河北省邢台市高中物理 第四章 牛顿运动定律 4.3 牛顿第二定律导学案(无答案)新人教版必修1

第 2 节实验：探究加速度与力、质量的关系【学习目标叙写】1、学生能够利用现有器材，独立设计探究加速度、质量、力三者关系的探究方案。

2、会测量加速度、力、质量；并能作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象；能根据图象写出加速度与力、质量的关系式。

3、探究过程中所用的科学方法——控制变量法，学生举例初中实验中控制变量法的使用。

【预习案】一、实验目的1、探究加速度与力、质量的关系。

2、掌握利用图象处理数据的方法。

二、实验原理：采用法1、保持物体不变，探究加速度 a 与力 F 的关系。

2、保持物体不变，探究加速度 a与质量 m 的关系。

三、实验器材打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小盘和砝码，细绳，导线，刻度尺，砝码、。

四、实验步骤1、用天平测出小车和小桶的质量 M 和 M/，把数值记录下来。

2、按图把实验器材装好，不挂小盘。

3、平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做运动。

4、把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,小车应打点计时器且先接通电源再释放小车。

取下纸带并标上号码。

5、保持小车质量不变，向桶中加砂，做上述试验，把力 F（即砂桶总重）对应的纸带标好。

6、保持力 F 不变，向车中加砝码，做上述试验，将（车与砝码总）质量 M 对应的纸带标好。

7、计算出加速度，作出 a—F 图像和 a—1/M 图像。

五、实验结论在误差允许的范围内得出的结论是：当 M 不变时，a 与F 成关系；当 F 不变时，a班级：小组：姓名：教师评价：组内评价：与 M 成关系。

六、注意事项1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．2．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．4．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手.【探究案】1.如何测量各纸带上的加速度 a？试用逐差法计算加速度a=2.怎么提供和测量物体所受的恒力？3 实验中是怎样平衡摩擦力的？如果没平衡或平衡过度那么 a—F 图像和a—1/M 图像会是怎样？【自主区】【使用说明】教师书写二次备课，学生书写收获与总结。

高中物理4.3牛顿第二定律导学案新人教版必修4、3牛顿第二定律导学案新人教版必修1教学目标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一、牛顿第二定律：【定义】XXXXX：物体加速度的大小跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。

比例式：或。

等式：其中k是比例系数。

（公式中的F是合外力，而ma是作用效果，不要看成力，它们只是大小相等）力的单位K是比例常数，那k 应该是多少呢？力的单位是kg*m/s2，后来为了纪念牛顿，把kg*m/s2称做“牛顿”，用N表示。

公式：【牢记】XXXXX：1、F与a的同向性。

2、F与a的瞬时性。

3、力的独立性原理。

4、F可以突变，a可以突变，但v不能突变。

5、牛二只适用于惯性参考系6、牛二适用于宏观低速运动的物体7、是定义式、度量式；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。

就像农民看云识天气，掌握天气规律，但并不知道云是如何形成的，为什么不同的云代表不同的天气。

就像知道有加速度却不知道为何会有。

8、不能认为牛一是牛二在合外力为0时的特例。

二、用牛顿第二定律解题的方法和步骤1、明确研究对象（隔离或整体）2、进行受力分析和运动状态分析，画出示意图3、规定正方向或建立直角坐标系，求合力F合4、列方程求解①物体受两个力：合成法②物体受多个力：正交分解法(沿运动方向和垂直于运动方向分解)(运动方向)（垂直于运动方向）例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物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？答：没有矛盾，从角度来看，因为提不动，所以静止，则合外力为0，所以加速度也为0；从角度来看，物体受三个力，支持力、重力、向上提的力。

打点计时器第二节 探究加速度与力、质量的关系【学习目标】1.学会用控制变量法研究物理规律， 2．学会怎样由试验结果得出结论， 3．探究加速度与力、质量的关系 【自主学习】（认真阅读教材p71-74页完成下列问题） 一、实验目的1、探究加速度与力、质量的关系：当质量一定是，加速度与力成 ；当作用力一定是，加速度与质量成 。

二、实验原理1、控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变化，而研究其中某两个之间变化关系的方法。

