高一必修1第四章牛顿第二定律
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高一物理必修1笔记1
一、牛顿第二定律
1、牛顿第二定律:牛顿第二定律指出,在外力作用下,物体有一个定向的位移,而这个定向的位移和外力的大小与方向有直接关系。
即:物体受到的外力大小决定物体的加速度,外力的方向决定加速度的方向。
记式:F=ma;
其中,F 是物体受到的外力大小,它的单位是牛顿(N);m 是物体的质量,单位是千克(kg);a 是物体的加速度,单位是米/秒2(m/s2)。
(1)在物体运动时,外力是一种常见形式,它可以改变物体的运动状态,让物体产生加速度。
(2)桥物体与环境之间相互作用时,外力可能引起物体发生变形,或产生了某种刚度、弹性现象,也是牛顿第二定律的一个重要应用场合。
(3)当有可以产生外力的物理系统时,可以利用牛顿第二定律求解该系统的加速度及其他物理量。
二、动量守恒定律
1、动量守恒定律:动量守恒定律指出,在系统遭受到外力作用下,物体的总动量并不会改变,而是完全取决于其初始动量,这是物理学中最重要的定律之一。
(1)求解多个物体外加外力作用时各自的运动状态。
(2)求解射击的运动学计算,及求解燃气发动机的产生动量等问题。
(3)研究重力、中性子碰撞和高能碰撞过程,或者求解物体之间发生反作用后运动情况时,都可以使用这个定律。
第四章牛顿运动定律第四节牛顿第二定律一、教学目标1、知识与技能:1.理解牛顿第二定律的内容、知道表达式的确切含义.2.知道牛顿第二定律如何简化,如何确定K值。
3.初步学会应用牛顿第二定律进行计算。
2、过程与方法:1.通过对上节课实验结论的总结,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.培养学生的概括能力、分析能力和判断推理能力.3、情感态度与价值观:1.渗透物理学研究方法的教育----实验、归纳、总结.2.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活,激发学生学习物理的兴趣.二、教材分析1、本节课的地位和作用:(1)牛顿第二定律是动力学的核心规律,是高一教材的重点和中心内容,在高中物理力学部分占有很重要的地位,因而理解牛顿第二定律就显得特别关键。
本节内容是在前一节实验基础上得出加速度和力、质量三者间的关系,然后为解决比例系数而得出力的单位问题,而后再辅之于例题。
这样处理,知识点过渡自然。
一方面,为应用牛顿第二定律打下基础,另一方面体现了知识服务于生活的精神。
(2)与旧教材相比,把实验独立出来了,可以大大缓解本节课的压力;而例题中,加进了方法分析,突出体现了能力的培养。
2、本节课教学重点与难点:重点:牛顿第二定律的特点难点:(1)牛顿第二定律四性的理解及力、速度、速度变化、加速度间的关系(2)正交分解法的灵活应用。
三、教学思路与方法本节课教学思路:1、由学生回忆上节课的探究结论(F、m、a的关系)2、探究结论如何用数学表达式表示a ∝ F/m ,F = kma3、探究最简单的表达式F=ma4、通过各种探究、理解牛顿第二定律5、探究利用牛顿第二定律解决实例的步骤和方法。
本节课的教学方法有:探究、讲授、讨论、练习。
四、教学建议1.在理解牛顿第二定律的确切含义时,要正确处理好学生的一个难点---力、速度、速度的变化量、加速度几者之间的关系;总结归纳出牛顿第二定律的四性(矢量性、瞬时性、因果性、同体性)。
高一物理牛顿第二定律的知识点高一物理牛顿第二定律的知识点牛顿第二运动定律的常见表述是:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。
以下是店铺整理的高一物理牛顿第二定律的知识点,希望对大家有所帮助。
1、内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m 成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2、理解:①瞬时性:力和加速度同时产生、同时变化、同时消失.②矢量性:加速度的.方向与合外力的方向相同。
③同体性:合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)④同一性:合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性:加速度是相对于惯性参照系的。
