牛顿第二定律—-人教版(新)高中物理必修第一册

高中物理学习材料

金戈铁骑整理制作

牛顿第二定律

授课内容：

例题1、 一个空心小球从距离地面16m的高处由静止开始落下，经2s小球落地，已知球的质量为0.4kg，求它下落过程中所受空气阻力多大？(g=10m/s2）

例题2、质量为10kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，如果用大小40N，方向斜向上与水平方向的夹角为37°的恒力作用，使物体沿水平面向右运动,求（1）物体运动的加速度大小；（2）若物体由静止开始运动，需要多长时间速度达到8.4m/s，物体的位移多大？

例题3、如图所示，质量为m=10kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2，与此同时，物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体产生的加速度为： ( )

A. 0 B. 4m/s2 , 水平向右

C. 2m/s2 , 水平向左 D. 2m/s2 , 水平向右

例题4、一根质量不计的弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4㎝。再将重物向下拉1㎝，然后放手，则在刚释放瞬间，重物的重力加速度和速度的情况是（ ）

A、a=g/4向上，v=0； B、a=g/4向上，v向上；

C、a=g向上，v向上； D、a=5g/4向上，v=0。

例题5、一木块在倾角为37°的斜面上， g=10m/s2。

（1）若斜面光滑，求木块下滑时加速度大小；

（2）若斜面粗糙，木块与斜面间的动摩擦因数为0.2，则当木块以某一初速度下滑时，其加速度的大小；

（3）若斜面粗糙，木块与斜面间的动摩擦因数为0.2，则当木块以某一初速度上滑时，其加速度的大小。

（4）若斜面粗糙，木块与斜面间的动摩擦因数为0.2，木块质量为3Kg，木块受到沿斜面向上的大小为25.8N的推力作用，则木块由静止开始运动的加速度大小为多少？

集 体 备 课 教 案

项目 内容

课题 §４.１牛顿第一定律 修改与创新

教学

目标 知识与技能

1.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持.

2.理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的.

3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.

过程与方法

培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断.正确地认识力和运动的关系.

情感态度与价值观

1.培养科学研究问题的态度.

2.利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系.鼓励学生大胆发言，并学以致用.

教学重、

难点 重点

1.理解力和运动的关系.

2.理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系.

难点

惯性与质量的关系.

教学

准备

课型

课时

安排 １课时

教学

过程

导入新课

常识导入

1.我国公安交通部门规定，从1993年7月1日起，在各种小型车辆前排乘

坐的人（包括司机）必须系好安全带，为什么？

2.常见的柴油机、电动机等机器的底座非常沉重，而参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱以减小质量，这是为什么呢？你能解释一下吗？

情景导入

用多媒体播放牛耕地的画面：牛耕地时，牛拉着犁前进；牛停止拉犁，犁也停止运动.边播放边介绍，牛拉犁，犁前进；牛停犁也停.由此看来，必须有力作用在物体上，物体才运动；没有力作用在物体上，物体就不运动——两千多年前古希腊科学家亚里士多德就得出了这样的结论，这个结论正确吗？

学生讨论，教师借机导入新课.

推进新课

一、理想实验的魅力

自主探究

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：

1.力推物动，力撤物停.

2.力撤物不停.

供选用器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺等.

牛顿第二定律

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1.掌握牛顿第二定律的内容、公式；

2.掌握验证牛顿第二定律的重要实验；

3.学会用正交分解、矢量三角形等几何方法计算加速度；

4.理解牛顿第二定律和第一定律的联系。

一、牛顿第二定律

1.内容：物体的加速度跟物体所受合外力成正比，跟物体的质量成反比；a的方向与F合的方向总是相同。

2.表达式：F=______或a=______

揭示了：① 力与______的因果关系，力是产生______原因和改变物体运动状态的原因；

② 力与a的定量关系

3.对牛顿第二定律理解：

（1）F=ma中的F为物体所受到的______力．

（2）F=ma中的m，当对哪个物体受力分析，就是哪个物体的质量，当对一个系统（几个物体组成一个系统）做受力分析时，如果F是系统受到的合外力，则m是系统的______质量．

（3）F=ma中的 F与a有瞬时对应关系， F变a则变，F大小变，a则大小变，F方向变a也方向变．

（4）F=ma中的 F与a有矢量对应关系， a的方向一定与F的方向相同。

（5）F=ma中，可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度，也可以求某一个方向合外力的加速度．

（6）F=ma中，F的单位是牛顿，m的单位是kg，a的单位是m/s2．

（7）F=ma的适用范围：宏观、低速

4.理解时应应掌握以下几个特性。

(1) 矢量性 F=ma是一个矢量方程，公式不但表示了大小关系，还表示了方向关系。

(2) 瞬时性 a与F同时产生、同时变化、同时消失。作用力突变，a的大小方向随着改变，是瞬时的对应关系。

牛顿第二定律

知识集结

知识元

牛顿第二定律

知识讲解

1．内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．

2．表达式：F合=ma．

3．适用范围：

（1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）．

（2）牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况．

4．对牛顿第二定律的进一步理解

牛顿第二定律是动力学的核心内容，我们要从不同的角度，多层次、系统化地理解其内涵：F量化了迫使物体运动状态发生变化的外部作用，m量化了物体“不愿改变运动状态”的基本特性（惯性），而a则描述了物体的运动状态（v）变化的快慢．明确了上述三个量的物理意义，就不难理解如下的关系了：a∝F，a∝m1．

另外，牛顿第二定律给出的F合、m、a三者之间的瞬时关系，也是由力的作用效果的瞬时性特征所决定的．

（1）矢量性：a与F合都是矢量，且方向总是相同．

（2）瞬时性：a与F合同时产生、同时变化、同时消失，是瞬时对应的．

（3）同体性：a与F合是对同一物体而言的两个物理量．

（4）独立性：作用于物体上的每个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律，而物体的合加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，合加速度总是与合外力相对应．

5．应用牛顿第二定律的解题步骤

（1）通过审题灵活地选取研究对象，明确物理过程．

（2）分析研究对象的受力情况和运动情况，必要时画好受力示意图和运动过程示意图，规定正方向．

（3）根据牛顿第二定律和运动公式列方程求解．（列牛顿第二定律方程时可把力进行分解或合成处理，再列方程）

（4）检查答案是否完整、合理，必要时需进行讨论．

例题精讲

牛顿第二定律

例1.

由F=ma可知（ ）

A．物体质量和加速度成反比

B．因为有加速度才有力

C．物体的加速度与物体受到的合外力方向一致

D．物体的加速度与物体受到的合外力方向不一定相同