本试验有F 、m 、a 三个参量，研究加速度与力、质量的关系时，我们先控制一个变量。

即当力不变时，加速度与 的关系； 当质量不变时，加速度与 的关系。

2、要测量的物理量有： 三、实验器材打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小桶和砂（用钩码代替），细绳，导线，天平， ， 砝码。

【课堂探究】知识点一、实验步骤及操作1.用天平测出小车质量M ，把数值记录下来。

2.按图把实验器材装好，不挂小桶。

3.平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做匀速运动。

4.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源在放开小车，取下纸带并标上号码。

5.保持质量不变，做上述试验，把力对应的纸带标好。

6.保持力不变，做上述试验，将质量对应的纸带标好。

7.计算出加速度，作出加速度与力的图像及加速度与质量得到数的图像。

相间数据记录：表一：物理量 1 2 3 4 5 6质量M1/ M加速度a表二：物理量 1 2 3 4 5 6作用力F加速度a画出图像：aF实验结论：物体的加速度与物体的成反比，与物体成正比。

知识点二、典例研究例题1：再做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出个纸带的加速度后，将加速度与力、质量的有关数值记入表中，如图，ａ（ｍ／ｓ２）１．９８４．０６５．９５８．１２Ｆ（Ｎ）１．００２．００３．００４．００ａ（ｍ／ｓ２）２．４０２．６６３．２３３．９８１／Ｍ（ｋｇ－１）０．５００．６７０．８０１．００1、根据表中所列数据，分别划出a—F图像和a—1/M图像。

4.3牛顿第二定律一、教材分析牛顿第二定律是动力学部分的核心内容，它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率，即加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系；况且此定律是联系运动学与力学的桥梁，它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻，所以本节课的教学对力学是至关重要的.本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容，关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解，全面掌握牛顿第二定律，会应用牛顿第二定律解决有关问题.二、教学目标知识与技能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.三、教学重点牛顿第二定律应用四、教学难点牛顿第二定律的意义五、教学过程一、牛顿第二定律师：通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比．师：如何用数学式子把以上的结论表示出来?生：a∝F/m师：如何把以上式子写成等式?生：需要引入比例常数ka＝kF/m师：我们可以把上式再变形为F=kma．选取合适的单位，上式可以，简化。

前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿．其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：质量为1 kg的物体，获得1 m／s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kg·m／s2．可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F＝ma这就是牛顿第二定律的数学表达式．师：牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系，还描述了它们的方向关系，结合上节课实验的探究，它们的方向关系如何?生：质量m是标量，没有方向．合力的方向与加速度方向相同．师：对，我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?生：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．师：加速度的方向与合外力的方向始终一致，我们说牛顿第二定律具有同向性。

第四章 牛顿运动定律第三节 牛顿第二定律三维目标知识与技能1. 掌握牛顿第二定律的内容和数学表达式。

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的力的单位“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. 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，体会科学探索的方法和科学探索需要付出艰辛勇气。

2. 培养学生的概括能力和分析推理能力。

情感态度与价值观1. 渗透物理学研究方法的教育。

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。

3. 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。

教学重点1． 引导学生对F ＝ ma 进行分析。

2． 运用牛顿第二定律F ＝ ma 解决问题。

教学难点1. 牛顿第二定律的理解。

2. 理解k=1时，F=ma 。

教具准备多媒体设备，多媒体课件课时安排一课时教学过程牛顿第二定律[提问引入]上节课我们通过实验探究了加速度和力、质量的关系，这个关系是什么呢？[讲解]物体的加速度与所受的力成正比，与物体的质量成反比。

科学家们通过大量的实验都得到同样的结论。

由此我们可以把它总结成一般性的规律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

这就是牛顿第二定律。

用公式可以表达为a ∝ F/m[提问]如果要把上式写为等式，应如何表达呢？[讲解]写成等式，应该加入比例常数，用k 表示，则F=kma力的单位[讲解]在国际单位制单位中，力的单位是牛顿，那么“牛顿”是如何定义的呢？在牛顿第二定律中，如果比例系数 k 取1的话，表达式就是F = ma ，当质量是m=1kg 的物体在某个力的作用下获得加速度a=1 m/s 2，由公式F= ma 我们知道这个力的大小就是F=ma=1kg ×板书：一、牛顿第二定律 1、内容： 2、表达式：a ∝F/m 或 F ∝ma1m/s 2=1kg ∙m/s 2，后人为了纪念牛顿，就称这个单位为“牛顿”，用“N ”表示。

