2015-2016学年高中物理 4.3牛顿第二定律导学案
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高一年级物理2016年11月29日周二制作人:李好好必修1 第四章4.3 牛顿第二定律导学案【三维目标】知识与技能1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式.2.理解公式中各物理量的意义及相互关系.3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.过程与方法1.以实验为基础,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律.2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.情感态度与价值观渗透物理学研究方法的教育,体验物理方法的魅力.【学习重点】掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算【学习难点】会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算【方法指导】自主探究、交流讨论、自主归纳【复习巩固】1、通过上节课的实验,我们知道当物体的质量不变时,物体的加速度与其所受的力之间存在什么关系?2、当物体所受的力不变时,物体的加速度与其质量之间存在什么关系?3、当物体所受的合力和物体的质量都发生变化时,物体的加速度和其所受合力、质量之间存在怎样的关系呢?【学习过程】一、自主探究牛顿第二定律的得出①m一定时,加速度与合外力成比;即:②F一定时,加速度与质量成比;即:③由此可得,加速度与作用力和质量的关系表达为;注意:实际物体所受的力往往不止一个,这时式中F指的是物体所受的合力二、牛顿第二定律1、内容:物体运动的加速度大小跟其所受的作用力成,跟成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
2、表达式:a∝或F∝或F =.三、力的单位1、在国际单位制中,力的单位是,符号为,它是根据牛顿第二定律定义的,使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力,叫做1N,即1N=2、比例系数k的意义①在F=kma中,k的选取有一定的。
②在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的数学表达式为,式中F、m、a的单位分别为、、。
四、问题自主探究1、交流讨论: 牛顿第二定律反映了加速度与力的关系A、因果关系:公式F=ma表明,只要物体所受合力不为零,物体就产生加速度,即力是产生加速度的。
《4.3牛顿第二定律》教学设计通过上节课的学习,我们知道(1)当保持物体质量不变时,物体的加速度与它所受力成正比。
加速度与力的关系用数学式子表示就是:a∝F(2)当保持物体受力不变时,物体的加速度跟质量成反比。
加速度与质量的关系用数学式子表示就是:a∝1/m力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系?今天我们来找出这个数量关系一、牛顿第二定律的表达式思考讨论:小车的加速度a与它所受的作用力F 成正比,与它的质量m成反比。
那么,对于任何物体都是这样的吗?甲猜想中的a-F图像乙根据实际数据作出的a-F图像多次类似的实验发现:每次实验的点都可以拟合成直线,而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点。
大量的实验和观察到的事实都可以得出:物体的加速度a与它所受的作用力F成正比,与它的质量m成反比。
1.牛顿第二定律的内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
这就是牛顿第二定律。
2.牛顿第二定律可表述为:a∝F/m也可以写成等式:F=km a其中k是比例系数。
注意:实际物体所受的力往往不止一个,式中F 指的是物体所受的合力。
3.牛顿第二定律更一般的表述:物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同。
=km aF合牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系,还明确了加速度的方向与力的方向一致。
思考与讨论:取质量的单位是千克(kg),加速度的单位是米每二次方秒(m/s2),根据上述牛顿第二定律中由于阻力不变,根据牛顿第二定律,汽车在平直路面上运动的加速度将保持不变。
由加速度可以求出汽车受到的阻力。
如图,重新起步后,汽车在平直路面上受到牵引力和阻力。
由于二者大小都不变,所以汽车的加速度恒定不变。