适用范围牛顿第二运动定律只适用于质点。
对质点系,用牛顿第二运动定律时一般采用隔离法,或者采用质点系牛顿第二定律。
牛顿第二运动定律只适用于惯性参考系。
惯性参考系是指牛顿运动定律成立的参考系,在非惯性参考系中牛顿第二运动定律不适用。
但是,通过惯性力的引入。
可以使牛顿第二运动定律的表示形式在非惯性系中使用。
牛顿第二运动定律只适用宏观问题。
解决微观问题必须使用量子力学。
当考察物体的运动线度可以和该物体的德布罗意波相比拟时,由于粒子运动不确定性关系式(即无法同时准确测定粒子运动的方向与速度),物体的动量和位置已经是不能同时准确获知的量了,因而牛顿动力学方程缺少准确的初始条件无法求解。
也就是说经典的描述方法由于粒子运动不确定性关系式已经失效或者需要修改。
量子力学用希尔伯特空间中的态矢概念代替位置和动量(或速度)的概念(即波函数)来描述物体的状态,用薛定谔方程代替牛顿动力学方程(即含有力场具体形式的牛顿第二运动定律)。
用态矢代替位置和动量的原因是由于测不准原理我们无法同时知道位置和动量的准确信息,但是我们可以知道位置和动量的概率分布,测不准原理对测量精度的限制就在于两者的概率分布上有一个确定的关系。
牛顿第二定律一、牛顿第二定律1. 定律内容:物体的加速度a 跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m 成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.2. 公式:F 合=ma3. 关于牛顿第二定律的理解:3.1 因果性:力是物体产生加速度的原因,加速度是力作用在物体上所产生的一种效果;3.2 瞬时性:加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系,这种对应关系表现为:合外力恒定不变时,加速度也保持不变。
合外力变化时加速度也随之变化。
合外力为零时,加速度也为零;3.3 矢量性:牛顿第二定律公式是矢量式。
公式mF a 只表示加速度与合外力的大小关系.矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致;3.4 同一性:加速度与合外力及质量的关系,是对同一个物体(或物体系)而言。
即 F与a 均是对同一个研究对象而言;3.5 相对性:牛顿第二定律只适用于惯性参照系(匀速或静止的参考系);3.6 独立性,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物体所受各力正交分解,在正交的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:F x =ma x ,F y =ma y 列方程;3.7 局限性:牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体,不适用于高速运动的微观粒子;4. 牛顿第二定律确立了力和运动的关系【例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,物体受到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,物体的质量与其受到的合外力成正比,与其运动的加速度成反比.C .由a =F/m 可知,物体的加速度与其受到的合外力成正比,与其质量成反比.D .由m =F/a 可知,物体的质量可以通过测出它的加速度和它所受的合外力而求得.【例2】静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力的作用,当力刚开始作用的瞬间,下列说法正确的是 ( )A.物体同时获得速度和加速度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都仍为零【例3】由牛顿第二定律可知,无论多么小的力都可以使物体产生加速度,但用较小的力去推地面上很重的物体时,物体仍静止,这是因为:A 推力小于摩擦力B 物体有加速度,但太小,不易被察觉C 推力小于物体的重力D 物体所受合外力为零【例4】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.3:2二、动力学的两类基本问题1.已知受力情况求运动情况;2.已知运动情况求受力情况3.在这两类问题中,加速度是了解力和运动的桥梁,受力分析是解决问题的关键.【例5】一物体初速度v0=5 m/s,沿着倾角37°的斜面匀加速向下运动,若物体和斜面间的动摩擦因数为0.25,求3 秒末的速度(斜面足够长)( )A.12 m/s B.15 m/s C.17 m/s D.20 m/s【例6】用一水平恒力将质量为250 kg 的木箱由静止开始沿水平地面推行50 m,历时10 s,若物体受到阻力是物重的0.1 倍,则外加的推力多大?(g 取10 m/s2)【例7】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。