第3节牛顿第二定律导学天地力、加速度、速度和速度的变化量之间的关系是学习的难点，要克服思维定势的影响和生活中的直觉的影响，认为作用力大速度一定大，作用力小，速度一定小；作用力如果减小，物体的速度一定也在减小.可以设置一些较好的问题情景来帮助理解这些概念之间的联系和区别.在利用牛顿第二定律解决问题时，准确地对物体进行受力分析和运动情况的分析是关键，在学习中要注意通过具体题目分析总结.自主学习理解升华重点、难点、疑点解析1.关于牛顿第一定律和牛顿第二定律虽然由牛顿第二定律可以得出，当物体不受外力或所受合力为零时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态，但是不能说牛顿第一定律是牛顿第二定律的特殊情况.牛顿第一定律有其自身的物理意义和独立的地位，如揭示了力是改变物体运动状态的原因，给出了惯性的概念等，是整个动力学的出发点；正是在这个基础上，牛顿第二定律才进一步阐明了物体的加速度与力及质量三者间的定量关系.2.力的单位通过探究实验得到了牛顿第二定律的表达式F=kma，教材中说“由于没有规定多大的力作为力的单位，因此，在F=kma这个关系中，比例系数k的选取就有一定的任意性，只要是常数，它就能正确表示F 与m 、a 之间的比例关系.”虽然这句话不难理解，但这里仍是学习的难点.由于k =maF ，说明k 的数值跟F 、m 、a 所选择的单位有关，如果物体的质量m =1 kg ，得到的加速度a =1 m/s 2，那么，这时作用在物体上的外力F 的数值就等于k 的数值，把这时作用在物体上的力的大小定义为“1个单位力”，k 的数值就等于1，力的单位就是“千克·米每二次方秒”，称做“牛顿”，用符号N 表示，则1 N=1 kg·m/s 2，也就是说1 N 的力使1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度.在运用牛顿第二定律F =ma 解决问题时，F 、m 、a 的单位必须分别为N 、kg 和m/s 2，即都取国际单位制中的单位.3.对牛顿第二定律的进一步理解牛顿第二定律揭示了加速度与力及质量三者间的定量关系，解决了加速度的大小、方向和决定因素等问题.对于牛顿第二定律，应从以下几方面加深理解：（1）同向性：物体加速度的方向与物体所受合力的方向总是相同.（2）瞬时性：物体的加速度与物体所受的合力总是同时产生，同时变化，同时消失.所以牛顿第二定律反映的是力的瞬时效应，它是力的瞬时作用规律.（3）同体性：加速度、合外力、质量是对应于同一个物体的，所以分析问题时一定要确定好研究对象，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚.（4）独立性：作用在物体上的每个力都独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关，合力的加速度即是这些加速度的矢量和.（5）相对性：物体的加速度必须是对静止的或匀速直线运动的参考系而言的.对加速运动的参考系不适用.如图4－3－1所示，若物体A 、B 均加速运动，但加速度不同，求B 相对于A 的加速度时，若以A 为参考系，运用牛顿第二定律则是错误的，因为A 是加速运动的.只能是运用牛顿第二定律求B 对地的加速度a B ，求A 对地的加速度a A ，然后得到a BA =a B －a A .图4－3－1特别提醒：牛顿第二定律仅适用于惯性参考系，即只有以地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为参考系时，才能应用牛顿第二定律.4.程序法应用牛顿第二定律解题利用牛顿第二定律解题要按一定的程序来分析.否则，对于简单的问题易出现疏漏，造成不应有的错误；而对比较复杂的问题会感到无从下手，颇费思索.一般应用牛顿第二定律解题时，可按下列程序：（1）确定研究对象.在分析和解答物理问题时，首先遇到的关键问题就是研究对象的选取.研究对象的选取关系到能不能顺利解答，是否简便.常有两种方法：①隔离法.将研究对象—包括物体、状态和运动过程，从物体系或过程中隔离出来进行研究的方法.②整体法：将两个或两个以上物体组成的整个系统或整个过程作为研究对象进行分析研究的方法.（2）对研究对象进行过程分析和受力分析，并画出受力分析图.（3）明确加速度方向.（4）建立直角坐标系，一般以加速度方向和垂直加速度的方向为两坐标轴的方向.（5）根据牛顿第二定律列方程求解.在加速度方向上：F x=ma在垂直加速度方向上：F y=0.例题剖析应用点一：对力与运动关系的理解例1：在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度，如图4－3－2所示，当旅客看到弹簧的长度变长时对火车运动状态的判断可能的是（）图4－3－2A.火车向右方向运动，速度在增加中B.火车向右方向运动，速度在减小中C.火车向左方向运动，速度在增加中D.火车向左方向运动，速度在减小中试解：____________.（做后再看答案，效果更好.）解析：本题如直接分析火车的运动，将不知从何下手，由于小球随车一起运动，因此取小球作为研究对象.由于弹簧变长了，故小球受到向左的力，即小球受到的合力向左.因为加速度a与F合同向，故小球的加速度方向向左.加速度a方向向左，并不能说明速度方向也向左，应有两种可能情况：①速度v向左时，v增大，做加速运动，故C正确；②速度v方向向右时，a与v方向相反，速度减小，做减速运动，故B正确.