2022年高中物理 第四章 牛頓第二定律學(xué)案 新人教版必修1 教學(xué)方法：學(xué)案導(dǎo)學(xué) 一、 自主學(xué)習(xí)效果檢測(cè) （一）牛頓第二定律 1.內(nèi)容 物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成______，加速度的方向跟作用力的方向__ ___。 2.表達(dá)式 __ _____，其中F為物體所受的__ ___。 3．適用范圍 （二）力的單位 1.公式F=ma成立的條件 單位必須統(tǒng)一為___ __單位制中相應(yīng)的單位。 2.力的國(guó)際單位 國(guó)際單位制中，力的單位是__ ___，符號(hào)是_ __，使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力，稱為1 N，即1 N=___________。 【判一判】 (1)物體加速度的大小由物體的質(zhì)量和物體所受合外力大小決定，與物體的速度大小無(wú)關(guān)。( ) (2)物體加速度的方向只由它所受合力的方向決定，與速度方向無(wú)關(guān)。( ) (3)在牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=kma中，比例系數(shù)k在任何情況下都等于1。( ) (4)力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。( ) 二、課堂導(dǎo)學(xué)，小組合作探究 主題一：牛頓第二定律的理解 1.物體所受的合外力F、加速度a、速度v三者在大小和方向上有什么關(guān)系? 2．2.試結(jié)合下表探究牛頓第二定律的六性。 因果性   力是產(chǎn)生_______的原因 同向性  物體加速度的方向與物體所受______的方向總是相同 瞬時(shí)性  物體的加速度與物體所受合力同時(shí)_____，同時(shí)_____，同時(shí) 獨(dú)立性  作用在物體上的每個(gè)力都能獨(dú)立地產(chǎn)生各自的_______ 同體性 加速度、合外力、質(zhì)量是針對(duì)_________而言的 相對(duì)性  物體的加速度必須是對(duì)靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系而言的 【知識(shí)點(diǎn)撥】 牛頓第一定律與牛頓第二定律的關(guān)系 (1)牛頓第一定律以伽利略的理想實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，得出了物體不受力時(shí)遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即物體不受力時(shí)，物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，牛頓第一定律又叫“慣性定律”。 (2)牛頓第一定律指出了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系——力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，在此基礎(chǔ)上人們才能準(zhǔn)確地研究物體受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，所以牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，而不是牛頓第二定律的特例。 (3)牛頓第二定律定量地給出力與物體加速度的關(guān)系，指出力是產(chǎn)生加速度的原因。在相同的外力作用下，質(zhì)量越大的物體加速度越小，說(shuō)明物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變。質(zhì)量相同的物體，受合外力越大時(shí)產(chǎn)生的加速度越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變?cè)矫黠@。 【探究歸納】 牛頓第二定律的理解 1.合外力與加速度的大小關(guān)系是F=ma，力與加速度方向時(shí)刻相同。 2.當(dāng)合外力與速度方向相同時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)合外力與速度方向相反時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)。 3.公式F=ma中F是物體受到的合外力。 【練習(xí)1】(xx·舟山高一檢測(cè))下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的說(shuō)法中，正確的是( ) A.沒(méi)有外力作用時(shí)，物體不會(huì)運(yùn)動(dòng)，這是牛頓第一定律的體現(xiàn) B.物體受力越大，運(yùn)動(dòng)得越快，這是符合牛頓第二定律的 C.合外力發(fā)生改變時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一定會(huì)改變 D.物體所受的合外力不為零時(shí)，物體就一定有加速度 主題二：牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用 1.如果物體受幾個(gè)力的共同作用，求物體的加速度有哪些方法？ 2.根據(jù)牛頓第二定律求加速度，關(guān)鍵是求合力，常用的方法是矢量合成法和正交分解法。