滬科版物理高一上3-B《牛頓第二定律》輔導講義

1、2019最新滬科版物理高一上3-B牛頓第二定律輔導講義課 題牛頓第二定律教學目的1、掌握牛頓第二定律的文字內容和數(shù)學公式；2、理解公式中各物理量的意義及相互關系。3、知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。4、會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算。教學內容課前回顧1 .物體運動狀態(tài)變化的快慢 ，也就是物體的大小，與物體的有關，還與物體有關.物體的質量一定時，受力越大，其加速度就;物體的受力一定時，質量越小，加速度就.2 .探究加速度與力的定量關系時 ，應保持物體不變，測量物體在的加速度；探究加速度與質量的關系時應保持物體 不變，測量不向質量的物體在 的加速度，這種研究問題的方法叫 法.

2、3 .在該探究實驗中，我們猜想物體的加速度與它所受的力成 ，與質量成，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖象和圖象，都應是過原點的直線.知識梳理一、牛頓第二定律1 .定律的表述：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同,即F=ma (其中的F和m a必須相對應)特別要注意表述的第三句話。因為力和加速度都是矢量，它們的關系除了數(shù)量大小的關系外 ，還有方向之間的關系。明確力和加速度方向，也是正確列出方程的重要環(huán)節(jié)。若F為物體受的合外力,那么a表示物體的實際加速度；若 F為物體受的某一個方向上的所有力的合力 ,那么a 表示物體在該方向上的分加速度；若 F為物體受的若干

3、力中的某一個力 ，那么a僅表示該力產(chǎn)生的加速度,不是物體 的實際加速度。2 .對定律的理解：(1)瞬時性：加速度與合外力在每個瞬時都有大小、方向上的對應關系，這種對應關系表現(xiàn)為：合外力恒定不變時，加速度也保持/、變。合外力變化時加速度也隨之變化。合外力為零時，加速度也為零（2）矢量性：牛頓第二定律公式是矢量式。公式只表示加速度與合外力的大小關系.矢量式的含義在于加速度的方向與合外力的方向始終一致.（3）同一性：加速度與合外力及質量的關系，是對同一個物體（或物體系）而言 ，即F與a均是對同一個研究對象而言.（4）相對性；牛頓第二定律只適用于慣性參照系3 .牛頓第二定律確立了力和運動的關系牛頓第二

4、定律明確了物體的受力情況和運動情況之間的定量關系。聯(lián)系物體的受力情況和運動情況的橋梁或紐 帶就是加速度。4 .應用牛頓第二定律解題的步驟明確研究對象?？梢砸阅骋粋€物體為對象，也可以以幾個物體組成的質點組為對象。設每個質點的質量為mi,對應的加速度為 ai,貝U有：F 合=m1a1+m2a2+m3a3+ +mnan對這個結論可以這樣理解：先分別以質點組中的每個物體為研究對象用牛頓第二定律：匯F1=m1a1,匯F2=m2a2,匯Fn=mnan,將以上各式等號左、右分別相加，其中左邊所有力中，凡屬于系統(tǒng)內力的，總是成對出現(xiàn)并且大小相等方向相反的，其矢量和必為零，所以最后得到的是該質點組所受的所有外力

5、之和，即合外力F。對研究對象進行受力分析。同時還應該分析研究對象的運動情況（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力圖旁邊畫出來。若研究對象在不共線的兩個力作用下做加速運動，一般用平行四邊形定則（或三角形定則）解題；若研究對象在不共線的三個以上的力作用下做加速運動，一般用正交分解法解題（注意靈活選取坐標軸的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。當研究對象在研究過程的不同階段受力情況有變化時，那就必須分階段進行受力分析，分階段列方程求解。5 、超重和失重問題升降機中人 m =50kg,a=2 m/s向上或向下，求秤的示數(shù)N I 1 、 靜止或勻速直線 N = mg視重=重力平衡” （1

6、 r a = 02、向上加速或向下減速，a向上N mg= maa1. Nl= mg+ ma |視重重力超重| ） 'I向下加速或向上減速，a向下mg N= maN= mg- ma視重(重力失重3、 如果a=g向下，則N= 0 臺秤無示數(shù)完全失重一、/» 注息：、物體處于“超重”或“失重”狀態(tài) ，地球作用于物體的重力始終存在，大小也無變化；、發(fā)生“超重”或“失重”現(xiàn)象與物體速度方向無關，只決定于物體的加速度方向；、在完全失重狀態(tài)，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象完全消失。如單擺停擺、浸在水中的物體不受浮力 等。二、牛頓定律的適用范圍：(1)只適用于研究慣性系中運動與力的關系，不能用