故选BC.点评：本题中研究对象的选取至关重要，分析火车的运动更要考虑它的双向性，这一点在分析题目时常常被忽视.拓展练习1－1：如图4－3－3所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）图4－3－3（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况.（2）求悬线对球的拉力.应用点二：牛顿第二定律的理解和应用例2：在倾角为30°的斜面上，一个物体从静止开始下滑，已知物体与斜面之间的动摩擦因数为0.20.物体下滑的加速度为多大？解析：以物体为研究对象，受力分析如图4－3－4所示，以垂直于斜面方向为y轴，沿斜面方向为x轴，建立直角坐标系，在y轴方向由平衡条件得：图4－3－4F N=mg cos θ①在x轴方向上，由牛顿第二定律得：mg sin θ－F f=ma②且F f=μF N③由①②③得：a=3.3 m/s2.答案：3.3 m/s2点评：应用牛顿第二定律解题时，首先要正确分析研究对象的受力并画出受力分析图，然后以加速度的方向为x轴进行正交分解，在互相垂直的两个方向上列式求解.拓展练习2－1：如图4－3－5所示，位于水平面上质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为（）图4－3－5A.F/MB.F cos α/MC.（F cos α－μMg）/MD.［F cos α－μ（Mg－F sin α）］/M应用点三：牛顿第二定律的瞬时性例3：如图４－３－6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？图4－3－6解析：物体在某一瞬间的加速度，由这一时刻的合外力决定，分析绳断瞬间两球的受力情况是关键.由于轻弹簧两端连着物体，物体要发生一段位移，需要一定时间，故剪断细线瞬间，弹力与剪断前相同.先分析细线未剪断时，A和B的受力情况，如图4－3－7所示，A球受重力、弹簧弹力F1及细线的拉力F2；B球受重力、弹力F1′，且F1′=m B g图4－3－7剪断细线瞬间，F 2消失，但弹簧尚未收缩，仍保持原来的形变，即：F 1不变，故B 球所受的力不变，此时a B =0，而A 球的加速度为：a A =AB A A A m g m m m F g m )(1+=+，方向竖直向下. 答案：A B A m g m m )(+，方向竖直向下 0 点评：牛顿第二定律的核心是加速度与合外力的瞬时对应关系.某时刻的加速度叫瞬时加速度，是由瞬时合外力决定的.解决这类问题时要注意，当指定的某个力发生变化时，是否还隐含着其他力也发生变化，像弹簧、橡皮绳等提供弹力时，由于形变量较大，弹力不会瞬间改变，而细绳、钢丝则不同，由于它的形变量很小，所提供的弹力会在瞬时改变.拓展练习3－1： 上题中将AB 间的弹簧换成弹性细线，如图4－3－8所示，剪断悬挂A 球的细线的瞬间，A 、B 的加速度分别为多大？图4－3－8教材资料探究1.教材第81页“说一说”提示：质量不同的物体所受重力不同，当它们都做自由落体运动时，不计任何阻力，只受到重力作用，由牛顿第二定律可知自由下落的加速度a =mmg m G ==g ，与物体的质量无关，因此，质量不同的物体，自由下落的加速度是一样的.2.教材第82页“科学漫步”提示：推进器的推力使宇宙飞船和火箭组产生的加速度为a =791.0=∆∆t v m/s 2=0.13 m/s 2 根据牛顿第二定律：F =ma =（m 1+m 2）a ，得 m 2=a F －m 1=13.0895 kg －3 400 kg=3 485 kg 和实际相差Δm =3 660 kg －3 485 kg=175 kg误差6603175×100%=4.78%<5%. 自我反馈自主学习1.作用力 质量 a ∝mF F ∝ma F =kma 合力 2.牛顿 N 1 kg 1 m/s 2 1 kg·m/s 2 F =ma例题评析拓展练习1－1：（1）7.5 m/s 2方向向右，车厢向右匀加速运动或向左匀减速运动（2）12.5 N拓展练习2－1：D拓展练习3－1：都为g演练广场夯实基础1.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12.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为零3.关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是（ ）A.物体的速度增大，则加速度越大，所受的合外力也越大B.物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零C.物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D.物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零4.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，可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时，却推不动它，这是因为（ ）A.牛顿第二定律不适用于静止物体B.桌子的加速度很小，速度增量极小，眼睛不易觉察到C.推力小于静摩擦力，加速度是负的D.桌子所受的合力为零5.