牛頓第二定律(學(xué)生)

1、三元整合導(dǎo)學(xué)模式物理學(xué)科導(dǎo)學(xué)稿(學(xué)生版)編號 09班級組別姓名座號主稿人：劉瑞基協(xié)編人：黃日彪 定稿日期：2013/9/7【課題】3.2牛頓第二定律及其運(yùn)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道并理解牛頓二大定律2能夠用牛頓二大定律處理問題，知道國際單位制中的力學(xué)單位【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)： 正確理解、熟練掌握牛頓第二定律及應(yīng)用。理解質(zhì)量與重力的區(qū)別，掌握國際單位制 難點(diǎn)：(1)正確理解力和運(yùn)動的關(guān)系，明確力是產(chǎn)生加速度的原因。通過運(yùn)動情況判斷物體受力。明確牛頓第二定律的含義，熟練掌握和應(yīng)用這一定律【課時(shí)】6個(gè)課時(shí)【學(xué)習(xí)過程】-、知識回顧牛頓第一定律：牛頓第三定律：相互作用力與平衡力的區(qū)別： 二、夯實(shí)基礎(chǔ)利用十分鐘

2、的時(shí)間閱讀步步高第 41頁的基礎(chǔ)知識題組和考點(diǎn)梳理三、核心考點(diǎn)突破對牛頓第二定律的理解矢量性公式F ma疋矢量式，任 時(shí)刻，F(xiàn)與a總冋向瞬時(shí)性a與F對應(yīng)同一時(shí)刻，即 a為某時(shí)刻的加速度時(shí)，F(xiàn)為該時(shí)刻物體所受的合外力因果性F是產(chǎn)生加速度a的原因，加速度 a是F作用的結(jié)果同一性有三層意思：(1)加速度a是相對冋一個(gè)慣性系的(一般指地面);(2)F ma中，F(xiàn)、 m、a對應(yīng)冋一個(gè)物體或冋一個(gè)系統(tǒng)；(3)F ma中，各量統(tǒng)一使用國際單位獨(dú)立性(1)作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都滿足F ma(2)物體的實(shí)際加速度等于每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和(3)力和加速度在各個(gè)方向上的分量也滿足F ma即F

3、x max，F(xiàn)y may受力情況運(yùn)動學(xué)金式|(完成步步高第42頁例1、突破訓(xùn)練1、2)動力學(xué)兩類基本問題分析流程圖2應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟明確研究對象根據(jù)問題的需要和解題的方便， 選出被研究的物體.分析物體的受力情況和運(yùn)動情況畫好受力分析圖, 明確物體的運(yùn)動性質(zhì)和運(yùn)動過程.選取正方向或建立坐標(biāo)系.通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣确较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向. 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(shí)還要對結(jié)果進(jìn)行討論.特別提醒(1)物體的運(yùn)動情況是由所受的力及物體運(yùn)動的初始狀態(tài)共同決定的.無論是哪種情況，加速度都是聯(lián)系力和運(yùn)動的“橋梁”.(3)如果只受兩個(gè)力，可

4、以用平行四邊形定則求其合力；如果物體受力較多，一般用正交分解法求其合力如果物體做直線運(yùn)動，一般把力分解到沿運(yùn)動方向和垂直于運(yùn)動方向；當(dāng)求加速度時(shí)，要沿著加速度的方向處理力即一般情況不分解加速度；特殊情況下當(dāng)求某一個(gè)力時(shí)，可沿該力的方向分解加速度.【例1】如圖1所示，一質(zhì)量為 m的物塊放在水平地面上現(xiàn)在對物塊施加一個(gè)大小為F的水平恒力，使物塊從靜止開始向右移動距離 x后立即撤去F，物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為卩，求：【例4】(2010安徽理綜22)質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力 其運(yùn)動的v t圖象如圖2所示.g取10 m/s2，求：物體與水平面間的動摩擦因數(shù)11；水平推力F的大??；010 s內(nèi)

5、物體運(yùn)動位移的大小.(完成步步高第44頁高考題組)超重與失重(完成步步高第45頁基礎(chǔ)知識題組和考點(diǎn)梳理).超重與失重超重失重完全失重定義物體對支持物的壓力(或 對懸掛物的拉力)大于物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物的壓力(或 對懸掛物的拉力)小于物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物的壓力(或 對懸掛物的拉力)等于零 的現(xiàn)象產(chǎn)生 條件物體有向上的加速度物體有向下的加速度a= g,方向豎直向下視重F= m(g + a)F = m(g a)F= 02進(jìn)一步理解當(dāng)出現(xiàn)超重、失重時(shí)，物體的重力并沒變化.物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，只取決于加速度方向向上還是向下，而與速度無關(guān).物體超重或失重的大小是ma.當(dāng)物體處