根据牛顿第二定律可以求出汽车运动的加速度:解:以汽车为研究对象。
设汽车运动方向为x 轴正方向,建立一维坐标系。
取消动力后,汽车做匀减速直线运动。
4.3牛顿第二定律学习目标:1、理解牛顿第二定律,知道牛顿第二定律表达式确实切含义。
2、知道在国际单位制中力的单位“牛顿〞是怎样定义的。
3、会用牛顿第二定律的公式进行计算和处理有关问题。
自主学习一、回忆上节内容,答复以下问题:1、通过上节课的实验,我们知道当物体的质量不变时,物体的加速度与其所受的合力之间存在什么关系?2、当物体所受的合力不变时,物体的加速度与其质量之间存在什么关系?二、牛顿第二定律1、内容:物体运动的加速度大小跟其所受的合力成,跟成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。
2、表达式:a∝或F∝或F=.三、力的单位1、在国际单位制中,力的单位是,符号为,它是根据牛顿第二定律定义的,使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力,叫做1N,即1N=2、比例系数k的意义①在F=kma中,k的选取有一定的。
②在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的数学表达式为,式中F、m、a的单位分别为、、。
四.自主检测1、以下对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形式的理解,正确的是〔〕A、由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比B、由m=F/a可知,物体的质量与其所受合力成正比,与其运动的加速度成反比C、由a=F/m可知,物体的加速度与其所受合力正比,与其质量成反比D、由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力求出2、由牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动,这是因为〔〕A、牛顿第二定律不适用于静止的物体B、桌子的加速度很小,速度增量很小,眼睛不易觉察到C、推力小于静摩擦力,加速度是负的D、桌子所受的合力为零3、力F1单独作用于某物体时产生的加速度是3m/s2,力F2单独作用于些物体时产生的加速度是4 m/s2,两力同时作用于此物体时产生的加速度可能是〔〕A、1 m/s2B、5 m/s2C、4 m/s2D、8 m/s24、在牛顿第二定律的表达式F=kma中,有关比例系数k的以下说法中正确的是〔〕A、在任何情况下k都等于1B、k的数值由质量、加速度和力的大小决定C、k的数值由质量、加速度和力的单位决定D、在国际单位制中k=15、光滑水平桌面上有一个质量m=2kg的物体,它在水平方向上受到互成90°角的两个力的作用,这两个力都是14N,这个物体加速度的大小是多少?沿什么方向?互动探究一、牛顿第二定律的简单应用例1:如下图,质量为m的滑块沿倾角为θ的斜面加速下滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,求滑块的加速度?变式训练:1、一个质量m=500g的物体,在水平面上受到一个F=1.2N的水平拉力,水平面与物体间的动摩擦因数μ=0.06,求物体加速度的大小〔g=10 m/s2〕二、考查力、加速度、速度的关系例2、静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在力刚开始作用的瞬间,以下说法中正确的是〔〕A、物体立即获得加速度和速度B、物体立即获得加速度,但速度仍为零C、物体立即获速度,但加速度仍为零D、物体的加速度和速度均为零变式训练2、在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上用轻弹簧拴着一个小球,轻弹簧处于自然长度,如下图,当旅客看到弹簧的长度变长时,对火车的运动状态的判断可能正确的是〔〕A、火车向右运动,速度在增加中B、火车向右运动,速度在减小中C、火车向左运动,速度在增加中D、火车向左运动,速度在减小中3、如下图,球从空中自由落下,当它刚与下面的轻弹簧接触时,它将〔〕A、立即被反弹上来B、立即开始做减速运动C、立即停止运动D、继续做加速运动三、牛顿第二定律的瞬时性问题例3、如下图,质量分别为m A和m B的A、B两球用轻弹簧连接,A球用细线悬挂起来,两球均处于静止状态,如果将悬挂A球的细线剪断,此时A和B两球的瞬时加速度各是多大?练习一、选择题:1、对静止在光滑的水平面上的物体施加一个水平拉力,当力刚开始作用的瞬间〔〕A 物体立即获得速度B 物体立即获得加速度C 物体同时获得速度和加速度D 由于物体未来得及运动,所以速度和加速度都为零。