下列说法正确的是（ ）A.物体所受的合外力为零时，物体的速度必为零B.物体所受的合外力越大，则加速度越大，速度也越大C.物体的速度方向与物体受到的合外力方向一定相同D.物体的加速度方向一定与物体受到的合外力方向相同6.如图4－3－9所示，物体在水平拉力F 和地面滑动摩擦力的共同作用下，沿水平地面向右做匀加速直线运动.现让拉力F 逐渐减小，则物体的加速度和速度的变化情况应是（ ）图4－3－9A.加速度逐渐变小，速度逐渐变大B.加速度和速度都在逐渐变小C.加速度和速度都在逐渐变大D.加速度先变小后变大，速度先变大后变小7.质量为m的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a.当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度为a′，则（）A.a′=aB.a′＜2aC.a′＞2aD.a′=2a8.一轻质弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4 cm，再将重物向下拉1 cm，然后放手，则在刚释放的瞬间，重物的加速度大小是（g=10 m/s2）（）A.12.5 m/s2B.10 m/s2C.7.5 m/s2D.2.5 m/s29.如图4－3－10所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1 kg的物块.在水平地面上当小车做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10 N.当小车做匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8 N，这时小车运动的加速度大小是（）图4－3－10A.2 m/s2B.4 m/s2C.6 m/s2D.8 m/s210.（2005年全国高考理综Ⅲ）如图4－3－11所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F，方向如图所示的力去推它，使它以加速度a向右运动.若保持力的方向不变而增大力的大小，则（）图4－3－11A.a变大B.a不变C.a变小D.因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势能力提升11.某人沿水平方向推一质量为45 kg的小车，当推力为90 N时，车的加速度为1.8 m/s2，突然撤去推力时，小车的加速度为多少？12.如图4－3－12所示，质量为30 kg的雪橇（包括上面的人）在与水平面成30°角的拉力F作用下，沿水平地面向右做直线运动，经过0.5 m，速度由0.6 m/s均匀地减至0.4 m/s.已知雪橇与地面间的动摩擦因数μ=0.2，求作用力F的大小.（g=10 m/s2）图4－3－1213.起跳摸高是学生常进行的一项活动，竖直起跳的时间和平均蹬地力的大小能够反映学生在起跳摸高中的素质.为了测定竖直起跳的时间和平均蹬地力的大小.老师在地面上安装了一个压力传感器，通过它可以在计算机上绘出平均压力与时间的关系图象.小亮同学身高1.72 m，站立时举手达到2.14 m，他弯曲两腿，做好起跳的准备，再用力蹬地竖直跳起，测得他的压力F与时间t的关系图象如图4－3－13所示，不计空气阻力，取g=10 m/s2.求小亮同学起跳摸高的最大高度约为多少？图4－3－13拓展阅读牛顿生平（二）求学岁月牛顿19岁时进入剑桥大学，成为三一学院的减费生，靠为学院做杂务的收入支付学费.在这里，牛顿开始接触到大量自然科学著作，经常参加学院举办的各类讲座，包括地理、物理、天文和数学.牛顿的第一任教授伊萨克·巴罗是个博学多才的学者.这位学者独具慧眼，看出了牛顿具有深邃的洞察力、敏锐的理解力.于是将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域.后来，牛顿在回忆时说道：“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程，也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题.”当时，牛顿在数学上很大程度是依靠自学.他学习了欧几里德的《几何原本》、笛卡儿的《几何学》、沃利斯的《无穷算术》、巴罗的《数学讲义》及韦达等许多数学家的著作.其中，对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的《几何学》和沃利斯的《无穷算术》，它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿—解析几何与微积分.1664年，牛顿被选为巴罗的助手，第二年，剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定.正当牛顿准备留校继续深造时，严重的鼠疫席卷了英国，剑桥大学因此而关闭，牛顿离校返乡.家乡安静的环境使得他的思想展翅飞翔，以整个宇宙作为其藩篱.这短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月，他的三大成就：微积分、万有引力、光学分析的思想就是在这时孕育成形的.可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他一生大多数科学创造的蓝图.。

