1、高中物理高中物理必修必修1沪科版沪科版第第5 5章章 研究力和运动的关系研究力和运动的关系5.3 5.3 牛顿第二定律牛顿第二定律3 12知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义.知道国际单位制中力的单位知道国际单位制中力的单位“牛顿牛顿”是怎样定义的是怎样定义的.能应用牛顿第二定律解决简单的实际问题能应用牛顿第二定律解决简单的实际问题.4了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律答案答案【问题设计问题设计】【要点提炼要点提炼】1牛顿第二定律的表达式牛顿第二定律的表达式Fma，式中
2、各量都要用，式中各量都要用_单位，单位，F 指物指物体所受的体所受的_2对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的理解(1)因果性：因果性：力力F 是产生加速度是产生加速度a的原因，只要的原因，只要物体所受的合力不为物体所受的合力不为0，物体就具有加速度，物体就具有加速度(2)瞬时性：瞬时性：a与与F 同时产生，同时同时产生，同时_，同时同时_，为瞬时对应关系，为瞬时对应关系国际国际合外力合外力变化变化消失消失(3)矢量性：矢量性：Fma 是矢量表达式，任一时刻是矢量表达式，任一时刻a 的方的方向均与向均与_的方向一致，当合外力方向变化的方向一致，当合外力方向变化时时a 的方向同时变化，即的方向同时
3、变化，即a与与F的方向在任何时刻均的方向在任何时刻均_(4)同体性：同体性：公式公式Fma中各物理量都是针对中各物理量都是针对_的的(5)独立性：独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足都满足Fma，每个力都会产生一个加速度，这些，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的加速度的矢量和即为物体具有的_故牛顿第二定律可表示为故牛顿第二定律可表示为合外力合外力F相同相同同一物体同一物体合加速度合加速度3合外力、加速度、速度的关系合外力、加速度、速度的关系(1)力与加速度为因果关系加速度与合外力方向总力与加速度为因果关系加速度与合外力方向总
4、_、大小与合外力成、大小与合外力成_(2)力与速度无因果关系合外力与速度方向可以同力与速度无因果关系合外力与速度方向可以同向，可以反向；合外力与速度方向向，可以反向；合外力与速度方向_时，物体时，物体做加速运动，做加速运动，_时物体做减速运动时物体做减速运动(3)两个加速度公式的区别两个加速度公式的区别a v/t 是加速度的定义式，是是加速度的定义式，是_法定义的物法定义的物理量，理量，a与与v、v、t 均均_；aF/m 是加速度是加速度的决定式，加速度由其受到的合外力和质量决定的决定式，加速度由其受到的合外力和质量决定相同相同正比正比同向同向反向反向比值比值无关无关【延伸思考延伸思考】在地面
5、上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动，这与牛顿第二定律矛盾吗？能使卡车做加速运动，这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？为什么？牛顿第二定律公式中的牛顿第二定律公式中的F 指的是物体受到的合外力，指的是物体受到的合外力，大卡车在水平方向上不只受到你的推力，还同时受到大卡车在水平方向上不只受到你的推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相互平衡，即地面摩擦力的作用，它们相互平衡，即卡车受到的合卡车受到的合外力为零，故卡车不做加速运动外力为零，故卡车不做加速运动答案答案不矛盾不矛盾合力产生加速度合力产生加速度答案在国际上采用统一的单位制是非常重要
6、的，也是答案在国际上采用统一的单位制是非常重要的，也是非常必要的非常必要的.【要点提炼要点提炼】1国际单位制中的基本量国际单位制中的基本量国际单位制中选定国际单位制中选定_、_、_、电流、电流(I)、热力学温度热力学温度(T)、发光强度、发光强度(I)、物质的量、物质的量(n)七个量为基本量七个量为基本量2国际单位制中的力学单位国际单位制中的力学单位(1)基本单位基本单位长度长度l，单位：，单位：_；质量；质量m，单位：，单位：_；时间；时间 t，单位：，单位：_.(2)常用的导出单位常用的导出单位速度速度(v)，由公式，由公式v 导出，单位：导出，单位：_.加速度加速度(a)，由公式，由公式
7、a 导出，单位：导出，单位：_.力力(F)，由公式，由公式_导出，单位：导出，单位：_此外还有功、功率、压强等等此外还有功、功率、压强等等长度长度(l)质量质量(m)时间时间(t)mkgsm/sm/s2FmaN(或或kgm/s2)s/t0ttvv2.单位制的应用单位制的应用(1)单位制可以简化计算过程单位制可以简化计算过程计算时首先计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制将各物理量的单位统一到国际单位制中，用中，用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就可以国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待省去计算过程中单位的代入，只在数字后