第四章 牛顿运动定律第3节 牛顿第二定律应用 (2)【学习目标】1.加深理解牛顿第二定律2.建立传送带模型3.学会用正交分解法、整体法和隔离法处理连接体问题【重点、难点】学会用整体法和隔离法处理连接体问题预习案【自主学习】1.一个小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运动。
第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a 1。
第二次小孩背着书包后再从滑梯上滑下(书包不与滑梯接触),加速度为a 2。
则( )A .a 1=a 2B .a 1<a 2C .a 1>a 2D .无法判断2.如图所示,质量m=1 kg 的金属块在水平地面上,受到与水平面夹角θ=37°的恒定拉力F=5N 作用,从静止开始以 a =1.2 m/s 2 向右做匀加速直线运动。
已知动摩擦因数0.4μ=(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 2m/s )。
求:(1)金属块与地面间的滑动摩擦力; (2)如果速度v =6 m/s 时撤去拉力F ,求撤去拉力后金属块在水平地面上滑行的最大距离x 。
【学始于疑】探究案【合作探究一】独立性的理解【例1】如图所示,电梯与水平面成300的角,当电梯匀速运动时,电梯水平面对人的支持力为人所受重力的 倍,人与梯面间的摩擦力是 ;当电梯加速运动时,电梯水平面对人的支持力为人所受重力的6/5,人与梯面间的摩擦力是人所受重力的 倍,方向 。
拓展1:如果电梯以同样的加速度向下运动,电梯面对人的支持力为人所受重力的多少倍?此时梯面对人的摩擦力是重力的多少倍,方向如何?拓展2:如果人与梯面间的动摩擦因数μ=,要使人相对梯面静止,电梯向下运动加速度最大为多少?归纳总结【合作探究二】同一性的理解【例2】如图所示,两个质量相同的物体A 和B 紧靠在一起,放在光滑水平面上,如果分别受到水平推力F 1、F 2作用,且F 1>F 2,则A 施于B 的作用力是拓展1:如果水平面不光滑,且μ相同,仍在F 1、F 2作用下 一起加速,则A 施于B 的作用力大小是拓展2:如果A 与B 之间用轻杆或弹簧相栓接,轻杆或弹簧弹力是思考:若两物体的质量m 1 、m 2不等,上述情况中弹力又是多少?归纳总结【合作探究三】传送带模型传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。
4.3牛顿第二定律【学习目标】1.知道牛顿第二定律的内容及表达式的确切含义(重点)。
2.知道国际单位制中力的单位。
3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题(难点)。
1.牛顿第二定律内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
2.表达式:F=kma,式中F指的是物体所受的合力。
3.力的单位(1)力的国际单位:牛顿,简称牛,符号为N。
(2)“牛顿”的定义:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N,即1 N=1 kg·m/s2。
(3)在质量的单位取kg,加速度的单位取m/s2,力的单位取N时,F=kma中的k=1,此时牛顿第二定律可表示为F=ma。
1.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。
可是,我们用力提一个很重的箱子,却提不动它。
这跟牛顿第二定律矛盾吗?应该怎样解释这个现象?【答案】不矛盾。
牛顿第二定律F=ma中,F指物体所受合力,用力提箱子却提不动,原因是箱子除受到拉力之外还受到重力、地面的支持力,物体所受合力为零,所以并不矛盾。
2.下列是甲、乙两同学对加速度的认识,甲说:“由a=ΔvΔt可知物体的加速度a与Δv成正比,与Δt成反比。
”乙说:“由a=Fm知物体的加速度a与F成正比,与m成反比。
”你认为哪一种说法是正确的?【答案】乙的说法正确。
物体的加速度的大小由物体所受合力的大小和质量共同决定,与速度的变化量及所用时间无关。
其中,a=ΔvΔt是加速度的定义式,是用比值法定义的物理量,而a=Fm是加速度的决定式,加速度由物体受到的合力及其质量共同决定。
(1)公式F=kma中,各物理量的单位都为国际单位时,k=1。
(√)知识点1 牛顿第二定律(2)质量大的物体,其加速度一定小。
(×)(3)物体加速度的大小由物体的质量和所受合力大小决定,与物体的速度大小无关。
(√)(4)物体的加速度的方向不仅与它所受合力的方向有关,且与速度方向有关。