第四章 4.3.1牛顿第二定律【学习目标】1．理解牛顿第二定律的内容，知道其表达式的确切含义。

2．知道力的国际单位“牛顿”的定义。

3．会用牛顿第二定律进行计算。

【学习任务】要点一、牛顿第二定律的几个特性1．因果性力是产生加速度的原因，反之不对，没有力也就没有加速度．2．矢量性公式F＝ma是矢量式，任一瞬时，a的方向均与F合方向相同，当F合方向变化时，a的方向同时变化．3．瞬时性牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系，a为某一时刻的加速度，F为该时刻物体所受合外力．4．同一性有两层意思：一是指加速度a相对同一惯性系(一般指地球)，二是指F＝ma中F、m、a必须对应同一物体或同一个系统．5．独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即：F x＝ma x，F y＝ma y.6．相对性物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的．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要点二 力、加速度和速度的关系1．物体所受合力的方向决定其加速度的方向，合外力与加速度的大小关系是F ＝ma ，只要有合力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零，加速度才能为零．一般情况下，合力与速度无必然的联系，只有速度变化才与合力有必然的联系．2．合力与速度同向时，物体加速，反之减速．加速度→加速度→速度变化(运动状态变化)．物体所受到的合外力决定了物体当时加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小．加速度大小与速度大小无必然的联系．4．区别加速度的定义式与决定式定义式：a ＝Δv Δt，即加速度定义为速度变化量与所用时间的比值，而a ＝F/m 则揭示了加速度决定于物体所受的合外力与物体的质量.例2 关于速度、加速度和合力之间的关系，下述说法正确的是( )A ．做匀变速直线运动的物体，它所受合力是恒定不变的B ．做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合力三者总是在同一方向上C ．物体受到的合力增大时，物体的运动速度一定加快D ．物体所受合力为零时，一定处于静止状态要点三 牛顿第二定律的应用1．应用牛顿第二定律解题的步骤(1)明确研究对象．根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体．可以是一个整体或进行隔离，由具体情况而定．(2)进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程．(3)选取正方向或建立坐标系，通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向．(4)求合外力F 合．(5)根据牛顿第二定律F 合＝ma 列方程求解，必要时还要对结果进行讨论．2．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. 例3如图所示，质量为4 kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5.物体受到大小为20 N 与水平方向成37°角斜向上的拉力F 作用时，沿水平面做匀加速运动，求物体加速度的大小．(g 取10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos 37°＝0.8)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3 如图所示，自动扶梯与水平面夹角为θ，上面站着质量为m 的人，当自动扶梯以加速度a 加速向上运动时，求扶梯对人的弹力F N 和扶梯对人的摩擦力F f .【补充学习材料】1.关于速度、加速度、合力的关系，下列说法中不正确．．．的是( ) A ．不为零的合力作用于原来静止物体的瞬间，物体立刻获得加速度B ．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同C ．在初速度为零的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的D ．合力变小，物体的速度一定变小2．一个质量为2 kg 的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2 N 和6 N ，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为( )A ．1 m/s 2B ．2 m/s 2C ．3 m/s 2D ．4 m/s 23．如图所示向东的力F 1单独作用在物体上，产生的加速度为a 1；向北的力F 2单独作用在同一个物体上，产生的加速度为a 2.则F 1和F 2同时作用在该物体上，产生的加速度( )A ．大小为a 1－a 2B ．大小为a 1＋a 2C ．方向为东偏北arctan a 2a 1D ．方向为与较大的力同向4．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是( )A ．公式F ＝ma 中，各量的单位可以任意选取B ．某一瞬间的加速度只取决于这一瞬间物体所受的合力，而与这之前或之后的受力无关C ．公式F ＝ma 中，a 实际上是作用于物体上的每一个力所产生的加速度的矢量和D ．物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致第四章 4.3.1牛顿第二定律编号：4.3.11.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力F ，当力刚开始作用瞬间( )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 ．由于物体没有来得及运动，所以速度和加速度都为零2．