牛頓第二定律的單位制講解第1頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1．內(nèi)容：物體的加速度跟它所受的合力成

，跟物體的質(zhì)量成

，加速度的方向與

的方向相同．2．表達式：F合＝ma.3．物理意義：牛頓第二定律揭示了物體的

跟它受的

及物體本身質(zhì)量的關(guān)系．正比反比合力加速度合力第2頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1．單位制：由

單位和

單位一起組成了單位制．(1)基本單位：基本物理量的單位．力學(xué)中的基本量有三個，它們是

、

、

；它們的國際單位分別是

、

、

．(2)導(dǎo)出單位：由

量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位．基本導(dǎo)出長度質(zhì)量時間米千克秒基本第3頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月2．國際單位制中的基本物理量和基本單位物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質(zhì)量m千克(公斤)kg時間t秒s電流I安(培)A熱力學(xué)溫度T開(爾文)K發(fā)光強度l1(lv)坎(德拉)cd物質(zhì)的量n(V)摩(爾)mol第4頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月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(guān)系．聯(lián)系物體的受力情況和運動情況的橋梁是加速度．可以由以下角度進一步理解牛頓第二定律：第5頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月同向性公式F＝ma是矢量式，任一時刻，F(xiàn)與a同向正比性m一定時，a∝F瞬時性a與F對應(yīng)同一時刻，即a為某時刻的加速度時，F(xiàn)為該時刻物體所受合力因果性F是產(chǎn)生a的原因，物體具有加速度是因為物體受到了力同一性有三層意思：①加速度a相對于同一慣性系(一般指地面)②F＝ma中，F(xiàn)、m、a對應(yīng)同一物體或同一系統(tǒng)③F＝ma中，各量統(tǒng)一使用國際單位獨立性①作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律②物體的實際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和③分力和加速度在各個方向上的分量也遵從牛頓第二定律，即：Fx＝max，F(xiàn)y＝may局限性①只適用于宏觀、低速運動的物體，不適用于微觀、高速運動的粒子②物體的加速度必須是相對于地球靜止或勻速直線運動的參考系(慣性系)而言的第6頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1．合成法和正交分解法求加速度(1)合成法若物體只受兩個力作用而產(chǎn)生加速度時，根據(jù)牛頓第二定律可知，利用平行四邊形定則求出的兩個力的合外力方向就是加速度方向．特別是兩個力互相垂直或相等時，應(yīng)用力的合成法比較簡單．當(dāng)物體受多個力作用產(chǎn)生加速度時，可以先求出其分力，再應(yīng)用牛頓第二定律求加速度．第7頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)正交分解法當(dāng)物體受到兩個以上的力作用而產(chǎn)生加速度時，常用正交分解法．通常是分解力，但在有些情況下分解加速度更簡單．①分解力：一般將物體受到各個力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，則：F合x＝ma(沿加速度方向)，F(xiàn)合y＝0(垂直于加速度方向)．②分解加速度：當(dāng)物體受到力相互垂直時，沿這兩個相互垂直的方向分解加速度，再應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解，有時更簡單．第8頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)應(yīng)用步驟一般為：①確定研究對象；②分析研究對象的受力情況并畫受力圖；③建立直角坐標系，把力或加速度分解到x軸或y軸上；④分別沿x軸方向和y軸方向應(yīng)用牛頓第二定律列出方程；⑤統(tǒng)一單位，計算數(shù)值．第9頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1．物理公式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的同時，也確定了物理量的單位關(guān)系．2．在進行物理計算時，若所有的已知量都用國際單位制的單位表示，那么只要正確地應(yīng)用物理公式，計算的結(jié)果必是用相應(yīng)國際單位來表示的．3．單位制在物理計算中可以檢驗計算的結(jié)果是否正確．考查等式兩邊的單位是否一致，若發(fā)現(xiàn)不一致，則說明物理關(guān)系的建立和推斷有錯誤．第10頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月①若物理量的單位不在同一單位制中，必須先統(tǒng)一到同一單位制中．②在高中物理中，我們一般選用國際單位制單位．第11頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析瞬時前后的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度．此類問題應(yīng)注意兩種模型的建立．1．中學(xué)物理中的“線”和“繩”是理想化模型，具有以下幾個特性：第12頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)輕：其質(zhì)量和重力均可視為等于零，同一根繩(或線)中各點的張力大小相等，其方向總是沿著繩子且背離受力物體的方向．(2)不可伸長：即無論繩子所受力多大，繩子的長度不變，由此特點可知，繩子中的張力可以突變．剛性桿、繩(線)或接觸面都可以認為是一種不發(fā)生明顯形變就能產(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(fù)時間，一般題目中所給桿、細線和接觸面在不加特殊說明時，均可按此模型來處理．第13頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月如質(zhì)量均為m的兩個物體之間用一細線相連，再用一細線懸掛于天花板上靜止，如圖1所示．此時細線1的拉力為2mg；當(dāng)剪斷細線2的瞬間，細線1的拉力立即變?yōu)閙g.圖1第14頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月2．中學(xué)物理中的“彈簧”和“橡皮繩”也是理想化模型，具有以下幾個特性：(1)輕：其質(zhì)量和重力均可視為等于零，同一彈簧兩端及其中間各點的彈力大小相等．(2)彈簧既能承受拉力，也能承受壓力；橡皮繩只能承受拉力，不能承受壓力．(3)由于彈簧和橡皮繩受力時，要恢復(fù)形變需要一段時間，所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變．當(dāng)彈簧的一端不與有質(zhì)量的物體連接時，輕彈簧的形變也不需要時間，彈力可以突變．第15頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1．若物體F合－t圖如圖2所示圖2第16頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月則物體的v－t圖可能為圖3所示．圖3第17頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖①與圖a、a′對應(yīng)圖②與圖b、b′對應(yīng)圖③與圖c、c′對應(yīng)2．已知物體的運動圖象，通過加速度分析物體受力情況；已知物體受力圖象，分析物體的運動情況；或通過圖象對物體的受力與運動情況進行分析，是圖象在動力學(xué)中的三種主要應(yīng)用．第18頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月【例1】如圖4所示，質(zhì)量為m的人站在自動扶梯上，扶梯正以加速度a向上減速運動，a與水平方向的夾角為θ.求人所受到的支持力和摩擦力．圖4第19頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：以人為研究對象，受力分析如圖5所示．因摩擦力F為待求，且必沿水平方向，設(shè)為水平向右．建立圖示坐標，并規(guī)定正方向．根據(jù)牛頓第二定律得x方向mgsinθ－FNsinθ－Fcosθ＝ma①y方向：mgcosθ＋Fsinθ－FNcosθ＝0②由①②兩式可解得FN＝m(g－asinθ)，F(xiàn)＝－macosθ.第20頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖5第21頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月F為負值，說明摩擦力的實際方向與假設(shè)方向相反，為水平向左．答案：m(g－asinθ)方向豎直向上；macosθ，方向水平向左．第22頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月高分通道求解時可分解力，也可分解加速度．本題中顯然分解加速度較方便．第23頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月?變式1：一輛小車在水平面上行駛，懸掛的擺球相對于小車靜止，并且懸繩與豎直方向成θ角，如圖6所示，下列關(guān)于小車的運動情況正確的是 ()A．加速度方向向左，大小為gtanθB．加速度方向向右，大小為gtanθC．加速度方向向左，大小為gsinθD．加速度方向向右，大小為gsinθ圖6第24頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：小車在水平方向上運動，所以擺球的加速度在水平方向，對小球受力分析如圖7所示，只要將重力和繩的拉力在水平方向上合成即可，由三角形知識和牛頓第二定律：ma＝mgtanθ解得a＝gtanθ，水平向左．答案：A圖7第25頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月