高中物理 4.3牛顿第二定律学案新人教版必修1、理解牛顿第二定律,知道牛顿第二定律表达式的确切含义、2、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的、3、会用牛顿第二定律的公式进行计算和处理有关问题、自主探究1、内容:物体的加速度的大小跟它受到的作用力成、跟它的质量成,加速度的方向跟作用力的方向、2、表达式:、3、1N=1m/s2,意义是、合作探究一、牛顿第二定律问题:(1)比较汽车启动、飞机起飞、火箭发射的速度变化快慢(加速度)由哪些因素决定?(2)1N是如何规定的?k等于多少?(3)各符号表示什么意思?各物理量的单位是什么?1、牛顿第二定律揭示了力与运动的关系,即,其中k为、2、在国际单位制中,力的单位,叫做、此时,k=,表达式为、二、牛顿第二定律的理解问题:(1)向右的水平力F产生的加速度方向向哪?(2)从牛顿第二定律可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是,我们用力提一个很重的箱子,却提不动它、这跟牛顿第二定律有没有矛盾?应该怎样解释这个现象?(3)力F1单独作用于某物体时产生的加速度是3m/s2,力F2单独作用于此物体时产生的加速度是4m/s2,两力同时作用于此物体时产生的加速度可能是多大?是非判断:判断以下说法是否正确(1)加速度与力方向相同、(2)先有力再有加速度、(3)只有物体受到力的作用,才会产生加速度、(4)恒定的合力产生恒定的加速度,变化的合力产生变化的加速度、(5)力一旦停止作用,加速度也会为零,物体将静止、(6)当合外力减小时,加速度也随之减小,物体将做减速运动、1、矢量性:F=ma是一个矢量方程,公式不但表示了关系,还表示了关系、2、瞬时性:a与F产生、变化、消失、3、独立性:当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就像其他力不存在一样,这个性质叫力的独立作用原理、物体受到的每个力都会产生加速度,而最终表现出来的加速度是所有加速度的、4、同体性:F=ma中,F、m、a各量必须对应物体、三、牛顿第二定律的应用【例1】某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,当达到100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度应为多大?【例2】一个物体,质量是2kg,受到互成120角的两个力F1和F2的作用、这两个力的大小都是10N,这两个力产生的加速度是多大?1、用牛顿第二定律解题的受力分析方法:(1)、(2)、(3)、2、用牛顿第二定律解题的一般步骤:(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、课堂检测1、下列对于牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解中,正确的是()A、由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比B、由m=可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比C、由a=可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比D、由m=可知,物体的质量可以通过测量它所受的合外力和它的加速度而求得2、静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在力刚开始作用的瞬间,下列说法中正确的是()A、物体立即获得加速度和速度B、物体立即获得加速度,但速度仍为零C、物体立即获得速度,但加速度仍为零D、物体的速度和加速度均为零3、物体在与其初速度始终共线的合外力F的作用下运动、取v0方向为正,合外力F随时间t的变化情况如图所示,则在0~t1这段时间内()A、物体的加速度先减小后增大,速度也是先减小后增大B、物体的加速度先增大后减小,速度也是先增大后减小C、物体的加速度先减小后增大,速度一直在增大D、物体的加速度先减小后增大,速度一直在减小4、搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F时,物体的加速度为a1;若保持力的方向不变,大小变为2F时,物体的加速度为a2,则()A、a1=a2B、a1<a2<2a1C、a2=2a1D、a2>2a15、一物体做直线运动的vt图象如图所示,则下列图中能正确反映物体所受合力F随时间变化情况的是()6、如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N的完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1kg的物块、在水平地面上当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为10N、当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数变为8N、这时小车运动的加速度大小是()A、2m/s2B、4m/s2C、6m/s2D、8m/s27、A、B两球的质量均为m,两球之间用轻弹簧相连,放在光滑的水平地面上,A球左侧靠墙、用力F向左推B球将弹簧压缩,如图所示、然后突然将力F撤去,在撤去力F的瞬间,A、B两球的加速度分别为()A、0,0B、C、0,D、8、在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法,正确的是()A、k的数值由F、m、a的数值决定B、k的数值由F、m、a的单位决定C、在国际单位制中,k=1D、在任何情况下k都等于19、在水平地面上有一质量为2kg的物体,物体在水平拉力F 