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( )①由F ＝ma 可知，物体受到的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比；②由m ＝F/a 可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的加速度成反比；③由a ＝F/m 可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比；④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而求得．A ．①② B．②③ C．③④ D．①④3．下面四个图象分别表示四个物体的位移、速度、加速度和摩擦力随时间变化的规律．其中反映物体受力不可能平衡的是( )4．下面说法中正确的是( )A ．同一物体的运动速度越大，受到的合力越大B ．同一物体的运动速度变化率越小，受到的合力也越小C ．物体的质量与它所受的合力成正比D ．同一物体的运动速度变化越大，受到的合力也越大5．一质量为m ＝1 kg 的物体在水平恒力F 作用下水平运动，1 s 末撤去恒力F ，其v －t 图象如图4－3－3所示，则恒力F 和物体所受阻力Ff 的大小是( )A ．F ＝8 NB ． F ＝9 NC ．Ff ＝2 ND ．Ff ＝3 N6．一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a1.第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触)，加速度为a2.则( )A ．a1＝a2B ．a1<a2C ．a1>a2D ．无法判断7．如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ.现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时，两木块之间的距离是( )A ．L ＋μm1g kB ．L ＋μ(m1＋m2)g kC ．L ＋μm2g kD ．L ＋μm1m2g k(m1＋m2)8．如图所示，用手提一轻弹簧，弹簧下端挂一金属球．在将整个装置匀加速上提的过程中，手突然停止不动，则在此后一小段时间内( )A ．小球立即停止运动B．小球继续向上做减速运动C．小球的速度与弹簧的形变量都要减小D．小球的加速度减小9．水平面上有一质量为1 kg的木块，在水平向右、大小为5 N的力作用下，由静止开始运动．若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2.(1)画出木块的受力示意图；(2)求木块运动的加速度；(3)求出木块4 s内的位移．(g取10 m/s2)第四章 4.3.2牛顿第二定律编号：4.3.2【学习目标】在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型．全面准确地理解它们的特点，可帮助我们灵活正确地分析问题．【学习任务】例1 如图4－3－1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？(1)例题中将A、B间的弹簧换成弹性橡皮条，如图4－3－2甲所示，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，如图乙所示，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？例2 如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落．在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是( )A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大【补充学习材料】1.关于速度、加速度、合力的关系，下列说法中不正确的是( )A．不为零的合力作用于原来静止物体的瞬间，物体立刻获得加速度B．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同C．在初速度为零的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的D．合力变小，物体的速度一定变小2. 如图所示，一个铁球从竖直立在地面上的轻质弹簧正上方某处自由落下，接触弹簧后弹簧做弹性压缩．从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和受到的合力的变化情况是( )A．合力变小，速度变小B．合力变小，速度变大C．合力先变大后变小，速度先变小后变大D．合力先变小后变大，速度先变大后变小3 如图所示，处于静止状态的木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在静止于地面上的木块C 上，它们的质量之比为m A∶m B∶m C＝1∶2∶3.设接触面均光滑，当沿水平方向抽出木块C的瞬间，试求A和B的加速度a A、a B的值各为多大？。

第七节用牛顿运动定律解决问题（二）（课时2）【学习目标】1．通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质．2．进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤．【自主学习】（阅读教材p86-87页完成下列问题）1．超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为超重现象。

2．失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为失重现象。

如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________，即物体正好以大于等于_________，方向________的加速度运动，此时物体处于完全失重状态。

