1、3牛顿第二定律必备知识自我检测 一、牛顿第二定律1.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,加速度方向跟作用力的方向相同。2.表达式:F=kma,式中F为物体所受的合力,k是比例系数。3.当力的单位取N、质量的单位取kg、加速度的单位取m/s2时,k=1,表达式变为F=ma。二、力的单位1.国际单位制中,力的单位是牛顿,符号N。2.力的单位“牛顿”的含义:使质量为1 kg的物体在某力的作用下获得1 m/s2的加速度,这个力称为1 N,即1 N=1 kgm/s2。必备知识自我检测1.正误辨析(1)由牛顿第二定律知,质量大的物体的加速度一定小。()(2)任何情况下,物体的合
2、力方向一定与它的加速度方向相同。()答案:解析:由牛顿第二定律知,合外力一定时,质量大的物体的加速度一定小。答案:解析:由牛顿第二定律知,物体的加速度方向总是与它的合力方向相同。必备知识自我检测(3)任何情况下,比例式F=kma中的k一定为1。()(4)物体由于做加速运动,所以才受合外力的作用。()(5)只要物体受到合力不为零,物体一定有加速度。()答案:解析:只有在F、m、a三个量都取国际单位的情况下,比例式F=kma中的k才等于1。答案:解析:物体受到力的作用才产生加速度。答案:解析:由牛顿第二定律知,只要合力不为0,物体的加速度就不为0。必备知识自我检测2.质量不同的甲、乙两辆实验小车,
3、在相同的合外力作用下,甲车产生的加速度为2 m/s2,乙车产生的加速度为6 m/s2,则甲车质量是乙车质量的()答案:B解析:根据F=ma可知,当两物体的合外力相同时,质量与加速度成反比,加速度之比为13,故质量之比为31。问题一问题二随堂检测对牛顿第二定律的理解情景探究如图所示,小明用力拉地面上的箱子,但箱子没动,请思考:(1)根据牛顿第二定律,有力就能产生加速度,但为什么箱子一直没动呢?(2)如果箱底光滑,当拉力作用在箱子上的瞬间,箱子是否立刻获得加速度?是否立刻获得速度?要点提示(1)牛顿第二定律F=ma中的力F指的是物体受的合力,尽管小明对箱子有一个拉力作用,但箱子受的合力为零,所以不
4、能产生加速度。(2)加速度与力之间是瞬时对应关系,有力就立刻获得加速度,但速度的获得,需要一段时间,故不能立刻获得速度。问题一问题二随堂检测知识点拨1.对牛顿第二定律的理解牛顿第二定律揭示了加速度与力、质量的关系,指明了加速度大小和方向的决定因素,对于牛顿第二定律应该从以下六个方面进行深刻理解:问题一问题二随堂检测问题一问题二随堂检测画龙点睛 表达式F=ma中,F是合力时,加速度a指的是合加速度,即物体的加速度;F是某个力时,加速度a是该力产生的加速度。2.两个加速度公式的区别画龙点睛 合外力决定物体的加速度,加速度决定速度如何变化。问题一问题二随堂检测实例引导例1(多选)(2019陕西西安高
5、一期末)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和加速度成正比问题一问题二随堂检测答案:CD解析:牛顿第二定律的表达式F=ma表明了各物理量之间的数量关系,即已知两个量,可求第三个量,作用在物体上的合外力,可由物体的质量和加速度计算,并不由它们决定,A错误;质量是物体本身的属性,由物体本身决定,与物体是否受力无关,B错误;由牛顿第二定律知加速度与合外力成正比,与质量成反比,m可由其他两量求得,故C、D正确。问题一问题二随堂检测规律方法 由F=ma可得 ,可通过测量物体受力及物体的加速度得到物体的质量,但物体的质量不能说跟
6、F成正比,跟a成反比,这是因为物体的质量是由物体本身决定的,与物体受不受力、有没有加速度无关。问题一问题二随堂检测变式训练1关于牛顿第二定律的下列说法中,不正确的是()A.物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力的大小决定,与物体的速度无关B.物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定,与速度方向无关C.物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的D.一旦物体所受合外力为零,则物体的加速度立即为零,其运动速度将不再变化答案:C解析:对于某个物体,合外力的大小决定了加速度的大小,合外力的方向决定了加速度的方向,而速度的方向与加速度方向无关。根据牛顿第二定律的瞬时性,合外力一旦为零,
7、加速度立即为零,则速度不再发生变化,以后以此时的速度做匀速直线运动,综上所述,A、B、D正确,C错误。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测例2(2019江苏南通高一上检测)如图所示,静止在光滑水平面上的物体A,一端靠着处于自然状态的弹簧。现对物体作用一水平恒力,在弹簧被压缩到最短的这一过程中,物体的速度和加速度变化的情况是()
8、A.速度增大,加速度增大B.速度增大,加速度减小C.速度先增大后减小,加速度先减小后增大D.速度先增大后减小,加速度先增大后减小答案:C解析:力F作用在A上的开始阶段,弹簧弹力kx较小,合力与速度方向同向,物体速度增大,而合力(F-kx)随x增大而减小,加速度也减小,当F=kx以后,随物体A向左运动,弹力kx大于F,合力方向与速度反向,速度减小,而加速度a随x的增大而增大。综上所述,只有C正确。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2
9、019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测规律方法(1)物体的加速度变化情况,由物体的合外力变化来确定,只要分析物体受力情况,确定了合外力的变化规律,即可由牛顿第二定律确定加速度的变化规律。(2)物体速度的变化由物体的加速度决定,速度与加速度同向,速度增加;速度与加速度反向,速度减小。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)
10、统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测变式训练2如图所示,物体在水平拉力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,速度为v。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()A.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.加速度逐渐变大,速度逐渐变小答案:D解析:物体向右做匀速直线运动,滑动摩擦力Ff=F=FN=mg,当F逐渐减小时,Ff=mg不变,所以产生与v方向相反即向左的加速度,加速度的数值a=随F逐渐减小而逐渐增大。因为a与v方向相反,所以v减小,故D正确。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019