的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为,该物体的速度随时间t的变化规律如图所示、g取10m/s2,求:(1)物体受到的拉力F 的大小;(2)物体与地面之间的动摩擦因数、10、如图所示,水平恒力F=20N,把质量m=0、6kg的木块压在竖直墙上,木块离地面的高度h=6m、木块从静止开始向下做匀加速运动,经过2s到达地面、(g取10m/s2)求:(1)木块下滑的加速度a 的大小;(2)画出木块的受力示意图;(3)木块与墙壁之间的滑动摩擦因数、参考答案自主探究1、正比反比相同2、F=kma3、使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力的大小为1N 合作探究一、牛顿第二定律1、定量F=kma 比例系数2、 kgm/s2 牛顿 1 F=ma二、牛顿第二定律的理解1、大小方向2、同时3、矢量和4、同一个三、牛顿第二定律的应用1、合成法分解法正交分解法2、选取研究对象分析所选对象在某状态或某过程中的受力情况、运动情况明确研究对象受到的合力和具有的加速度的表达式根据牛顿第二定律列出方程F=ma,解方程得到答案课堂检测1、CD 解析:a、m、F三个物理量的决定关系是:力F和质量m决定了加速度a,而加速度a不能决定力的大小或质量的大小、若知道物体的受力大小和加速度大小,由m=可求得物体的质量、2、B 解析:由牛顿第二定律的同时性可知,力作用的瞬时即可获得加速度,但速度仍为零、3、C 解析:由a=知,物体的加速度先减小后增大,因加速度与速度方向始终相同,因此物体的速度一直在增大、4、D 解析:a1=,a2==2a1+,可知a2>2a1、5、B 解析:在0~2s内,物体做匀加速直线运动,2~4s内物体做匀减速直线运动,4~6s内物体做反方向的匀加速直线运动,且2~6s内物体的加速度相同,6~8s内物体做反方向的匀减速直线运动,综上可知B正确、6、B 解析:因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧测力计甲的示数由10N变为8N时,其形变量减少,则弹簧测力计乙的形变量必增大,且甲、乙两弹簧测力计形变量变化的大小相等,所以弹簧测力计乙的示数应为12N、物体在水平方向所受到的合外力为F=F乙-F甲=4N、根据牛顿第二定律得,物块的加速度大小为a=m/s2=4m/s2、7、C 解析:弹簧处于压缩状态时,B球受到力F和弹簧的弹力F1的作用而静止,有F=F1,A球受到弹簧的弹力F1和墙壁的弹力F2的作用而静止,且F1=F2、撤去力F的瞬间,A球仍受到弹簧的弹力F1和墙壁的弹力F2的作用,加速度a1=0;B球只受到弹力F1的作用,加速度a2=、8、BC 解析:物理公式在确定物理量数量关系的同时,也确定了物理量的单位、在F=kma中,只有“m”的单位取kg,“a”的单位取m/s2,“F”的单位取N时,才有k=1,故排除选项A、D,选项B、C正确、9、解析:0~10s间物体加速度大小a1==0、8m/s210~14s间物体加速度大小a2==2m/s2根据牛顿第二定律有F-μmg=ma1μmg-=ma2,可得μ=0、48,F=11、2N、答案:(1)11、2N (2)0、4810、解析:(1)由h=at2得a==3m/s2、(2)如图所示、(3)由牛顿第二定律a=得μ==0、21、答案:(1)3m/s2 (2)见解析(3)0、21。
课题:§4.3牛顿第二定律(第二课时)【学习目标】:1.加深巩固对牛顿第二定律的理解。
