速度的力为1N C.公式F=ma 中，a实际上是作用于物体上每一个力所产生的加速度的矢量和 D.物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致 2.（多选）（牛顿第二定律的理解与应用）一辆小车在水平面上运动，悬挂的摆 球相对小车静止并与竖直方向成θ角，如图所示，下列说法正确的是( ) A.小车一定向左做匀加速直线运动 B.小车的加速度大小为gtanθ，方向水平向左 C.悬绳的拉力一定大于小球的重力 D.小球所受合力方向一定向右 3.（牛顿第二定律的简单应用）一架战斗机的质量，在跑道上滑行时发动机的推力N，战斗机受到的阻力为重力的，g取，求： （1）战斗机在跑道上滑行时加速度a的大小。 （2）由静止开始加速滑行5s时速度的大小 108 学科网（北京）股份有限公司 $