8、面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便求量的单位即可，从而使计算简便(2)推导物理量的单位推导物理量的单位物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位理量间的关系推导出物理量的单位(3)判断比例系数的单位判断比例系数的单位根据公式中物理量的单位关系，可判断根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数公式中比例系数有无单位有无单位，如公式，如公式Fkx中中k的单位为的单位为N/m，fN中中无无单位单位(4)单位制
9、可检查物理量关系式的正误单位制可检查物理量关系式的正误根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的致，那么该公式或计算结果肯定是错误的例例1：下列对牛顿第二定律的表达式：下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的理及其变形公式的理解，正确的是解，正确的是()A由由Fma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，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与物体的加速度成反比B由由mF/a 可
10、知，物体的质量与其所受合外力成正比，与可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比其运动的加速度成反比C由由aF/m 可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比与其质量成反比D由由mF/a 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和可知，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求出它所受到的合外力求出一、对牛顿第二定律的理解一、对牛顿第二定律的理解CDm与与F、a皆无关皆无关，是物体的固有属性，是物体的固有属性 例例2：在解一道计算题时：在解一道计算题时(由字母表达结果的计算题由字母表达结果的计算题)一个同学解得位移一
11、个同学解得位移 s F/2m(t1t2)，用单位制的，用单位制的方法检查，这个结果方法检查，这个结果()A可能是正确的可能是正确的B一定是错误的一定是错误的C如果用国际单位制，结如果用国际单位制，结果可能正确果可能正确D用国际单位制，结果错用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，误，如果用其他单位制，结果可能正确结果可能正确解析解析长度长度单位：单位：m加速度单位：加速度单位：m/s2时间单位：时间单位：s速度速度单位：单位：m/sB二、对单位制的理解与应用二、对单位制的理解与应用 解析解析三、牛顿第二定律的简单应用三、牛顿第二定律的简单应用例例3：如图所示，一质量为：如图所示，一质量为8
12、kg的物体静止在粗糙的水平地面的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力，用一水平力F20 N拉物体由拉物体由A 点开始运动，经过点开始运动，经过8 s后撤去拉力后撤去拉力F，再经过一段时，再经过一段时间物体到达间物体到达B 点停止。求：点停止。求：(g10 m/s2)(1)在拉力在拉力F 作用下物体运动的加速度大小；作用下物体运动的加速度大小；mgNFf竖直方向竖直方向:mgN解析解析三、牛顿第二定律的简单应用三、牛顿第二定律的简单应用例例3：如图所示，一质量为：如图所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面的物体静止在粗糙
13、的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力，用一水平力F20 N拉物体由拉物体由A点开始运动，经过点开始运动，经过8 s后撤去拉力后撤去拉力F，再经过一段时，再经过一段时间物体到达间物体到达B点停止点停止.求：求：(g10 m/s2)(2)撤去拉力时物体的速度大小；撤去拉力时物体的速度大小；物体匀加速直线运动了物体匀加速直线运动了8staat10vvv0.5 8 m/s4 m/s vmgNFf解析解析三、牛顿第二定律的简单应用三、牛顿第二定律的简单应用例例3：如图所示，一质量为：如图所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面的物体静止在粗糙的