2.会用牛顿第二定律和运动学公式解决几种典型的动力学问题【学习重点】:会解决两类基本的动力学问题.【学习难点】:几种典型的动力学问题的解决方法的灵活应用【自主预习】:自我总结应用牛顿第二定律解题的基本步骤:【合作探究】:探究活动一:力和运动的关系例1、 下列关于力和运动关系的几种说法,正确的是( )A .物体所受合力的方向,就是物体运动的方向B .物体所受合力不为零时,其速度不可能为零C .物体所受合力不为零,则其加速度一定不为零D .物体所受合力变小时,物体一定作减速运动探究活动二:运用牛顿第二定律结合力的正交分解法解题(1)正交分解法是把一个矢量分解在两个互相垂直的坐标轴上的方法,其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算.表示方法:⎩⎪⎨⎪⎧F x =F x1+F x2+F x3+……=ma x F y =F y1+F y2+F y3+……=ma y(2)为减少矢量的分解,建立坐标系时,确定x 轴正方向有两种方法:①分解力而不分解加速度 :通常以加速度a 的方向为x 轴正方向,把力分解到坐标轴上,分别求合力:F x =ma ,F y =0.②分解加速度而不分解力:若分解的力太多,比较繁锁,可根据物体受力情况,使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a,得a x和a y,根据牛顿第二定律得方程组F x=ma x,F y=ma y.例2、质量为m的木块,以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩因数为μ,如图所示,求:(1)木块向上滑动的加速度;(2)若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,下滑时的加速度多大?探究活动三、连接体问题例3 、两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对B的作用力等于( )A.F B.m 2m1+m2F C.m1m2F D.m1m1+m2F说明:(1)几个物体间彼此有力的相互作用而相对静止,这几个物体所组成的系统称为连接体.(2)可以把这几个相对静止的物体当做一个整体来处理,分析其受力,并应用牛顿第二定律解决求解力或加速度的问题.(3)求物体之间的相互作用力时,一般先取整体为研究对象求共同运动的加速度,然后采用隔离法求物体间的相互作用力.练习:如图所示,两个质量相同的物体1和2,紧靠在一起放在光滑的水平面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2的作用,而且F1>F2,则1施于2的作用力的大小为()A.F1B.F2C.(F1+F2)/2 D.(F1-F2)/21 2F1F2探究活动四、应用牛顿第二定律分析瞬时问题例4:如图所示,质量分别为m A和m B的A和B两球用轻弹簧连接,A球用细绳悬挂起来,两球均处于静止状态.如果将悬挂A球的细线剪断,此时A和B两球的瞬时加速度各是多少?拓展探究(1)例题中将A、B间的弹簧换成弹性橡皮条,剪断悬挂A球的细线的瞬间,A、B的加速度分别为多大?(2)在例题中,将A、B之间的轻弹簧与悬挂A球的细绳交换位置,如果把A、B之间的细绳剪断则A、B 两球的瞬时加速度各是多少?【课堂小结】:【限时作业】:1、已知甲物体受到2N的力作用时,产生的加速度为4m/s2,乙物体受到3N的力作用时,产生的加速度为6m/s2,则甲、乙物体的质量之比m甲,m乙等于A.1:3 B.2:3 C.1:1 D.3:22、一个物体受到F1=4 N的力,产生a1=2 m/s2的加速度,要使它产生a2=6 m/s2的加速度,需要施加多大的力?3、水平桌面上质量为1kg的物体受到2N的水平拉力,产生1.5m/s2的加速度。
4.3 牛顿第二定律导学案【学习目标】(1)知道牛顿第二定律的内容并能准确表述(2)理解并会书写牛顿第二定律的数学表达式及分量式。
(3)理解牛顿第二定律的六个性质,并能用六个性质解决物理问题。
(4)知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。
【学习过程】(一)牛顿第二定律1、牛顿第二定律的内容:物体的加速度a跟所受的作用力F成,跟物体的质量m成,加速度的方向跟作用力方向。
2、力的单位定义:使质量是1千克的物体产生1米/秒2加速度的力,叫做1个力的单位。
为纪念科学家牛顿,我们把1个力的单位叫做1牛顿。
即:1牛=1千克·米/秒2 3、数学表达式分量式(二)牛顿第二定律的理解a A = a B =★牛顿第二定律的内涵探究2----学以致用一个物体,质量是2㎏,受到互成120o 角的两个力F 1和F 2的作用,此外没有其他的力.这两个力的大小都是10N ,这个物体产生的加速度是多大? ★牛顿第二定律的内涵探究3----聚焦生活、建立模型 如图所示,一竖直弹簧下端固定于水平地面,小球从弹簧的正上方自由下落到弹簧上端,直至小球下降到最低点的过程中,试分析小球的F 合和a 、v 如何发生变化。
★牛顿第二定律的内涵探究3----学以致用、还原生活如图所示,质量相同的A 、B 两球用细线悬挂于天花板上且静止不动。
两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间A 球加速度为____;B 球加速度_____.(三)课后思考1、请观察彩虹圈的实验,试着利用本节的内容解释一下2、牛顿第一定律和牛顿第二定律是什么关系?3、公式a=ΔvΔt和 a=Fm的区别(四)课堂小结三、课后巩固、配套练习1要点辨析(1)牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例。