高一物理必考知识点牛顿第二定律的应用高一物理必考知识点牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律,也是高一物理学习的必考知识点之一。
本文将从牛顿第二定律的基本原理出发,介绍一些常见的应用场景及计算方法,并探讨其重要性。
一、牛顿第二定律的基本原理牛顿第二定律的表达式为F=ma,其中F 表示物体所受合力的大小,a 表示物体的加速度,m 表示物体的质量。
这个定律说明了力与物体的质量和加速度之间的关系。
当物体所受合力增大时,其加速度也会增大;当物体的质量增大时,其加速度会减小。
二、常见的牛顿第二定律应用场景及计算方法1. 平面运动中物体的加速度计算在平面运动中,当物体所受合力已知时,可以利用牛顿第二定律计算物体的加速度。
首先确定物体所受的合力,然后根据 F=ma 计算加速度。
2. 弹簧弹性伸缩力的计算弹簧的弹性伸缩力可以利用牛顿第二定律进行计算。
当物体受到垂直于弹簧伸缩方向的外力时,可以根据 F=ma 计算出物体所受的合力。
然后利用胡克定律 F=-kx(其中 k 表示弹簧的弹性系数,x 表示弹簧的伸缩量)计算出弹簧的弹性伸缩力。
3. 坡道上物体的加速度计算当物体置于斜坡上时,可以利用牛顿第二定律计算物体在坡道上的加速度。
首先确定物体所受的合力,然后根据 F=ma 计算加速度。
需要注意的是,斜坡上的合力包括物体自身重力以及由坡度引起的垂直于坡面的力。
4. 电梯内物体的加速度计算电梯内的物体受到的合力包括物体的重力以及电梯提供的力。
通过设置参考系,可以将问题简化为一个自由下落或上升的问题。
根据物体所受的合力确定加速度,然后利用牛顿第二定律计算出加速度的大小。
三、牛顿第二定律的重要性牛顿第二定律在解决物体运动问题中起着重要的作用。
通过运用牛顿第二定律,我们可以准确地计算物体的加速度,并进一步了解物体受力、受力方向以及运动状态的变化。
同时,牛顿第二定律也为其他物理定律的推导提供了基础。
牛顿第二定律应用广泛,不仅在经典力学中有重要地位,还在其他学科中也有广泛应用。
高中一年级物理学科测试试卷(七)测试时间:100分钟第三章牛顿运动定律第二单元牛顿第二定律检测题(满分100分)班级__________姓名_____________成绩_________一、选择题(3分×12=36分)1.下列现象中,不存在的有()(A) 物体的速度很大,但惯性很小(B) 物体所受外力很大,但惯性很小(C) 物体的体积很小,但惯性很大(D) 物体的质量很小,但惯性很大2.质量为m的物体,放在粗糙水平面上,受到一个水平方向的恒力F作用而运动,在运动过程中,该物体的加速度a的大小()(A) 与物体运动的速度大小无关(B) 与物体运动的位移大小无关(C) 与物体运动的时间无关(D) 与恒力F成正比3.如果合力F在时间t内,能使质量为m、原来静止的物体产生位移s,则()(A) 合力F在时间t内,使质量为m/2、原来静止的物体移动2s的距离(B) 合力F在时间t/2内,使质量为m/2、原来静止的物体移动s/4的距离(C) 合力F在时间2t内,使质量为2m、原来静止的物体移动s的距离(D) 合力F/2在时间t内,使质量为m/2、原来静止的物体移动2s的距离4.质量为M和m的两个物体,从同一粗糙面上滑下时,若它们与斜面间的动摩擦因数相同,则()(A) 质量大的物体加速度大(B) 加速度一样大(C) 质量小的物体加速度大(D) 无法比较加速度的大小5.一个在光滑水平面上运动的物体,如果在运动方向上受到一个逐渐减小的力作用,力的方向跟速度的方向相同,则物体的加速度大小和速度大小将()(A) 加速度逐渐减小,速度逐渐增大(B) 加速度逐渐减小,速度逐渐减小(C) 加速度逐渐增大,速度逐渐减小(D) 加速度逐渐增大,速度逐渐增大6.质量为1kg的物体,在大小为2N、4N、5N的三个力的作用下,获得的最小加速度和最大加速度为()(A) 1m/s2,11m/s2 (B) -1 m/s2,11 m/s2(C) 0,11m/s2(D) 2 m/s2,7 m/s27.