6、于完全失重狀態(tài)時(shí)，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在 水中的物體不再受浮力，液柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等.針對訓(xùn)練1下列實(shí)例屬于超重現(xiàn)象的是 ()汽車駛過拱形橋頂端B.蕩秋千的小孩通過最低點(diǎn)C.跳水運(yùn)動員被跳板彈起，離開跳板向上運(yùn)動D.火箭點(diǎn)火后加速升空瞬時(shí)加速度問題分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的瞬時(shí)作用力.中學(xué)物理中的“線”和“繩”是理想化模型，具有以下幾個(gè)特性：輕：其質(zhì)量和重力均可視為等于零，且一根繩(或線)中各點(diǎn)的張力大小相等.不可伸長：即無論繩子受力多大，繩子的長度不變，由此特點(diǎn)可知，繩子中的張力可以突變.中學(xué)物理中的“彈簧”和“橡皮

7、繩”也是理想化模型，具有以下幾個(gè)特性：輕：其質(zhì)量和重力均可視為等于零，同一彈簧兩端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相等.彈簧既能承受拉力，也能承受壓力；橡皮繩只能承受拉力，不能承受壓力.由于彈簧和橡皮繩受力時(shí)，要恢復(fù)形變需要一段時(shí)間，所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變.【例3】(2010全國I 15)如圖3所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為 M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為A. a1 = 0, a2= gm+ MC. a1 = 0, a2=a1、a2.重力加速度大小為g.則有()

8、a1 = g, a2= gm + MD . a1 = g, a2=（五）整體法和隔離法的選取隔離法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，且需要求物體之間的作用力，就需要把物體從系統(tǒng)中隔 離出來，將系統(tǒng)的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為隔離體的外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列方程求 解隔離法是受力分析的基礎(chǔ)，應(yīng)重點(diǎn)掌握.2整體法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度（主要指大?。也恍枰笪矬w之間的作用力，就可以把它們看成一個(gè)整體（當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)）來分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度（或其他未知量）.3整體法、隔離法交替運(yùn)用的原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，

9、且要求物體之間的作用力，可以先用整 體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力即“先整體求加速度，后隔 離求內(nèi)力”.（六）驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律.掌握靈活運(yùn)用圖象處理問題的方法. 【實(shí)驗(yàn)原理2探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系.探究加速度a與力F、質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是，即先控制一個(gè)參量小車的質(zhì)量 M不變，討論加速度a與力F的關(guān)系；再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量 M，討論加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系.【實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、復(fù)寫紙片和紙帶、一端有定滑輪的長木板、小車、小盤、【實(shí)驗(yàn)步驟】電源、_、砝碼、導(dǎo)線

10、.一、測質(zhì)量用天平測出小車和砝碼的總質(zhì)量M，小盤和砝碼的總質(zhì)量 m，把測量結(jié)果記錄下來.二、儀器安裝及平衡摩擦力按圖1把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在車上，即不給小車加牽引力.平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊木板反復(fù)移動木板的位置，直至小車拖著紙帶在斜面上運(yùn)動時(shí)可以保持 運(yùn)動狀態(tài)這時(shí)，小車受到的摩擦阻力恰好與小車所受的重力分力平衡.三、保持小車的質(zhì)量不變，研究a與F的關(guān)系.把細(xì)繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小盤，先 ，再，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，打完點(diǎn)后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上紙帶號碼.保持小車和砝碼的質(zhì)量不變，在小盤里放入適量的砝碼，把小盤和砝碼的總

11、質(zhì)量m記錄下來，重復(fù)步驟在小盤內(nèi)再放入適量砝碼，記錄下小盤和砝碼的總質(zhì)量m,再重復(fù)步驟4，重復(fù)三次，得到三條紙帶.6 .在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，算出每條紙帶上的加速度的值，并記錄在表格（一）內(nèi)實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m s j小車受力F/N123四、保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變，研究a與M的關(guān)系7 .保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動打出紙帶.計(jì)算砝碼 和小車的總質(zhì)量 M，并由紙帶計(jì)算出小車對應(yīng)的加速度.改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟7,并將所對應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表 （二）中.實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/（m s_2）小車

12、和砝碼的總質(zhì)量M/kg123【數(shù)據(jù)處理】1 .需要計(jì)算各種情況下所對應(yīng)的小車加速度，可使用“研究勻變速直線運(yùn)動”的方法： 先在紙帶上標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn),測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，根據(jù)公式a= Tx2計(jì)算加速度.（1）根據(jù)表（一），用縱坐標(biāo)表示加速度 a,橫坐標(biāo)表示作用力 F，作用力的大小 F等于小盤 和砝碼的總重力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)是在一條過原點(diǎn)的 直線上，便證明了加速度 a與作用力F成正比.如圖4所示.（2）根據(jù)表（二）.用縱坐標(biāo)表示加速度 a,橫坐標(biāo)表示小車和砝碼的質(zhì)量M,據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)落在一條類似反比函數(shù)的 曲線上.我們猜想，a與M可能