( )(2)我们用较小的力推一个很重的箱子,箱子不动,可见牛顿第二定律不适用于较小的力。
( )(3)加速度的方向跟作用力的方向没必然联系。
( )(4)由牛顿第二定律可知,质量大的物体其加速度一定小。
第4章牛顿运动定律第3节牛顿第二定律【学习目标】1.理解牛顿第二定律,知道牛顿的第二定律表达式的确切含义;2.能从同时性、矢量性等各个方面深入理解牛顿第二定律,理解牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁;3.能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题。
初步体会牛顿第二定律规律在认识自然地过程中的有效性和价值。
【重点、难点】重点:牛顿第二定律中合外力和加速度之间的因果性、同时性、矢量性关系;难点:牛顿第二定律的理解。
预习案【自主学习】一、举例说明力是怎样改变物体的运动状态的。
1 _______________________________________2_____________________________________________3_______________________________________________二、加速度的物理意义:__________________________________.三、牛顿第二定律1、内容:_______________________________2、你是怎样理解牛顿第二定律的:___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ __________。
四、在国际单位制中,力的单位是__________,它是根据牛顿的第二定律定义的,使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力,叫1N,即1N=_____________.探究案牛顿第二定律⑴内容:表达式:【合作探究一】问题1:如图所示,一个与水平方向成370角的斜向下的大小为10N的推力作用在质量为2kg 的物体上,该物与水平桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,求此物体加速度?问题2:如图所示,质量分别为m、M 的两个物体叠放在光滑水平地面上,在外力F的作用下以共同加速度a向右加速,试分析m物体所受摩擦力的大小和方向。
4.3牛顿第二定律导学案(第1课时)班级:姓名:.一、学习目标1.能够准确的描述牛顿第二定律的内容;2.知道力的国际单位制单位“牛顿”是这样定义的;3.能从同时性、矢量性等各个方面深入理解牛顿第二定律。
二、学习重难点重点:牛顿第二定律的理解;难点:对牛顿第二定律瞬时性和矢量性的确切理解;三、知识回顾:问题 1.在《探究加速度、力与质量关系》的实验中,我们得到了以 a-F 图象和 a-1/m 图象,根据图象,加速度与力和质量有什么定量关系?四、新课学习1.牛顿第二定律(1)内容:(2)表达式:问题 2.请写出牛顿第二定律表达式的推导过程,并说说1N 力的大小是怎么规定的?2.对牛顿第二定律及表达式的理解问题 3.力是物体产生加速度的原因,而加速度是用来定义和度量的,那么物体运动的加速度到底取决于什么?问题 4.如下图,人站在车厢外能推动车厢,但站在车厢内还能推动车厢吗?公式中的 F 是外界物体对它施加的力(外力),还是内部的物体对它施加的力(内力)?问题 5.根据牛顿第二定律知道,无论怎样小的外力都可以使物体产生加速度。
可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么?问题 6.抛出一个篮球,球在出手前和出手后受到的合外力和加速度方向分别是怎么样的?(空气阻力忽略不计)说一说:质量不同的物体,所受重力不一样,它们下落的加速度却是一样的。
你怎么解释?练习:下列说法正确的是:()A.根据 m = F/a ,物体的质量跟外力成正比,跟加速度成反比B.物体所受合外力减小时,加速度一定减小小 C.水平射出的子弹加速度的方向沿着水平方向 D.一物体受到多个力的作用,当只有一个力发生变化时,加速度可能不变3.牛顿第二定律的简单应用试一试:你能根据牛顿第二定律,设计一个测量天宫一号目标飞行器的质量的方案吗?你可以获得的信息由:神舟十号推进器的平均推力;神舟十号的质量;地面雷达实时传送飞船的速度。
《4.3牛顿第二定律》基础导学
姓名 班级 组别 使用时间
【学习目标】1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式
2、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的