7、于非慣性系；(2)只適用于解決宏觀物體的低速運動問題，不能用來處理高速運動問題；(3)只適用于宏觀物體，一般不適用微觀粒子。典型例題分析例1.輕質彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小球，電梯中有質量為50kg的乘客如圖6所示，在電梯運行時乘客發(fā)現(xiàn)輕質彈簧的伸長量是電梯靜止時的一半，取g=10m/s2這一現(xiàn)象表明().A.電梯此時可能正以1m/s2的加速度大小加速上升，也可能是以1m/s2加速大小減速上升B.電梯此時不可能是以 1 m/s2的加速度大小減速上升，只能是以5 m/s2的加速度大小加速下降C.電梯此時可能正以 5m/s2的加速度大小加速上升，也可能是以5m/s2大小的加

8、速度大小減速下降D.不論電梯此時是上升還是下降 ，加速還是減速，乘客對電梯地板的壓力大小一定是250N例2.如圖所示，一條輕繩兩端各系著質量為m和m2的兩個物體，通過定滑輪懸掛在車廂頂上 ,mi>m2,繩與滑輪的m2m廠3mf摩擦忽略不計.若車以加速度a向右運動，mi仍然與車廂地板相對靜止，試問：(1)此時繩上的張力 T.(2)m i與地板之間的摩擦因數(shù)科至少要多大？例3.如圖所示，光滑水平面上放置質量分別為m 2m和3m的三個木塊，其中質量為2m和3m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為T?，F(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質量為3m的木塊，使三個木塊以同一加速度運動，則以下說

9、法正確的是()3 / 7A.質量為2m的木塊受到四個力的作用B .當F逐漸增大到 T時，輕繩剛好被拉斷C.當F逐漸增大到1.5T時，輕繩還不會被拉斷 D .輕繩剛要被拉斷時，質量為m和2m的木塊間的摩擦力為_2T例4.如圖所示，繩子不可伸長，繩和滑輪的重力不計，摩擦不計.重物A和B的質量分別為 m和m,求當左邊繩上端剪斷后，兩重物的加速度.例5如圖所示，質量為M= 10kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上，滑動摩擦系數(shù) -0.02,在木楔的傾角 0= 30。的斜面上，有一質量m= 1kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑.當滑行路程s = 1.4m時,其速度v=1.4m/s,在這過程中木AB楔沒有動，

10、求地面對木楔的摩擦力的大小和方向例6.如圖所示，傳送帶上表面水平運動，可以把質量m=20kg的行李包沿水平方向送上平板小車的左端.小車的質量M=50kg,原來靜止停在光滑的水平面上，行李包與小車平板間的動摩擦因數(shù)是0.4,小車長1-5m.如果傳送帶將行李包以vi=2.8m/s的速度送上小車，問在這種情況下，行李包在小車上相對于平板車滑行的時間是多少例7.如圖所示，質量為M的木板上放著一質量為7 / 7的動摩擦因數(shù)為陷加在小板上的力F為多大，才能將木板從木塊下抽出？例8.質量為10 kg的物體在F= 200 N的水平推力作用下，從粗糙斜面的底端由靜止開始沿斜面運動，斜面固定不動，與水平地面的夾角

11、0 =37°力F作用2秒鐘后撤去，物體在斜面上繼續(xù)上滑了1.25秒鐘后，速度減為零.求：物體與斜面間的動摩擦因數(shù)科和物體的總位移 S. (已知sin37 o=0. 6,cos37 °= 0. 8,g = 10 m/s 2)課后鞏固運動問題1 .在粗糙的水平面上，物體在水平推力作用下由靜止開始作勻加速直線運動，作用一段時間后，將水平推力逐漸減小到零，則在水平推力逐漸減小到零的過程中().(A)物體速度逐漸減小，加速度逐漸減小(B)物體速度逐漸增大，加速度逐漸減小(C)物體速度先增大后減小,加速度先增大后減小(D)物體速度先增大后減小,加速度先減小后增大2 .物體在三個共點力的

12、作用下處于靜止狀態(tài),將其中一個力減小為零的過程中，物體做 運動；此后再將這 個力恢復到原值的過程中,物體做 運動；最后物體的運動情況是 。3 .如圖所示，均勻板可繞中點 。轉動，兩人站在板上時，板恰能水平靜止，AO=2BO.若兩人在板上同時開始作初速為零的勻加速運動，板仍保持靜止，關于人1和人2的運動方向，加速度的大小，下列判斷中正確的是().(D) 相背運動，a1：a 2=4:1(A)相向運動，ai：a 2=1:4(B)相背運動,a i：a 2=2:1(C) 相向運動,a i：a 2=2:1整體法與隔離法4 .如圖所示，五塊完全相同的木塊并排放在水平地面上，它們與地面間的摩擦不計.當用力F推

