1、牛頓第二定律牛頓第二定律2【教法探析】 一、牛頓第二定律 1.內(nèi)容：物體的加速度的大小跟_成正比，跟物體的_成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同 2.公式：Fma. 3.物理意義：它表明了力是改變物體_的原因，不是_物體運動的原因 4.適用范圍 (1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系(相對地面靜止或勻速運動的參考系)作用力質(zhì)量運動狀態(tài)維持2【教法探析】 一、牛頓第二定律作用力質(zhì)量運動狀態(tài)維持3 (2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子)、低速運動(遠小于光速)的情況二、牛頓第二定律應用的基本模型已知物體受力情況F=ma求物體加速度運動學公式分析物體運動情況1.3 (2)牛頓第二定律

2、只適用于宏觀物體(相對于分子、原4分析物體受力情況已知物體運動情況運動學公式求物體加速度F=ma2.三、牛頓第二定律應用中的隔離法與整體法1當以幾個物體中的某一個或某一部分物體為對象進行分析時，這種方法稱為隔離法2當以幾個物體組成的整體為對象進行分析時，這種方法稱為整體法四、超重和失重1超重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受的重力的情況當物體具有向上的加速度時(加速上升或減速下降)呈現(xiàn)超重現(xiàn)象4分析物體受力情況已知物體運動情況運動學公式求物體加速度F=52失重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受的重力的情況當物體具有向下的加速度時(加速下降或減速上升)呈現(xiàn)失重

3、現(xiàn)象如果豎直向下的加速度大小為重力加速度，物體處于完全失重狀態(tài)，如所有的拋體運動、繞地球運行的太空站中的所有物體等3超重與失重并不是物體本身重力的變化；超重與失重只跟加速度方向有關，與運動速度的方向無關有豎直向上的加速度的物體處于超重狀態(tài)，有豎直向下的加速度的物體處于失重狀態(tài)52失重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所6 五、動力學兩類問題 六、力學單位制 由_單位和_單位一起組成了單位制基本物理量共七個，其中力學有三個，它們是_、_、_，它們的單位分別是_、_、_. 基本導出質(zhì)量時間長度kgsm6 五、動力學兩類問題 六、力學單位制基本導出質(zhì)7【學法導引 】1.對牛頓第二定律的

4、理解 牛頓第二定律明確了物體的受力情況和運動情況之間的定量關系，聯(lián)系物體受力情況和運動情況的橋梁是加速度可以從以下角度進一步理解牛頓第二定律： 1.同體性：在表達式中，m、F合、a都應是同一個研究對象的對應量 (1)若研究對象為單個物體，則滿足F合ma； (2)若研究對象為多個物體，則滿足F合m1a1m2a2m3a3(一維情況下)7【學法導引 】1.對牛頓第二定律的理解 牛頓第8 2.瞬時性：加速度和合外力具有瞬時對應關系，它們總是同增同減同生同滅 3.同向性：加速度與合外力的方向時刻保持一致 4.獨立性：若物體受多個力的作用，則每一個力都能獨自產(chǎn)生各自的加速度，并且任意方向均滿足F合ma，在

5、兩個相互垂直的方向進行正交分解，則有： 研究對象一個物體物體系牛頓第二定律的分量形式8 2.瞬時性：加速度和合外力具有瞬時對應關系，它們總9 例1 設想能創(chuàng)造一理想的沒有摩擦力和流體阻力的環(huán)境，用一個人的力量去推一萬噸巨輪，則從理論上可以說() A.巨輪慣性太大，所以完全無法推動 B.一旦施力于巨輪，巨輪立即產(chǎn)生一個明顯的速度 C.由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過很長一段時間后才會產(chǎn)生一個明顯的加速度 D.由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過很長一段時間后才會產(chǎn)生一個明顯的速度 答案：D 解析 力和加速度具有瞬時對應性，巨輪雖然質(zhì)量很大，但只要有力作用在巨輪上，就可產(chǎn)生加速度；由于巨輪

6、加速度很小，短時間內(nèi)速度不可能明顯地增大D正確 9 例1 設想能創(chuàng)造一理想的沒有摩擦力和流體阻力的環(huán)102.動力學的兩類基本問題 1.兩類基本問題 運用牛頓運動定律研究力和運動的關系時，它包括兩類基本問題： (1)已知物體的受力情況，確定物體的運動情況(即知道物體受到的全部作用力，運用牛頓第二定律求出加速度，如果再知道物體的初始運動狀態(tài)，運用運動學公式就可以求出物體的運動情況任意時刻的位置、速度以及運動的軌跡) (2)已知物體的運動情況，推斷或求出物體所受的未知力(即知道物體的運動情況，運用運動學公式求出物體的加速度，再運用牛頓第二定律推斷或求出物體的受力情況) 102.動力學的兩類基本問題