3、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
【学习重点】1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式
2、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
【学习难点】会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
【自主学习】
一、牛顿第二定律的得出(阅读教材p74页独立完成下列填空)
①m 一定时,加速度与合外力成 比;即:
②F 一定时,加速度与质量成 比;即:
③综合以上两个因素,加速度与合外力和质量的关系表达为 ;
注意:实际物体所受的力往往不止一个,这时式中F 指的是物体所受的合力
④如果k=1,这样牛顿第二定律可以表达为 。
⑤力的国际单位是 ,根据 定义的。
当物体的质量为1m kg =,在某力的作用下获得的加速度为2
1/a m s =,由牛顿第二定律可得,F ma == ,我们就把它定义为1牛顿。
二、牛顿第二定律深入认识
1、牛顿第二定律反映了加速度与力的关系
A 、因果关系:公式F=ma 表明,只要物体所受合力不为零,物体就产生加速度,即力是产生加速度的 。
B 、矢量关系:加速度与合力的方向 。
C 、瞬时对应关系:表达式F=ma 是对运动过程的每一瞬间都成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失。
D 、独立对应关系:当物体受到几个力的作用时,各力将独立产生与其对应的加速度。
但物体实际表现出来的加速度是物体各力产生的加速度 的结果。
E 、同体关系:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的,所以解题时一定把研究对象确定好,把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。
2、牛顿第二定律只适用于惯性参考系,惯性参考系是指相对于地面静止或匀速的参考系;牛顿第二定律只适用于宏观低速运动的物体。
3、t
v a ∆∆=是定义式、度量式;m F a =是决定式。
两个加速度公式,一个是纯粹从运动学(现象)角度来研究运动;一个从本质内因进行研究。
【合作探究】
1、某质量为1100kg 的汽车在平直路面试车,当达到100km /h 的速度时关闭发动机,经过70s 停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000 N ,产生的加速度应为多大?假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
(小组讨论)总结牛顿第二定律应用时的一般步骤:
2、一个物体静止在光滑水平面上,从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N 的恒定外力作用,若物体质
量为5 kg,求物体的加速度.若2 s后撤去外力,物体的加速度是多少? 物体2 s后的运动情况如何?
3、一个物体,质量是2 kg,受到互成 120°角的两个力F1和F2的作用。
这两个力的大小都是10N,这两个力产生的加速度是多大?
4、如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体受到大小为20N,与水平方向成30°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(g取10 m/s2)
【自我检测】
1、下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是:()
A、由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比;
B、由m=F/a可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比;
C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比;
D、由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。
2、在牛顿第二定律公式F=kma中,有关比例常数k的说法正确的是:()
A、在任何情况下都等于1
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D、在国际单位制中,k的数值一定等于1
3.已知甲物体受到2N的力作用时,产生的加速度为4m/s2,乙物体受到3N的力作用时,产生的加速度为6m/s2,则甲、乙物体的质量之比m甲 ,m乙等于()
A.1:3 B.2:3 C.1:1 D.3:2。