2022高中物理 第四章 牛頓運動定律 4.5 深入理解牛頓第二定律學案 新人教版必修1

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1、2022高中物理 第四章 牛頓運動定律 4.5 深入理解牛頓第二定律學案 新人教版必修1 一、 考點突破 此部分內(nèi)容在高考物理中的要求如下： 知識點 考綱要求 題型 分值 牛頓第二定律 理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達式及性質(zhì) 各題型均有涉及 6～15分 二、重難點提示 重點：牛頓第二定律的內(nèi)容的理解。 難點：牛頓第二定律的應用。 1. 牛頓第二定律的內(nèi)容：物體加速度的大小跟它所受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向與作用力的方向相同。 2. 牛頓第二定律的表達式：F＝ma，F(xiàn)與a具有瞬時對應關(guān)系。 【重要提示】牛頓第二定律的適用范圍

2、①只適用于慣性參考系，即相對于地面靜止或勻速直線運動的參考系； ②只適用于解決宏觀物體的低速運動問題，不能用來處理微觀粒子的高速運動問題。 3. 力學單位制 （1）單位制由基本單位和導出單位共同組成； （2）力學單位制中的基本單位有質(zhì)量（kg）、長度（m）和時間（s）； （3）導出單位有N、m/s、m/s2等。 例題1 在光滑的水平面上做勻加速直線運動的物體，當它所受的合力逐漸減小而方向不變時，物體的（ ） A. 加速度越來越大，速度越來越大 B. 加速度越來越小，速度越來越小 C. 加速度越來越大，速度越來越小 D. 加速度越來越小，速度越來越

3、大 思路分析：開始時物體做勻加速直線運動，說明合力方向與速度方向相同。當合力逐漸減小時，根據(jù)牛頓第二定律可知，物體的加速度在逐漸減小。但合力的方向始終與物體運動的方向相同，物體仍做加速運動，速度仍在增加，只是單位時間內(nèi)速度的增加量在減小，即速度增加得慢了。正確選項為D。 答案：D 例題2 如圖所示，一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上的O點，自由伸長到B點。用一小物體m把彈簧壓縮到A點（m與彈簧不連接），然后釋放，小物體經(jīng)B點脫離彈簧后運動到C點而靜止。小物體m與水平面間的動摩擦因數(shù)μ恒定，則下列說法中正確的是（ ） A. 物體從A到B速度越來越大 B. 物體從A到B速

4、度先增加后減小 C. 物體從A到B加速度越來越小 D. 物體從A到B加速度先減小后增加 思路分析：物體從A到B的過程中水平方向一直受到向左的滑動摩擦力Ff=μmg，大小不變；還一直受到彈簧向右的彈力，從最大值逐漸減小為0。開始時，彈力大于摩擦力，合力向右，物體向右加速，隨著彈力的減小，合力越來越小，加速度也逐漸減??；到A、B間的某一位置時，彈力和摩擦力大小相等、方向相反，合力為0，加速度也為0，速度達到最大；隨后，摩擦力大于彈力，合力與加速度增大但方向向左，合力方向與速度方向相反，物體開始做減速運動。所以，小物體由A到B的過程中，先做加速度減小的加速運動，后做加速度增加的減速運動

5、，正確選項為B、D。 答案：BD 例題3 轎車的加速度大小是衡量轎車加速性能的一項重要指標，近年來，一些高級轎車的設計師在關(guān)注轎車加速度的同時，提出了一個新的概念，叫做“加速度的變化率”，用“加速度的變化率”這一新的概念來描述轎車加速度隨時間變化的快慢。轎車的加速度變化率越小，乘坐轎車的人感覺越舒適。下面四個單位中，適合做加速度變化率單位的是（　?。? A. m/s B. m/s2 C. m/s3 D. m/s4 思路分析：，故速度單位為：米/秒； ，故速度變化量的單位為：米/秒； ，故速度變化率的單位為：米/秒2； ，故加速度變化率的單位為：米/秒3。

6、 例題4 有一個恒力能使質(zhì)量為m1的物體獲得3m/s2的加速度，如將其作用在質(zhì)量為m2的物體上能產(chǎn)生1.5m/s2的加速度。若將m1和m2合為一體，該力能使它們產(chǎn)生多大的加速度？ 思路分析：由牛頓第二定律F＝ma可得， 以m1為研究對象，有F=m1a2； 以m2為研究對象，有F=m2a2； 以m1、m2整體為研究對象，有F=（m1+m2）a'。 由以上三式解得m1、m2整體的加速度 m/s2=1 m/s2。 答案：1 m/s2 【綜合拓展】牛頓第二定律的“五個性質(zhì)” 矢量性 公式F＝ma是矢量式，任一時刻，F(xiàn)與a總同向 瞬時性 a與F對應同一時刻，即a為某時

7、刻的加速度時，F(xiàn)為該時刻物體所受的合外力 因果性 力F是產(chǎn)生加速度a的原因，加速度a是力F作用的結(jié)果 同一性 （1）加速度a與力F是相對同一個慣性系的（一般指地面） （2）F＝ma中，F(xiàn)、m、a對應同一個物體或同一個系統(tǒng) （3）F＝ma中，各量統(tǒng)一使用國際單位 獨立性 （1）作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都滿足F＝ma （2）物體的實際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和 （3）力和加速度在各個方向上的分量也滿足F＝ma，即Fx＝max，F(xiàn)y＝may 【高頻疑點】應用牛頓第二定律的解題步驟 （1）明確研究對象。根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體； （

8、2）分析物體的受力情況和運動情況。畫好受力分析圖，明確物體的運動性質(zhì)和運動過程； （3）選取正方向或建立坐標系。通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標軸的正方向； （4）求合外力F合； （5）根據(jù)牛頓第二定律F合＝ma列方程求解，必要時還要對結(jié)果進行討論。 【滿分訓練】建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料，質(zhì)量為70.0 kg的建筑工人站在地面上，通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度提升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則建筑工人對地面的壓力大小為（g取10 m/s2）（　?。? A. 510 N B. 490 N C. 890 N D. 910 N 思路分析：設建筑材料的質(zhì)量為m，加速度的大小為a，選取建筑材料為研究對象，進行受力分析，如下圖 由牛頓第二定律得，解得； 設地面對建筑工人的支持力為FN，建筑工人的質(zhì)量為M，選取建筑工人為研究對象，進行受力分析，如下圖 由平衡條件得，解得FN＝490 N 根據(jù)牛頓第三定律可得建筑工人對地面的壓力大小為FN′＝FN＝490 N，B正確。 答案：B