沪科版物理高一上3-B《牛顿第二定律》辅导讲义.docx

2019最新沪科版物理高一上3-B《牛顿第二定律》讲义课 题牛顿第二定律教学目的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教学内容课前回顾1 .物体运动状态变化的快慢 ，也就是物体 的大小，与物体的 有关，还与物体 有关.物体的质量一定时，受力越大，其加速度就 ;物体的受力一定时，质量越小，加速度就 .2 .探究加速度与力的定量关系时 ，应保持物体 不变，测量物体在 的加速度；探究加速度与质量的关系时应保持物体 不变，测量不向质量的物体在 的加速度，这种研究问题的方法叫 法.3 .在该探究实验中，我们猜想物体的加速度与它所受的力成 ，与质量成 ，然后根据实验数据作出 图象和 图象，都应是过原点的直线.知识梳理一、牛顿第二定律1 .定律的表述：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比 ,跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同,即F=ma (其中的F和m a必须相对应)特别要注意表述的第三句话因为力和加速度都是矢量 ，它们的关系除了数量大小的关系外 ，还有方向之间的关系。

明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节若F为物体受的合外力,那么a表示物体的实际加速度；若 F为物体受的某一个方向上的所有力的合力 ,那么a 表示物体在该方向上的分加速度；若 F为物体受的若干力中的某一个力 ，那么a仅表示该力产生的加速度,不是物体 的实际加速度2 .对定律的理解：(1)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/、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（2）矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式公式 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）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.（4）相对性；牛顿第二定律只适用于惯性参照系3 .牛顿第二定律确立了力和运动的关系牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽 带就是加速度4 .应用牛顿第二定律解题的步骤①明确研究对象可以以某一个物体为对象 ，也可以以几个物体组成的质点组为对象。

设每个质点的质量为 mi,对应的加速度为 ai,贝U有：F 合=m1a1+m2a2+m3a3+• ••• +mnan对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：汇 F1=m1a1,汇F2=m2a2,……汇Fn=mnan,将以上各式等号左、右分别相加 ，其中左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和 ，即合外力F②对研究对象进行受力分析同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度） ，并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来③若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动 ，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动 ，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向 ，既可以分解力，也可以分解加速度）④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时 ，那就必须分阶段进行受力分析 ，分阶段列方程求解5 、超重和失重问题升降机中人 m =50kg,a=2 m/s向上或向下，求秤的示数N ] I [1 、 静止或匀速直线 N = mg 视重=重力 平衡 ” \ （1 r a = 02、向上加速或向下减速，a向上N — mg= ma a1. Nl= mg+ ma 」 |视重》重力 超重 | ） \ 'I向下加速或向上减速，a向下mg — N= maN= mg- ma视重(重力 失重3、 如果a=g向下， 则N= 0 台秤无示数完全失重一、/» 注息：①、物体处于“超重”或“失重”状态 ，地球作用于物体的重力始终存在 ，大小也无变化；②、发生“超重”或“失重”现象与物体速度方向无关 ，只决定于物体的加速度方向；③、在完全失重状态，平常一切由重力产生的物理现象完全消失。

如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力 等二、牛顿定律的适用范围：(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系 ，不能用于非惯性系；(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题 ，不能用来处理高速运动问题；(3)只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子典型例题分析例1.轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上 ，弹簧下端悬挂一个小球，电梯中有质量为50kg的乘客如图6所示，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止时的一半 ，取g=10m/s2这一现象表明( ).A.电梯此时可能正以1m/s2的加速度大小加速上升，也可能是以1m/s2加速大小减速上升B.电梯此时不可能是以 1 m/s2的加速度大小减速上升，只能是以5 m/s2的加速度大小加速下降C.电梯此时可能正以 5m/s2的加速度大小加速上升，也可能是以5m/s2大小的加速度大小减速下降D.不论电梯此时是上升还是下降 ，加速还是减速，乘客对电梯地板的压力大小一定是 250N例2.如图所示，一条轻绳两端各系着质量为 m和m2的两个物体，通过定滑轮悬挂在车厢顶上 ,mi>m2,绳与滑轮的m2m厂3m f摩擦忽略不计.若车以加速度a向右运动，mi仍然与车厢地板相对静止，试问：(1)此时绳上的张力 T.(2)m i与地板之间的摩擦因数 科至少要多大？例3.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为 m 2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为 T。