【例2】如圖8所示是兩根輕彈簧與兩個質(zhì)量都為m的小球連接成的系統(tǒng)，上面一根彈簧的上端固定在天花板上，兩小球之間還連接了一根不可伸長的細線．該系統(tǒng)靜止，細線受到的拉力大小等于4mg.在剪斷了兩球之間的細線的瞬間，球A的加速度aA和球B的加速度aB分別是 ()第26頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8第27頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月A．2g，豎直向下；2g，豎直向下B．4g，豎直向上；4g，豎直向下C．2g，豎直向上；2g，豎直向下D．2g，豎直向下；4g，豎直向下第28頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：系統(tǒng)初始時刻處于平衡狀態(tài)，分別對A、B球受力分析，如圖9所示，由于細線拉力FT＝4mg，則說明AB之間彈簧處于壓縮狀態(tài)，對A與B及二者間彈簧這一整體，有：FA＝2mg，對B：FT＝FAB＋mg∴FAB＝3mg圖9第29頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月答案：B第30頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月高分通道分析瞬時加速度問題，主要抓住：(1)分析瞬時前后的受力情況及運動狀態(tài)，列出相應(yīng)的規(guī)律方程．(2)緊抓輕繩模型中的彈力可以突變、輕彈簧模型中的彈力不能突變這個力學(xué)特征．第31頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月?變式2：細繩拴一個質(zhì)量為m的小球，小球用固定在墻上的水平彈簧支撐，小球與彈簧不粘連，平衡時細繩與豎直方向的夾角為53°，如圖10所示．以下說法正確的是(已知cos53°＝0.6，sin53°＝0.8) ()圖10第32頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖11第33頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月細繩燒斷瞬間，細繩的拉力突然變?yōu)榱?，而彈簧的彈力不變，此時小球所受的合力與F2等大反向，所以小球的加速度立即變?yōu)閍＝