3．在超重、失重、完全失重等物理现象中，物体所受的重力分别、、。

（填“变大”、“变小”或“不变”）【课堂探究】知识点一、超重和失重 (学生体验)例题：人站在电梯中，人的质量为m．如果当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力为多大?（可以参考教材例题独立完成下列空）1．选取人作为研究对象，分析人的受力情况：人受到力的作用，分别是．2．取向上为正方向，根据牛顿第二定律写出支持力F、重力G、质量m、加速度a 的方程：由此可得：F＝，由于地板对人的支持力与人对地板的压力是一对与力，根据牛顿第定律，人对地板的压力．即F’＝由于F’ mg（填<，=，>）所以当电梯加速上升时，人对地板的压力比人的重力．总结：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称为现象．问题：1．物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢?2．当物体的加速度方向向上时，物体的运动状态情况?拓展：1．人以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又是多大?2．人以加速度a匀加速向下运动，这时人对地板的压力多大?3．人随电梯以加速度a匀减速上升，人对地板的压力为多大?4．人随电梯以加速度g匀加速下降，这时人对地板的压力又是多大？总结：对超重和失重现象的归纳总结：①当物体具有加速度时，物体对测力计的作用力大于物体所受的重力，这种现象叫超重。

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。

河北省邢台市高中物理第四章牛顿运动定律4-精品牛顿第三定律导学案无答案新人教版必修12020-12-12【关键字】动力、运行、问题、自主、平衡、掌握、作用、水平、关系、支持、解决、中心【学习目标】1.举例说明力的作用是相互的。

至少三个例子。

2.掌握牛顿第三定律的内容，知道作用力和反作用力的关系不受物体运动状态和参考系等的影响.3.会运用牛顿第三定律解释生活中的有关问题。

【预习案】一、作用力和反作用力1、定义：两物体之间的作用是的，物体之间相互作用的这一对力叫做作用力和反作用力，我们可以把其中的任意一个力叫做作用力，则另一个力叫。

2、施力物体与受力物体的两个物体互为施力物体和受力物体。

3、几对常见的作用力和反作用力作用力反作用力重力地球对物体的吸引力物体对的吸引力拉力手对弹簧的拉力对手的拉力压力重物对水平桌面的压力的支持力二、牛顿第三定律1、内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小，方向，作用在上。

2、表达式：（作用力）F=-F'（反作用力），式中的“-”表示方向。

探究案演示实验现在我们知道了作用力和反作用力的概念，那么它们之间的关系是什么呢?①用手拉弹簧秤 A 之前，两弹簧秤的示数均为零，说明两弹簧秤间无作用力；当用手拉弹簧秤 A 时，可以看到两个弹簧秤的指针移动．弹簧秤 B 的示数指出弹簧秤 A 对它的作用力 F 的大小，而弹簧秤 A 的示数指出弹簧秤 B 对它的反作用力 F，的大小．可以看出，两个弹簧秤的示数是的；改变手拉弹簧的力，弹簧秤的示数也随着，但两个示数总．这说明作用力和反作用力大小总是，并且总是产生，同时，同时．②分析弹簧秤 B 受到 A 的拉力 F 方向和弹簧秤 A 受到 B 的拉力 F方向，这说明作用力与反作用力方向，作用在同一条直线上．总结(1)作用力和反作用力是发生在两个物体之间的一对力．(2)任一物体既是对另一物体的施力物，同时也是另一物作用的受力物．班级：小组：姓名：教师评价：组内评价：(3)相互作用的一对力中，任何一个力都可作为作用力或者反作用力．例1.如图所示，P与Q叠放在水平桌面上，下面哪一对是作用力与反作用力（）A.P 所受的重力和 Q 对 P 的支持力B.Q 所受的重力和 Q 对P 的支持力C.P 对 Q 的压力和 Q 对 P 的支持力D.P 所受的重力和 P 对 Q 的压力练1、(多选)搭载着我国首颗探月卫星“嫦娥一号”的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架火点发射，下面关于卫星与火箭上天的情形叙述正确的是（）A.火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D.飞行进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力（二）一对相互作用力与一对平衡力的比较例2.物体静止放在水平桌面上，则（）A.物体对桌面的压力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力B.物体所受的重力与桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C.物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一性质的力D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力、反作用力练2、(多选)如图所示，水平力 F 把一个物体紧压在竖直的墙上，静止不动，下列说法中正确的是( ) A．作用力 F 跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B．作用力 F 与物体对墙壁的压力是一对平衡力C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力二．组议：解决对议遗留问题和我的疑问【自主区】【使用说明】教师书写二次备课，学生书写收获与总结。