7、1.兩類基本問題112.動力學問題解題思維框圖112.動力學問題解題思維框圖12 3應用牛頓運動定律解題的一般步驟 (1)認真分析題意，明確已知條件和所求量，搞清所求問題的類型 (2)選取研究對象所選取的研究對象可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的整體同一題目，根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對象 (3)分析研究對象的受力情況和運動情況 (4)當研究對象所受的外力不在一條直線上時：如果物體只受兩個力，可以用平行四邊形定則求其合力；如果物體受力較多，一般把它們正交分解到兩個方向上去分別求合力；如果物體做直線運動，一般把各個力分解到沿運動方向和垂直運動的方向上12 3應用牛頓運動定律解

8、題的一般步驟13 (5)根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式列方程，物體所受外力、加速度、速度等都可根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負值代入公式，按代數(shù)方法進行運算 (6)求解方程，檢驗結(jié)果，必要時對結(jié)果進行討論 例2 質(zhì)量為M的拖拉機拉著耙來耙地，由靜止開始做勻加速直線運動，在時間t內(nèi)前進的距離為s.耙地時，拖拉機受到的牽引力恒為F，受到地面的阻力為自重的k倍，耙所受阻力恒定，連接桿的質(zhì)量不計且與水平面的夾角保持不變求：(1)拖拉機的加速度大小(2)拖拉機對連接桿的拉力大小(3)時間t內(nèi)拖拉機對耙做的功13 (5)根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式列方程，物體所14(2)設連接桿對拖拉機的拉力為F1，拖拉機受力如圖

9、所示，由牛頓第二定律得：14(2)設連接桿對拖拉機的拉力為F1，拖拉機受力如圖所示，153.牛頓定律的瞬間問題 1.對牛頓第二定律的瞬時性理解 物體運動的加速度a與其所受的合外力F有瞬時對應關系，每一瞬時的加速度只取決于這一瞬時的合外力若合外力的大小或方向改變，加速度的大小或方向也立即(同時)改變；或合外力變?yōu)榱悖铀俣纫擦⒓醋優(yōu)榱?；如果物體的合外力發(fā)生突變，則對應加速度也發(fā)生突變 153.牛頓定律的瞬間問題 1.對牛頓第二定律的瞬時162.物體所受合外力能否突變的決定因素 物體所受合外力能否發(fā)生突變，決定于施力物體的性質(zhì)，具體可以簡化為以下幾種模型： (1)鋼性繩(或接觸面)認為是一種不發(fā)生

10、明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，若剪斷(或脫離)后，其中彈力立即消失，不需要形變恢復時間，一般題目中所給細線和接觸面在不加特殊說明時，均可按此模型處理 (2)彈簧(或橡皮繩)此種物體的特點是形變量大兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，其形變恢復需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成不變 3.與彈簧相關的瞬時問題常見情景圖例162.物體所受合外力能否突變的決定因素產(chǎn)生彈力的物體，若剪17項目圖示說明情景1物體1、2分別連在輕彈簧的上、下兩端，并置于一木板上，分析木板突然抽出的瞬間情景2在推力F作用下，A、B共同以加速度a做勻加速直線運動，分析某時刻突然撤去拉力F的瞬時情景3

11、兩小球A、B用輕彈簧連接，通過細線懸掛于天花板處于靜止狀態(tài)，分析剪斷細線的瞬時17項目圖示說明物體1、2分別連在輕彈簧的上、下兩端，并置于18 項目 圖示說明情景4 用手提一根輕彈簧，彈簧下端掛一個金屬球，在將整個裝置勻加速上提的過程中，分析手突然停止不動的瞬時情景5 小球用水平彈簧系住，并由傾角為的光滑板AB托著，分析當板AB突然向下撤離的瞬間18 項目 圖示說明 用手提一根輕彈簧19 例3如圖133所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為