13、1使它們共同加速運動時，第2塊木塊對第3塊木塊的推力為 .-5 .如圖所示，質量不等的木塊 A和B的質量分別為 m和m2,置于光滑的水平面上.當水平力 作用于左端A上，兩物體一起作勻加速運動時，A、B間作用力大小為F1.當水平力F作用于右端).上，兩物體一起作勻加速運動時，A、B間作用力大小為F25U(C)在兩次作用過程中，F(xiàn)1+F2=F(D)在兩次作用過程中,F1_ m 1F2一 m 2F6.如圖所示，物體P置于水平面上，用輕細線跨過質量不計的光滑定滑輪連接一個重力G=10N的重物，物體P向右運動的加速度為a"若細線下端不掛重物，而用F=10N的力豎直向下拉細線下端，這時物體P的加

14、速度為22,則().(A)a 1>a2(B)a 1=a2(C)a1<a2(D)條件不足，無法判斷7.如圖所示，在固定的光滑水平地面上有質量分別為質彈簧相連接，用水平向右的外力 F推A,彈簧穩(wěn)定后，A、mA和m1的木塊 A B.A、B之間用輕一a kvwfTB一起向右作勻加速直線運動，加速 (A)在兩次作用過程中，物體的加速度的大小相等(B)在兩次作用過程中，F(xiàn)1+F2<F度為a以向右為正方向.在彈簧穩(wěn)定后的某時刻，突然將外力F撤去，撤去外力的瞬間，木塊A的加速度是aA=小塊B的加速度是aB=.超重與失重8 .勻速上升的升降機頂部懸有一輕質彈簧，彈簧下端掛有一小球.若升降機突然

15、停止，在地面上的觀察者看來，小球在繼續(xù)上升的過程中(A.速度逐漸減小.B.速度先增大后減小.C.加速度逐漸增大.D.加速度逐漸減小.9某超市，一位顧客推著一輛裝有許多商品的貨車勻加速前進,加速度為a ,顧客對車的推力為F。貨車內有一質,木塊,扶梯與水平面問的夾角為 0,A.ma.B. pmg.C.(rn(g+asin 0).D.macos 0.,兩繩的拉力大小分別為Ta和13如圖所示，在車廂內用傾斜繩 A和水平繩B同系一個小球，車廂向右作加速運動Tb.現(xiàn)使車廂向右作加速運動的加速度增大，則兩繩拉力大小的變化情況是A.TA變小.B.Ta不變.C.Tb變大.D.Tb不變.14如圖所示，升降機以加速

16、度a加速下降，升降機內有一傾角為”的粗糙斜面，質量為m的物體與斜面相對靜止則斜面對物體的支持力大小為A. m(ga)cos 0.B.mgcos aB. C.m(g+a)cos 0.D.mgcos Dmasin 0.JI量為m的哈密瓜所受周邊其他商品的總作用力大小為10 .如圖所示，質量為m的物塊A緊貼著小車的豎直壁，它們之間的動摩擦因數(shù)為出 小車運動時，A相對于車以g/2的加速度沿壁加速下滑，則小車的加速度大小為 方向為11 .如圖所示，小車上有一豎直桿，總質量為M,桿上套有一塊質量為m的木塊，桿與木塊間的動摩擦因數(shù)為出小車靜止時木塊可沿桿自由滑下.問：必須對小車施加多大的水平力讓車在光滑水平

17、面上運動時 才能勻速下滑？12 .如圖所示，質量為m的人在自動扶梯上，已知鞋底與扶梯間的滑動摩擦系數(shù)為盧 假定人隨扶梯以加速度 a一起向上加速運動，這時人受到的摩擦力大小是15 .不計質量的細繩依次連接兩個質量不同的小球，上面的小球質量較大些，懸掛在密閉圖2 9車廂的頂上.當車廂向左勻加速運動時，圖中能正確反映上、下兩段細繩與豎直方向的關系的是（）16、如圖2-9天花板上用細繩吊起兩個用輕彈簧相連的兩個質量相同的小球。兩小球均保持靜止。當突然剪斷細繩時，上面小球A與下面小球B的加速度為A. ai=g a2=gB . ai=2g a2=g C . ai=2g a 2=0D. ai=0 a2=g17有一只質量為 m的小貓，豎直跳上一根用細線懸掛起來的質量為M的長木柱上。當貓?zhí)夏局?，細線斷裂，此時貓要與地面保持不變的高度，在此過程中，貓要使木柱對地面的加速度為 18.某同學找了一個用過的“易拉罐”在靠近底部的側面打了一個洞，用手指按住洞，向罐中裝滿水，然后將易拉罐豎直向上拋出，空氣阻力不計，則下列說法