如图所示,质量为10kg的物体,在水平地面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的推力F=20N的作用,则物体的加速度为(g=10m/s2)( ) (A) 0 (B) 4m/s2,水平向右(C) 2m/s2,水平向右(D) 2m/s2,水平向左8.如图所示,正在水平轨道上做直线行驶的车厢内,有一轻绳上端固定在车厢顶上,下端有一小球,小球相对车厢静止时,悬线与竖直方向成α角,下面关于小车的运动情况正确的是()(A) 加速度方向向左,大小为g tanα(B) 加速度方向向右,大小为g tanα(C) 加速度方向向左,大小为g sinα(D) 加速度方向向右,大小为g sinα9.一个物体受到多个力的作用而处于静止状态,若其中一个力逐渐减小到零后,又接着在原来的方向上逐渐增加到原值,则物体在这一过程中()(A) 速度从零逐渐增大到某一数值后,又逐渐减小到零(B) 速度是逐渐增大的(C) 沿该力的反方向运动一段距离后,又返回到原来静止的位置(D) 一直沿该力的反方向运动10.竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原处,假设整个运动过程中,子弹受到的阻力与速度大小的平方成正比,则整个过程中加速度的变化是()(A) 始终变大(B) 始终变小(C) 先变小后变大(D) 先变大后变小11.如图所示,静止的倾斜传送带上有一木块正在匀速下滑,当传送带突然向上开动时,木块滑到底部,所需要的时间t,与传送带不动所用的时间t0相比较,正确的是()(A) t = t0(B) t > t0(C) t < t0(D) 无法比较12.如图所示:在水平地面上,竖直放置一轻质弹簧,在弹簧的正上方,自由下落一小球,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程,小球的速度、加速度和所受外力的合力变化情况正确的是()(A) 合力变大,加速度变小,速度变小(B) 合力变小,加速度变小,速度变大(C) 合力与加速度先变小后变大,速度先变小后变大(D) 合力与加速度先变小后变大,速度先变大后变小13.(选做)如图所示,台秤上放一个装有水的杯子,通过固定在台秤上的支架用细线悬挂一个小球,球全部浸没在水中,平衡时台秤的示数为某一数值,今剪断悬线,在球下落但还没有达到杯底的过程中,若不计水的阻力,则台秤的示数将()(A) 变大(B) 变小(C) 不变(D) 无法判断14.(选做)如图所示,物块A从光滑斜面某一不变的高度由静止滑下后,又滑上粗糙的水平传送带,传送带静止不动时,A滑至传送带最右端的速度V1,需时间t1;若传送带逆时针转动,A滑至传送带的最右端的速度为V2,需时间t2,则()(A) V1 > V2,t1 < t2(B) V1 < V2,t1 < t2(C) V1 > V2,t1 > t2(D) V1 = V2,t1 = t2二、填空题(4分×6=24分)15.物体放在水平桌面上处于静止状态,它所受的重力的反作用力作用在上,重力的平衡力是,桌面支持力的反作用力是。
16.如图所示,质量分别为m1和m2的A、B两木块叠放在光滑水平桌面上,A、B间动摩擦因数为 ,若要保持A、B相对静止,则施于B的水平拉力F的最大值为;若要保持A、B相对静止,则施于A的水平拉力F的最大值为;若要把B从A的上表面拉出,则施于B的水平拉力的最小值为。
17.如图所示,质量均为m的A、B两小球用一根轻弹簧连接,另用一根细绳将A球悬挂起来,静止后,将细绳剪断的瞬间,A球的加速度大小为,方向,B球的加速度大小为。
18.一辆小汽车以的54km/h速度沿水平路面行驶时,突然紧急刹车,刹车后路面对车的摩擦力等于车重的0.6倍,小汽车刹车后3.0s内的位移为m(g取10m/s2)。
19.如图所示,置于水平面上的相同材料的质量分别为m和M的两物体用细绳连接,在M上施加一水平恒力F,使两物体作匀加速直线运动,两物体间细绳上的拉力大小为。
20.某人在地面上最多能举起45kg的物体,他在以5m/s2匀加速向上运动的电梯里,最多能举起kg的物体;若此人在一匀加速下降的电梯里,最多能举起60kg的物体,此电梯的加速度为m/s2。
21.(选做)如图所示,静止在水平面上的三角形支架的质量为M,它中间用两根质量不计的轻质弹簧连着一质量为m的小球,当小球上下振动,三角架对水平面的压力为零时,小球的加速度的大小是_______________,方向_______________。