.答案：D第34頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月【例3】如圖12所示，質(zhì)量相同的木塊A、B用輕彈簧連接置于光滑的水平面上，開始彈簧處于自然狀態(tài)，現(xiàn)用水平恒力F推木塊A，則從開始到彈簧第一次被壓縮到最短的過程中，以下說法正確的是 ()A．兩木塊速度相同時，加速度aA＝aBB．兩木塊速度相同時，加速度aA<aBC．兩木塊加速度相同時，速度vA<vBD．兩木塊加速度相同時，速度vA>vB第35頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖12圖13第36頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：顯然在彈簧壓縮到最短的過程中，A所受到的合外力變小，所以aA減小，B所受到的合外力變大，所以aB增大，在v－t圖象中，a就是圖線切線的斜率，又因為兩物體開始速度均為0，所以，所畫A、B的v－t圖象如圖13所示．顯然，在t1時刻vA>vB，但由于在該時刻圖線斜率相同(切線平行)∴aA＝aB，在t2時刻vA＝vB，但加速度顯然有aA<aB.答案：BD第37頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月高分通道在圖象中要分清點、線、截距的意義．第38頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月?變式3：如圖14所示為兩個光滑的斜面，高相同，右邊由兩部分組成，且AB＋BC＝AD.兩小球a、b分別從A點沿兩側(cè)斜面由靜止滑下，不計轉(zhuǎn)折處的能量損失，哪一邊的小球先滑到斜面底面？圖14第39頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖15解析：兩小球從等高處沿光滑斜面由靜止下滑，由于兩邊斜面傾角不同，下滑的加速度也不同(aAB>aAD>aBC)；根據(jù)機械能守恒定律，兩球到達底端的速度大小相等，因此畫出其v－t圖象，如圖15所示，其中折線為沿ABC斜面下滑的a球的速度圖象，直線為沿AD斜面下滑的b球的速度圖象．第40頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月因圖象上圖線與t所圍“面積”即為位移的大小，所以要滿足a、b兩圖線下方的面積相等，必須使圖中畫有斜紋的部分的兩塊面積相等．顯然，一定有關(guān)系式ta<tb，即沿ABC一邊下滑的小球先到達底端．答案：ABC一邊第41頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月

1．關(guān)于國際單位制的下列說法中不正確的有()A．質(zhì)量是物理學(xué)中的基本物理量B．長度的單位m是國際單位制中的基本單位C．kg·m/s2是國際單位制中的導(dǎo)出單位D．時間的單位小時是國際單位制中的導(dǎo)出單位第42頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：力學(xué)的基本物理量是長度、質(zhì)量、時間，其對應(yīng)的單位叫基本單位，其基本單位中國際制單位分別是米、千克和秒，故A對B對，D錯．由基本單位推出的其他單位叫導(dǎo)出單位，故C對，因此選D.答案：D第43頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月2．質(zhì)量為m的木塊位于粗糙水平面上，若用大小為F的水平恒力拉木塊，其加速度為a，當(dāng)拉力方向不變，大小變?yōu)?F時，木塊的加速度為a′，則 ()A．a(chǎn)′＝a B．a(chǎn)′<2aC．a(chǎn)′>2a D．a(chǎn)′＝2a第44頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：設(shè)木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ.則由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma ①2F－μmg＝ma′ ②①×2得2F－2μmg＝2ma，與②式比較得：2F－μmg>2F－2μmg所以a′>2a.答案：C第45頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月3．(2009年廣東卷)建筑工人用圖16所示的定滑輪裝置運送建筑材料．質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10m/s2) ()A．490N B．510NC．890N D．910N第46頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月圖16第47頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：繩子的拉力F＝mg＋ma＝20(10＋0.500)N＝210N．地面對人的支持力也就等于工人對地面的壓力大小FN＝Mg－F＝700N－210N＝490N．故選A.答案：A第48頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月4．如圖17所示，小車沿水平面向右做加速直線運動，車上固定的硬桿和水平面的夾角為θ，桿的頂端固定著一個質(zhì)量為m的小球．當(dāng)車的加速度逐漸增大時，桿對小球的作用力(F1至F4變化)的受力圖形(OO′沿桿方向)可能是下圖中的 ()圖17第49頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：豎直方向上，桿對小球的作用力的分力與重力平衡，即Fy＝mg，大小不變，水平方向上的分力Fx＝ma，大小逐漸增大．答案：C第50頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月5．(2009年上海卷)圖18為蹦極運動的示意圖．彈性繩的一端固定在O點，另一端和運動員相連．運動員從O點自由下落，至B點彈性繩自然伸直，經(jīng)過合力為零的C點到達最低點D，然后彈起．整個過程中忽略空氣阻力．分析這一過程，下列表述正確的是 ()圖18第51頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月①經(jīng)過B點時，運動員