14、水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力，用一水平力F20 N拉拉物体由物体由A点开始运动，经过点开始运动，经过8 s后撤去拉力后撤去拉力F，再经过一段时间，再经过一段时间物体到达物体到达B点停止求：点停止求：(g10 m/s2)(3)撤去拉力撤去拉力F 后物体运动的距离后物体运动的距离mgNFf只受摩擦力只受摩擦力三、牛顿第二定律的简单应用三、牛顿第二定律的简单应用例例4：如图所示，质量为：如图所示，质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数与水平面间的动摩擦因数0.5，物体受到大小为，物体受到大小为
15、20 N、与、与水平方向成水平方向成37角斜向下的推力角斜向下的推力F 作用时，沿水平方向做匀作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大小加速直线运动，求物体加速度的大小(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)解析解析mgNFf分析物体受力，建立直角坐标系分析物体受力，建立直角坐标系 yx1.(对单位制的理解对单位制的理解)关于力学单位制，下列说关于力学单位制，下列说法正确的是法正确的是()Akg、m/s、N是导出单是导出单位位Bkg、m、s是基本单位是基本单位C在国际单位制中，质量在国际单位制中，质量的单位可以是的单位可以是kg，也可以，也可以是是gD只有在
16、国际单位制中，只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才牛顿第二定律的表达式才是是 Fma解析解析BD力学中的基本单位只有力学中的基本单位只有三个三个:kg、m、s其他单位都是由这三个其他单位都是由这三个基本单位基本单位推导推导出来的出来的 国际单位制中，国际单位制中，质量的单位质量的单位只能是只能是kg 3(单位制的应用单位制的应用)有几个同学在一次运算中，得有几个同学在一次运算中，得出了某物体位移出了某物体位移s的大小同其的大小同其质量质量m、速度、速度v、作用力、作用力F和运和运动时间动时间t 的关系式分别如下，的关系式分别如下，其中一定错误的是其中一定错误的是()ABC 解析解析v 的
17、单位为的单位为m/sa 的单位为的单位为m/s2F 的单位为的单位为kgm/s2s 的单位为的单位为m sm/sm/s2/smm/skg(m/s)kg223m/skgsm/skg2mm/skg(m/s)kg223.(牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解)关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是()A由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力 一定大一定大B牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小C由由Fma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比可知，
18、物体所受到的合外力与物体的质量成正比D对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成 正比，而且在任何情况下，加速度的方向，始终与物体所正比，而且在任何情况下，加速度的方向，始终与物体所 受的合外力方向一致受的合外力方向一致D加速度是由合外力和质量共同决定的加速度是由合外力和质量共同决定的:合外力与物体合外力与物体的质量无关的质量无关 故加速度大的物体，所受合外力不一定大故加速度大的物体，所受合外力不一定大质量大的物体，加速度不一定小质量大的物体，加速度不一定小 4(牛顿第二定律的简单应用牛顿第二定律的简单应用)如图所示，质量为如图所示，质
19、量为4 kg的物体静止于水平面上现用大小为的物体静止于水平面上现用大小为40 N，与水平方向夹角为与水平方向夹角为37的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做匀加速运动匀加速运动(g取取10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37 0.8)(1)若水平面光滑，物体的加速度是多大？若水平面光滑，物体的加速度是多大？解析解析mgNF没有摩擦力没有摩擦力分析物体受力如图：分析物体受力如图：根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：4(牛顿第二定律的简单应用牛顿第二定律的简单应用)如图所示，质量为如图所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上现用大小为的物体静止于水平面上现用大小为40 N，与，与水平方向夹角为水平方向夹角为37的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做匀加速运动匀加速运动(g取取10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37 0.8)(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多大？，物体的加速度是多大？mgNFf解析解析有摩擦力有摩擦力分析物体受力如图：分析物体受力如图：敬请各位老师提出宝贵意见！敬请各位老师提出宝贵意见！