22.(选做)水平面上有一辆运动的平板小车,车上固定一个盛水的杯子,杯子的直径为L,当小车做加速度为a的匀加速运动时,水面呈如图所示的状态,则小车的加速度的方向___________(填“向左”或“向右”),左、右液面的高度差h为_______________。
三、计算题(23、24每题6分,25~28每题7分)23.质量为50kg的物体静止于水平面上,现对物体施加300N的水平拉力F的作用,物体在4s内发生的位移为8m,求物体与水平面间的动摩擦因数。
24.如图所示,木块从h=3.0m ,长L=5.0m 的固定斜面的顶端,由静止开始沿着斜面滑至底端。
木块和斜面间的动摩擦因数为0.4,求:(1)木块运动的加速度(2)木块从斜面顶端滑到底端所用时间(g 取10m/s 2)。
25.如图所示,小车在水平面上加速向右运动,一个质量为m 的小球,用一条水平线和一条斜线把该小球系于车内,不计线的质量。
求下列两种情况下,两线对小球的拉力大小(斜线与竖直方向成300角)。
(1)车以加速度a 1=3g运动;(2)车以加速度a 1=32g 运动26.如图所示,质量为m =1kg 的球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成α=300角,球与杆之间的动摩擦因数63=μ,球受竖直向上的拉力F =20N ,则球的加速度大小为多少?(g 取10m/s 2)27.如图所示,质量不计的滑轮用测力计吊在天花板上,一根轻绳跨过滑轮两端各挂一个砝码盘,开始时两端的砝码和砝码盘的质量均为4kg ,并处于静止状态,现从右盘中取出1kg 的砝码放入左盘,则测力计的示数多大?28.质量为M =10kg的木楔静置于粗糙的水平面上,与地面之间的动摩擦因数μ=0.2,其倾角θ=370,质量为m =1kg的木块,从静止开始沿斜面下滑,下滑路程S =1.4m时,速度V =1.4m/s,此过程中木楔没有动。
求地面对木楔施加的摩擦力的大小及方向。
29.(选做)质量M =8kg的小车,放在光滑的水平面上,在向右的水平恒力F的作用下,向右运动,F = 8kg,当车速为V =1.5m/s时,在车前端轻放一个质量为m = 2kg的物块,物块与车之间的动摩擦因数μ= 0.2(小车足够长),从物块放在小车上开始,经过t = 1.5s,物块的位移多大?(g =10m/s2)30.(选做)如图所示,传送带与地面间的夹角为θ=370,A、B间的长度为16m,传送带以10m/s的速度逆时针匀速转动。
在传送带上端A处无初速度地放一个质量为0.5kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.5。
求物体从A端运动到B端所需时间是多少?(Sin370 = 0.6,Cos370 = 0.8)31.(选做)如图所示,在水平向右以加速度a匀加速行驶的车厢里,用轻绳悬挂一个质量为m = 1kg的小球A,现要使A移到和竖直方向成450角的前下方,在下列两种情况下,至少要对A 球施加多大的力?(g =10m/s 2)(1)a1 =8m/s2时;(2)a2 = 10m/s2时。
第二单元 牛顿第二定律检测题答案一、选择题1.D ;2.ABC ;3.A ;4.B ;5.A ;6.C ;7.B ;8.B ;9.BD ;10.B ;11.A ; 12.D ;13.B ;14.D二、填空题15.地球,桌面对物体的支持力,物体对桌面的压力; 16.g m m m m F μ12211)(+=,g m m F μ)(212+=, g m mm m F μ12213)(+=; 17. 2g ,竖直向下,0;18. 18.8m ;19. F M m m +;20.30,25;21. g mMm +,向下;22.向右,gaL三、计算题:23.0.5点拨:ma mg F =-μ、221at s = 联立解得。
24.2.8m/s 2, 2.7s点拨:由题意可知斜面倾角θ=370,1sin cos ⎩⎨⎧-==F G F G F N θθ合又N F F μ=1,ma F =合,联立得a =2.8m/s 2 物体由静止下滑,则221at L =,∴a L t /2==2.7s 25.(1)F A = 0.24mg ,F B =mg 332; (2)F A = 0,F B =mg 313 点拨:临界状态为θ=300时,F A = 0,求出临界加速度,然后判断求解。