12、a1、a2.重力加速度大小為g.則有()19 例3如圖133所示，輕彈簧上端與一質(zhì)204.涉及傳送帶的動力學問題 傳送帶問題為高中動力學問題中的難點，主要表現(xiàn)在兩方面：其一，傳送帶問題往往存在多種可能結(jié)論的判定，即需要分析確定到底哪一種可能情況會發(fā)生；其二，決定因素多，包括滑塊與傳送帶動摩擦因數(shù)大小、斜面傾角、滑塊初速度、傳送帶速度、傳送方向、滑塊初速度方向等這就需要考生對傳送帶問題能做出準確的動力學過程分析下面是最常見的幾種傳送帶問題模型，供同學們參考204.涉及傳送帶的動力學問題 傳送帶問題為高中動力211.水平傳送帶動力學問題圖解項目情景1情景2情景3圖示情景思考：滑塊可能的運動情況有哪

13、些？(1)可能滑塊一直加速；(2)可能滑塊先加速后勻速；(3)還有其他結(jié)論嗎？(1)v0v時，可能一直減速，也可能先減速再勻速；(2)v0v和v0v兩種情況下滑塊回到右端時有何不同？211.水平傳送帶動力學問題圖解項目情景1情景2情景3情景思222.傾斜傳送帶動力學問題圖解項目情景1情景2情景3情景4圖示情景思考：滑塊可能的運動情況一共有哪些？(1)可能一直加速；(2)可能先加速后勻速；(3)還有其他結(jié)論嗎？(1)可能一直加速；(2)可能先加速后勻速；(3)可能先以a1加速后以a2加速(1)可能一直加速；(2)可能先加速后勻速；(3)可能一直勻速；(4)可能先以a1加速后以a2加速(1)可能一

14、直加速；(2)可能一直勻速；(3)可能先減速后反向加速222.傾斜傳送帶動力學問題圖解項目情景1情景2情景3情景423 例4如圖135所示，傳送帶與地面的傾角37，從A到B的長度為16 m，傳送帶以v010 m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動在傳送帶上端無初速放一個質(zhì)量為0.5 kg的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.5，求物體從A運動到B所需的時間是多少？(sin370.6，cos370.8)圖13523 例4如圖135所示，傳送帶與地面的傾角24 答案：2 s 解析 開始階段，傳送帶對物體的滑動摩擦力平行傳送帶向下，物體由靜止開始加速下滑，受力如圖甲所示； 由牛頓第二定律得：mgsinmgcosma

15、1 24 答案：2 s252526【模擬練習】1.關于運動和力的關系，以下論點正確的是( C )A物體所受的合外力不為零時，其速度一定增加B物體運動的速度越大，它受到的合外力一定越大C一個物體受到的合外力越大，則該物體的速度變化一定越快D某時刻物體的速度為零，此時刻它受到的合外力一定為零26【模擬練習】1.關于運動和力的關系，以下論點正確的是( 272.如圖321所示，一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上的O點，自由伸長到B點今用一小物體m把彈簧壓縮到A點(m與彈簧不連接)，然后釋放，小物體能經(jīng)B點運動到C點而靜止小物體m與水平面間的動摩擦因數(shù)恒定，則下列說法中正確的是()A.物體從A到B速度越來越大B.

16、物體從A到B速度先增加后減小C.物體從A到B加速度越來越小D.物體從A到B加速度先減小后增加圖321BD272.如圖321所示，一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上的O點，283.如圖323所示，小球用水平彈簧系住，并以傾角為30的光滑板AB托著，當板AB突然向下撤離的瞬間，球的加速度是多大？若改用水平細繩系住，在板AB突然向下撤離瞬間小球加速度又是多大？圖323283.如圖323所示，小球用水平彈簧系住，并以傾角為3294. 固定光滑細桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運動，推力F與小環(huán)速度v隨時間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度 g10 m/s2. 求： (1)

17、小環(huán)的質(zhì)量m； (2)細桿與地面間的傾角.典型例題剖析答案 （1）1 kg (2)30294. 固定光滑細桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小30【真題再現(xiàn)】1.（2012江蘇物理）如圖所示，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升。夾子和木塊的質(zhì)量分別為m和M，夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f。若木塊不滑動，力F的最大值是ABC-(m+M)gD +(m+M)g【答案】：A【解析】：對整體，由牛頓第二定律，F(xiàn)-(m+M)g=(m+M)a，隔離木塊M，由牛頓第二定律，2f-Mg=Ma，聯(lián)立解得：F=，選項A正確。30【真題再現(xiàn)】1.（2012江蘇物理）如圖所示，一夾子夾312.（2010全國理綜1）如圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木坂上，并處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設抽出后