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《牛顿第二定律》导学案
【学习目标】1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式
2、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。
3、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
【学习重点】1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式
2、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
【学习难点】会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
【自主学习】
一、牛顿第二定律的得出(阅读教材p74页独立完成下列填空)
1、一定时,加速度与合外力成比;即:
2、一定时,加速度与质量成比;即:
3、综合以上两个因素,加速度与力和质量的关系表达为;
注意:实际物体所受的力往往不止一个,这时式中F指的是物体所受的合力
4、如果k=1,这样牛顿第二定律可以表达为。
5、力的国际单位是,他是怎样规定的:。
二、牛顿第二定律深入认识
问题1、牛顿第二定律中指出加速度与力成正比,能否说成力与加速度成正比,为什么?
问题2、从牛顿第二定律的内容分析,F、m、a是对于几个物体而言的?
问题3、一质量为m的物体静止在光滑水平面上,试讨论回答以下问题?
(1)某一时刻静止物体受水平向右的恒力F,此时物体的加速度大小为多少?方向怎样?此时速度大小为多少?
(2)进过一段时间,物体速度为v此时撤去力F,对物体施加一方向向左的恒力3F,此时物体的加速度大小多少?方向怎样?此时速度大小方向又是怎样?
(3)第(2)问中如果不撤去F,对物体再施加一个方向向左的恒力3F,此时物体的加速度大小多少?方向怎样?
教师提问:还可以用什么方法求加速度
三、【合作探究】
1、从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么?
2、质量不同的物体,所受的重力不一样,它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释?
3、(小组讨论)总结牛顿第二定律应用时的一般步骤:
四、【课堂练习】
1、在牛顿第二定律公式F=kma中,有关比例常数k的说法正确的是:()
A、在任何情况下都等于1
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D、在国际单位制中,k的数值一定等于1
2、关于速度、加速度、合外力的关系下列说法正确的是()
A.物体的速度越大则加速度越大,所受合外力也越大
B.物体的速度为零则加速度为零,所受合外力也为零
C.物体的速度为零而加速度可能很大,所受合外力也
可能很大;
D.物体的速度很大而加速度可能为零,所受合外力也
可能为零。
3、F合和a的瞬时对应和因果对应关系正确的是()
A.只有物体受到力的作用,物体才具有加速度
B.力恒定不变,加速度也恒定不变
C.力随着时间改变,加速度也随着时间改变
D.力停止作用,加速度也随即消失
五、【作业布置】
课本P78页课后《问题与练习》第2、3题。
一、4.3《牛顿第二定律》学案新人教版必修1
二、学习目标
掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式
理解公式中各物理量的意义及相互关系
知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的
4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
二、课前预习
1、牛顿第二定律内容:。
公式:
2、牛顿第二定律反映了加速度与力的关系
A、因果关系:公式F=ma表明,只要物体所受合力不为零,物体就产生加速度,即力是产生加速度的。
B、矢量关系:加速度与合力的方向。
C、瞬时对应关系:表达式F=ma是对运动过程的每一瞬间都成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失。
D、独立对应关系:当物体受到几个力的作用时,各力将独立产生与其对应的加速度。但物体实际表现出来的加速度是物体各力产生的加速度的结果。
E、同体关系:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的,所以解题时一定把研究对象确定好,把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。
3、力的国际单位是,根据定义的。当物体的质量为,在某力的作用下获得的加速度为,由牛顿第二定律可得,
,我们就把它定义为1牛顿。
4、F(可以或不可以)突变,a突变,v突变。
5、牛顿第二只定律只适用于惯性参考系,惯性参考系是指相对于地面静止或匀速的参考系;牛顿第二定律只适用于宏观低速运动的物体。
6、是定义式、度量式;是决定式。两个加速度公式,一个是纯粹从运动学(现象)角度来研究运动;一个从本质内因进行研究。
7、牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗?
三、经典例题
例1、一物体质量为1kg的物体静置在光滑水平面上,0时刻开始,用一水平向右的大小为2N的力F1拉物体,则
物体产生的加速度是多大?2S后物体的速度是多少?
若在3秒末给物体加上一个大小也是2N水平向左的拉力F2,则物体的加速度是多少?4秒末物体的速度是多少?