现用水平拉力F拉其中一个质量为 3m的木块，使三个木块以同一加速度运动 ，则以下说法正确的是 ()1 / 7A.质量为2m的木块受到四个力的作用B .当F逐渐增大到 T时，轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断 D .轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为_2T例4.如图所示，绳子不可伸长，绳和滑轮的重力不计，摩擦不计.重物A和B的质量分别为 m和m,求当左边绳上端剪断后，两重物的加速度.例5如图所示，质量为M= 10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，滑动摩擦系数 -0.02,在木楔的倾角 0= 30的斜面上，有一质量m= 1kg的物块由静止开始沿斜面下滑 .当滑行路程s = 1.4m时,其速度v=1.4m/s,在这过程中木AB楔没有动，求地面对木楔的摩擦力的大小和方向例6.如图所示，传送带上表面水平运动，可以把质量m=20kg的行李包沿水平方向送上平板小车的左端 .小车的质量M=50kg,原来静止停在光滑的水平面上，行李包与小车平板间的动摩擦因数是 0.4,小车长1-5m.如果传送带将行李包以vi=2.8m/s的速度送上小车，问在这种情况下，行李包在小车上相对于平板车滑行的时间是多少例7.如图所示，质量为M的木板上放着一质量为# / 7的动摩擦因数为 陷加在小板上的力F为多大，才能将木板从木块下抽出 ？例8.质量为10 kg的物体在F= 200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动 ，斜面固定不动，与水平地面的夹角0 =37°力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了 1.25秒钟后，速度减为零.求：物体与斜面间的动摩擦因数 科和物体的总位移 S. (已知sin37 o=0. 6,cos37 °= 0. 8,g = 10 m/s 2)课后巩固运动问题1 .在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动 ，作用一段时间后，将水平推力逐渐减小到零，则在水平推力逐渐减小到零的过程中 ( ).(A)物体速度逐渐减小，加速度逐渐减小 (B) 物体速度逐渐增大，加速度逐渐减小(C)物体速度先增大后减小,加速度先增大后减小 (D) 物体速度先增大后减小,加速度先减小后增大2 .物体在三个共点力的作用下处于静止状态 ,将其中一个力减小为零的过程中 ，物体做 运动；此后再将这 个力恢复到原值的过程中,物体做 运动；最后物体的运动情况是 。

3 .如图所示，均匀板可绕中点 转动，两人站在板上时，板恰能水平静止，AO=2BO.若两人在板上同时开始作初速为零的匀加速运动 ，板仍保持静止，关于人1和人2的运动方向，加速度的大小，下列判断中正确的是( ).(D) 相背运动，a1：a 2=4:1(A)相向运动，ai：a 2=1:4 (B)相背运动,a i：a 2=2:1 (C) 相向运动,a i：a 2=2:1整体法与隔离法4 .如图所示，五块完全相同的木块并排放在水平地面上 ，它们与地面间的摩擦不计.当用力F推1使它们共同加速运动时，第2块木块对第3块木块的推力为 . -5 .如图所示，质量不等的木块 A和B的质量分别为 m和m2,置于光滑的水平面上.当水平力 作用于左端A上，两物体一起作匀加速运动时，A、B间作用力大小为F1.当水平力F作用于右端).上，两物体一起作匀加速运动时，A、B间作用力大小为F25U((C)在两次作用过程中，F1+F2=F (D)在两次作用过程中,F1 _ m 1F2 一 m 2F6.如图所示，物体P置于水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力 G=10N的重物，物体P向右运动的加速度为a"若细线下端不挂重物，而用F=10N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加速度为22,则( ).(A)a 1>a2 (B)a 1=a2 (C)a 1

货车内有一质,木块,扶梯与水平面问的夹角为 0,A.ma.B. pmg.C.(rn(g+asin 0).D.macos 0.,两绳的拉力大小分别为 Ta和13如图所示，在车厢内用倾斜绳 A和水平绳B同系一个小球，车厢向右作加速运动Tb.现使车厢向右作加速运动的加速度增大 ，则两绳拉力大小的变化情况是A.TA变小.B.Ta不变.C.Tb变大.D.Tb不变.14如图所示，升降机以加速度a加速下降，升降机内有一倾角为 ”的粗糙斜面，质量为m的物体与斜面相对静止则斜面对物体的支持力大。