13、成反比.為了檢驗(yàn)猜想的正確性，再用縱坐標(biāo) 表示加速度 a,橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平 面上描出相應(yīng)的點(diǎn).如果這些點(diǎn)落在一條過原點(diǎn)的直線上，就證明了加速度與 質(zhì)量成反比.（如圖5 所示）【注意事項(xiàng)】一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小 車受到的摩擦阻力.在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要 讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶做 運(yùn)動.實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小 車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力.每條紙帶必須在

14、滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量 小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出.只有如此,小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力.改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車.（完成步步高練出高分第267-272頁的練習(xí)）（課后作業(yè)）1.下列對牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma及其變形公式的理解，正確的是（）由F= ma可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比由m = F可知，物體的質(zhì)量與其所受的合力成正比，與其運(yùn)動的速度成反比a由a= F可知，物體的加速度與其所受的合力成正比，與其質(zhì)量成反比m由m = F可知，物體的質(zhì)量可以通過測量經(jīng)的加速度和

15、它所受的合力而求出a.下列說法正確的是（）A .物體所受合力為零時(shí)，物體的加速度可以不為零B.物體所受合力越大，速度越大C .速度方向、加速度方向、合力方向總是相同的D .速度方向可與加速度方向成任何夾角，但加速度方向總是與合力方向相同3.如圖6所示，質(zhì)量為20 kg的物體，沿水平面向右運(yùn)動，它與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1，同時(shí)還受到大小為10 N的水平向右的力的作用，則該物體（g取10 m/s2）（）A .受到的摩擦力大小為C .運(yùn)動的加速度大小為20 N，方向向左1.5 m/s2，方向向左B .受到的摩擦力大小為 D .運(yùn)動的加速度大小為20 N，方向向右0.5 m/s2,方向向右.關(guān)于

16、國秒單位制，下列說法正確的是（）A. kg， m/s， N是導(dǎo)出單位B. kg， m， h是基本單位在國際單位制中，質(zhì)量的單位可以是kg，也可以是gD .只有在國際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式才是F= ma（2011淮南模擬）如圖7所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的物體 1和2緊靠在一起，放在光滑水平面上，如果它們分別受到水平推力F1和F2的作用，而且FjF2，則1施于2的作用力大小為（）1 1A. F1B. F2C.2（F1+ F2）D.?（F1 F06.如圖8所示，在光滑水平面上，質(zhì)量分別為 m1和m2的木塊A和B之下, 速直線運(yùn)動，某時(shí)刻空然撤去拉力 F，此瞬時(shí)A和B的加速度a1和a2,則（圖7以加

17、速度）圖8A. a1 = a2= 0 B. a1 = a, a2= 0a1 =m1m1 + m2*，m2i a m1 十 m2m1d. a1=a，a2=m;a思維提升1 .牛頓第二定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，其公式也就不能像數(shù)學(xué)公式那樣隨意變換成不同的表達(dá)式.vFAv 一a=是 a的定義式，a=匸是a的決定式，a雖可由a =公進(jìn)行計(jì)算，但a決定于合外力F與質(zhì)量m.在牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用中，整體法與隔離法的結(jié)合使用是常用的一種方法.對于彈簧彈力和細(xì)繩彈力要區(qū)別開.5.在牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用中，整體法與隔離法的結(jié)合使用是常用的一種方法，其常用的一種思路是：利用整體法求出物體的加速度，再利用隔離法求出物體間的相

18、互作用力.1 . CD 牛頓第二定律的表達(dá)式 F = ma表明了各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，即已知兩個(gè)量，可求第三個(gè)量，但物 體的質(zhì)量是由物體本身決定的，與受力無關(guān)；作用在物體上的合力，是由和它相互作用的物體作用產(chǎn)生的，與 物體的質(zhì)量和加速度無關(guān).故排除 A、B,選C、D. D 由牛頓第二定律F = ma知，F(xiàn)合為零，加速度為零，由慣性定律知速度不一定為零；對某一物體，F(xiàn)合Av越大，a越大，由a = At知，a大只能說明速度變化率大，速度不一定大，故 A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；F合、a、Av三者方 向一定相同，而速度方向與這三者方向不一定相同，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確. AD 4. BD 所謂導(dǎo)出單位，是利用物理公式和基本單位推導(dǎo)出來的，力學(xué)中的基本單位只有三個(gè)， 即kg、 m、s,其他單位都是由這三個(gè)基本單位衍生 (推導(dǎo))出來的，女口牛頓”(N)是導(dǎo)出單位，即1 N = 1 kg m/s2(F= ma), 所以題中A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確在國際單位制中，質(zhì)量的單位只能是 kg, C錯(cuò)誤.在牛頓第二定律的表達(dá)式中，F(xiàn) = ma(k = 1)只有在所有物理量