試總結(jié)這兩種求合力的方法。 【探究歸納】 應(yīng)用牛頓第二定律求加速度 方法1.求合力再求加速度。 合力的求法：(1)矢量合成法;(2)正交分解法。 方法2.求每個(gè)力產(chǎn)生的加速度，再對(duì)加速度合成。 [課本例題1] 某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)70s停了下來(lái)。汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度是多大？假定試車過(guò)程中汽車受到的阻力不變。 [課本例題2] 光滑水平桌面上有一個(gè)物體，質(zhì)量是2kg，受到互成120°的兩個(gè)水平方向的力F1F2的作用，兩個(gè)力的大小都是10N。這個(gè)物體的加速度多大？ 分析與思考： 1．如何求物體的加速度？ 2．物體共受到哪幾個(gè)力的作用？豎直方向上的兩個(gè)力有什么關(guān)系？ 3．如何求合力？試用合成法和正交分解法求出合力。 【練習(xí)2】(xx·南京高一檢測(cè))如圖所示，質(zhì)量為m的物體受到與水平面成θ角的向下的推力F作用，恰能在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；現(xiàn)將力F方向改為水平，大小不變，仍作用在這個(gè)物體上，求此物體運(yùn)動(dòng)的加速度。 三、分層達(dá)標(biāo)·訓(xùn)練 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】 1.在牛頓第二定律公式F=kma中，比例系數(shù)k的數(shù)值( ) A.在任何情況下都等于1 B.是由質(zhì)量m、加速度a和力F三者的大小所決定的 C.是由質(zhì)量m、加速度a和力F三者的單位所決定的 D.當(dāng)“m”的單位取kg，“a”的單位取m/s2，“F”的單位取N時(shí)等于1 2.(xx·淮安高一檢測(cè))一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，這兩個(gè)力的大小分別為2 N和6 N，當(dāng)兩個(gè)力的方向發(fā)生變化時(shí)，物體的加速度大小不可能為( ) A.1 m/s2 B.2 m/s2 C.3 m/s2 D.4 m/s2 3.靜止在光滑水平面上的物體，受到一個(gè)水平拉力，在力剛開始作用的瞬間，下列說(shuō)法中正確的是( ) A.物體立即獲得加速度和速度 B.物體立即獲得加速度，但速度仍為零 C.物體立即獲得速度，但加速度仍為零 D.物體的速度和加速度仍為零 4.如圖所示，質(zhì)量為10 kg的物體，在水平地面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，與此同時(shí)，物體受到一個(gè)水平向右的拉力F=20 N的作用，則物體的加速度為(g取10 m/s2)( ) A.0 B.2 m/s2，水平向右 C.4 m/s2,水平向右 D.2 m/s2,水平向左 5.力F1作用在物體上產(chǎn)生的加速度a1=3 m/s2，力F2作用在該物體上產(chǎn)生的加速度a2=4 m/s2，則F1和F2同時(shí)作用在該物體上，產(chǎn)生的加速度的大小不可能為( ) A．7 m/s2 B．5 m/s2 C．1 m/s2 D．8 m/s2 6.(xx·荊門高一檢測(cè))如圖所示，車沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，車廂內(nèi)懸掛在車頂上的小球懸線與豎直方向的夾角為θ。放在車廂底板上的物體A跟車廂相對(duì)靜止。A的質(zhì)量為m，則A受到的摩擦力的大小和方向是( ) A.mgsinθ,向右 B.mgtanθ，向右 C.mgcosθ,向左 D.mgtanθ,向左 7.用7 N的水平力拉一物體沿水平面運(yùn)動(dòng)，物體可獲得2 m/s2的加速度，若用9 N的水平力拉該物體沿原水平面運(yùn)動(dòng)可使它獲得3 m/s2的加速度，那么用15 N的水平力拉此物體沿原水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，可獲得的加速度為________m/s2，此時(shí)物體受到的摩擦力為________ N。 【能力提升】 8.質(zhì)量為m的物體從高處?kù)o止釋放后豎直下落，在某時(shí)刻受到的空氣阻力為f，加速度為a=g，則f的大小是( ) A.mg B.mg C.mg D.mg 9.(xx·佛山高一檢測(cè))如圖所示，沿平直軌道運(yùn)動(dòng)的火車車廂中有一光滑的水平桌面，桌面上有一彈簧和小球，彈簧左端固定，右端拴著小球，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)彈簧的長(zhǎng)度變短，關(guān)于彈簧長(zhǎng)度變短的原因，以下判斷中正確的是( ) A．可能火車向右運(yùn)動(dòng)，速度在增加 B．可能火車向右運(yùn)動(dòng)，速度在減小 C．火車可能向左運(yùn)動(dòng)，速度在增加 D．火車可能向左運(yùn)動(dòng)，速度在減小 10.(xx·安溪高一檢測(cè))一個(gè)物體從光滑斜面的頂端由靜止開始下滑，斜面長(zhǎng)10 m，傾角θ=30°，斜面靜止在粗糙的水平地面上，物體的質(zhì)量m=0.4 kg,重力加速度g=10 m/s2.求： (1)物體下滑過(guò)程的加速度有多大? (2)物體從光滑斜面頂端下滑到底端，要用多長(zhǎng)時(shí)間？