11、）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测牛顿第二定律的应用情景探究行车时驾驶员及乘客必须系好安全带,以防止紧急刹车时造成意外伤害。请思考:(1)汽车突然刹车,要在很短时间内停下来,会产生很大的加速度,这时如何知道安全带对人的作用力大小呢?(2)汽车启动时,安全带对驾驶员产生作用力吗?要点提示(1)汽车刹车时的加速度可由刹车前的速度及刹车时间求得,由牛顿第二定律F=ma可得安全带产生的作用力。(
12、2)汽车启动时,有向前的加速度,此时座椅的后背对驾驶员产生向前的作用力,安全带不会对驾驶员产生作用力。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测知识点拨1.应用牛顿第二定律解题的步骤第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3
13、牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测2.解题方法(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个力的合外力,加速度的方向即是物体所受合外力的方向。(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力。建立坐标系时,通常选取加速度的方向作为某一坐标轴(如x轴)的正方向(也就是不分解加速度),将物体所受的力正交分解后,列出方程Fx=ma,Fy=0。特殊情况下,若物体的受力都在两个互相垂直的方向上,也可将坐标轴建立在力的方向上,正交分解加速度a。
14、根据牛顿第二定第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测实例引导例3如图所示,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的夹角=37,小球和车厢相对静止,小球的质量为1 kg(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)。求:(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;(2)悬线对小球的拉力大
15、小。点拨(1)小球运动的加速度方向是水平向右的,合力与加速度方向相同,也是水平向右的。(2)小球受绳的拉力和重力两个力的作用,合力的方向与加速度方向相同。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测解析:方法一合成法(1)由于车厢沿水平方向运动,所以小球有水平方向的加速度,所受合力F沿水平方向,选小球为研究对象,受力分析如图所示。由几
16、何关系可得F合=mgtan 小球的加速度a=gtan=7.5 m/s2,方向向右。则车厢做向右匀加速直线运动或向左匀减速直线运动。(2)悬线对球的拉力大小为第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测方法二正交分解法以水平向右为x轴正方向建立坐标系,并将悬线对小球的拉力FT正交分解,如图所示。则沿水平方向有FTsin=ma竖直方向有F
17、Tcos-mg=0联立解得a=7.5 m/s2,FT=12.5 N且加速度方向向右,故车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动。答案:(1)7.5 m/s2方向向右车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动(2)12.5 N第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测规律方法 坐标系的建立方法在牛顿第二定律的应用中,采用
18、正交分解法时,在受力分析后,建立直角坐标系是关键。在建立直角坐标系时,不管选取哪个方向为x轴正方向,最后得到的结果都应该是一样的,但在选取坐标轴时,应以解题方便为原则,应使尽可能多的力在坐标轴上。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测变式训练3如图所示,质量为1 kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数=0.5,物
19、体受到大小为20 N、与水平方向成37斜向下的推力F作用时,沿水平方向做匀加速直线运动,求物体加速度的大小。(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)解析:取物体为研究对象,受力分析如图所示,建立直角坐标系。在水平方向上:Fcos 37-Ff=ma在竖直方向上:FN=mg+Fsin 37又因为Ff=FN联立得a=5 m/s2。答案:5 m/s2第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课
20、件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测1.一辆正在喷水的洒水车,假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比,未洒水时,车匀速行驶,洒水时它的运动将是()A.做变加速运动B.做初速度不为零的匀加速直线运动C.做匀减速运动D.继续保持匀速直线运动答案:A解析:,洒水时质量m减小,则a变大,所以洒水车做加速度变大的加速运动,故A正确。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册
21、课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测2.从匀速上升的气球上释放一物体,在释放的瞬间,物体相对地面将具有()A.向上的速度B.向下的速度C.向上的加速度D.加速度为零答案:A解析:由牛顿第二定律 可知,a与F同向,在释放的瞬间,物体只受重力,方向竖直向下,C、D错误;在释放的瞬间,物体和气球具有相同的速度,A正确,B错误。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(
22、共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件问题一问题二随堂检测3.如图所示,质量为2 kg的物块沿水平地面向左运动,水平向右的恒力F的大小为10 N,物块与地面间的动摩擦因数为0.2,g取10 m/s2。取水平向左为正方向,则物块的加速度为()A.-7 m/s2B.3 m/s2C.-3 m/s2D.5 m/s2答案:A解析:以向左为正方向,对物块,由牛顿第二定律得:-F-mg=ma,代入数据解得:a=-7 m/s2,A正确,B、C、D错误。第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件第四章3牛顿第二定律2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共28张PPT)统编版课件优秀课件ppt课件部编版课件
