1、第二單元牛頓第二定律單位制,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,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中的基本量有三個，它們是、；它們的國際單位分別是、 (2)導出單位：由量根據(jù)物理關(guān)系推導出來的其他物理量的單位,基本,導出,長度,質(zhì)量,時間,米,千克,秒,基本,2國際單位制中的基本物理量和基本單位,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

2、度可以由以下角度進一步理解牛頓第二定律：,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,(2)正交分解法 當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 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xma(沿加速度方向)，F(xiàn)合y0(垂直于加速度方向) 分解加速度：當物體受到力

3、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,(3)應(yīng)用步驟一般為： 確定研究對象； 分析研究對象的受力情況并畫受力圖； 建立直角坐標系，把力或加速度分解到x軸或y軸上； 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； 統(tǒng)一單位，計算數(shù)值,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,

4、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 在高中物理中，我們一般選用國際單位制單位,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中學物理中的“線”和“繩”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

5、力立即消失，不需要形變恢復時間，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,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；當剪斷細線2的瞬間，細線1的拉力立即變?yōu)閙g.,圖1,2中學物理中的“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，要恢復形變需要一段時間，所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變當彈簧的一端不與有質(zhì)量的物體連接時，

6、輕彈簧的形變也不需要時間，彈力可以突變,1若物體F合t圖如圖2所示 圖2,則物體的vt圖可能為圖3所示 圖3,圖與圖a、a對應(yīng) 圖與圖b、b對應(yīng) 圖與圖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，是圖象在動力學中的三種主要應(yīng)用,【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.求人所受到的支持力和摩擦力,圖4,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

7、mgsinFNsinFcosma y方向：mgcosFsinFNcos0 由兩式可解得 FNm(gasin)，F(xiàn)macos.,圖5,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(gasin)方向豎直向上；macos，方向水平向左,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,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gtan B加速度方向向右，大小為gtan C加速度方向向左，大小為gsin D加速度方向向右，大小為gsin,圖6,解析：小

8、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：mamgtan 解得agtan，水平向左 答案：A,圖7,【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(),圖8,A2g，豎直向下；2g，豎直向下 B4g，豎直向上；4g，豎直向下 C2g，豎直向上；2g，豎直向下 D2g，豎直向下；4g，豎直向下,解

9、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FT4mg，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：FA2mg， 對B：FTFABmg FAB3mg,圖9,答案：B,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特征,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cos530.6，sin530.8)(),圖10

10、,圖11,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,【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aAaB B兩木塊速度相同時，加速度aAvB,圖12,圖13,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vt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

11、的vt圖象如圖13所示 顯然，在t1時刻vAvB，但由于在該時刻圖線斜率相同(切線平行) aAaB，在t2時刻vAvB，但加速度顯然有aAaB. 答案：BD,高分通道 在圖象中要分清點、線、截距的意義,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ABBCAD.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,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(aABaADaBC)；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vt圖象，如圖15所示，其中折線為沿ABC

12、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,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tatb，即沿ABC一邊下滑的小球先到達底端 答案：ABC一邊,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 Ckgm/s2是國際單位制中的導出單位 D時間的單位小時是國際單位制中的導出單位,解析：力學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

13、的其他單位叫導出單位，故C對，因此選D. 答案：D,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，當拉力方向不變，大小變?yōu)?F時，木塊的加速度為a，則() AaaBa2a Da2a,解析：設(shè)木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為. 則由牛頓第二定律得：Fmgma 2Fmgma 2得2F2mg2ma， 與式比較得：2Fmg2F2mg 所以a2a. 答案：C,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70.0 kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.500 m/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

14、地面的壓力大小為(g取10 m/s2)() A490 N B510 N C890 N D910 N,圖16,解析：繩子的拉力Fmgma20(100.500) N210 N地面對人的支持力也就等于工人對地面的壓力大小FNMgF700 N210 N490 N故選A. 答案：A,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，桿的頂端固定著一個質(zhì)量為m的小球當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,解析：豎直方向上，桿對小球的作用力的分力與重力平衡，即Fymg，大小不變，水平方向上的分力Fxma，大

15、小逐漸增大 答案：C,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,經(jīng)過B點時，運動員的速率最大 經(jīng)過C點時，運動員的速率最大 從C點到D點，運動員的加速度增大 從C點到D點，運動員的加速度不變 A B C D,解析：在BC段，運動員所受重力大于彈力，向下做加速度逐漸減小的變加速運動，當a0時，速度最大，即在C點時速度最大，對在CD段，彈力大于重力，運動員做加速度逐漸增大的變減速運動，對故選B. 答案：B,6如圖19所示，我國“神舟”5號飛船于2003年10月15日在酒泉航天發(fā)射場由長征2F運載火箭成功發(fā)射升空若長征2F運載火箭和飛船起飛時的總質(zhì)量為1.0105 kg，火箭起飛時推動力為3.0106 N