3S内物体的加速度2m/s2是由力F1产生的,3S后物体的加速度为0,那是说3S后F1不再产生加速度了?
例2:光滑水面上,一物体质量为1kg,初速度为0,从0时刻开始受到一水平向右的接力F,F随时间变化图如下,要求作出速度时间图象。
例3、牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗?
例4、从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么?
例5、某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,当达到100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度应为多大?假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
例6、一个物体,质量是2kg,受到互成120°角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N,这两个力产生的加速度是多大?
四、巩固练习
1、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成正比,与物体的加速度成反比;
B、由m=F/a可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比;
C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比;
D、由m=F/a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而求得。
2、在牛顿第二定律公式F=kma中,有关比例常数k的说法正确的是:
A、在任何情况下都等于1
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D、在国际单位制中,k的数值一定等于1
3、关于运动和力,正确的说法是
A、物体速度为零时,合外力一定为零
B、物体作曲线运动,合外力一定是变力
C、物体作直线运动,合外力一定是恒力
D、物体作匀速运动,合外力一定为零
4、静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力的作用,当力刚开始作用的瞬间,下列说法正确的是()
A.物体同时获得速度和加速度
B.物体立即获得加速度,但速度仍为零
C.物体立即获得速度,但加速度仍为零
D.物体的速度和加速度都仍为零
5、地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平方向成37°角推木箱,如图所示,恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
参考答案
1、【答案】CD
【解析】讲一个量与某个量成正比或与某个量成反比潜在意思是这个量由其它几个量决定。A中F是由外界因素决定,与ma无关;B中m是指物体所含物质的多少,由物体本身决定,与Fa无关。再比如初中学过,若讲电阻与电压成正比,与电流成反比,则是错误的。因为电阻由本身决定,与电压、电流无关。
2、【答案】CD
3、【答案】D
【解析】物体的速度与加速度没有必然联系,当然与合外力也没有必然联系。A错,如竖直上抛物体,物体在最高点时,速度为0,但加速度不为0;物体作曲线运动,说明物体所受的合外力一定不为0,但合外力不一定是变力,可以是恒力。如将物体水平抛出,物体在运动过程中若忽略空气阻力,则只受重力,加速度大小恒为g。B错;物体做直线运动只表示合外力与速度在同一直线上,无法得知合外力大小是否变化,C错。
4、【答案】B
5、【答案】
【解析】因为匀速,受力分析分解后有:
水平方向:
竖直方向:
可求得:
(2)受力分析分解如图:
竖直方向:因为竖直方向静止,所以竖直方向合力为0有:
水平方向:
=0.5m/s2
《牛顿第二定律》教案
【教学目标】:1.理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围.2.学会分析两类动力学问题.
【教学重点】:理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围
【教学难点】:.学会分析两类动力学问题.
【教学方法】:讲练结合
一、牛顿第二定律
[基础导引]
由牛顿第二定律可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是,我们用力提一个很重的箱子,却提不动它.这跟牛顿第二定律有没有矛盾?应该怎样解释这个现象?
[知识梳理]
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成________、跟它的质量成________,加速度的方向跟____________相同.
2.表达式:________.
3.适用范围
(1)牛顿第二定律只适用于________参考系(相对地面静止或____________运动的参考系).
(2)牛顿第二定律只适用于________物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.
二、两类动力学问题
[基础导引]
以15m/s的速度行驶的无轨电车,在关闭电动机后,经过10s停了下来.电车的质量是4.0×103kg,求电车所受的阻力.
[知识梳理]
1.动力学的两类基本问题
(1)由受力情况判断物体的____________
(2)由运动情况判断物体的____________.
2.解决两类基本问题的方法:以__________为桥梁,由运动学公式和____________________列方程求解.
:解决两类动力学问题的关键是什么?
三、力学单位制
[基础导引]
如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离l,这个力对物体做的功W=Fl.我们还学过,功的单位是焦耳(J).请由此导出焦耳与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系.
[知识梳理]
1.单位制由基本单位和导出单位共同组成.
2.力学单位制中的基本单位有________、________、时间(s).
3.导出单位有________、________、________等.
探究一牛顿第二定律的理解
例1牛顿第二定律导学案如图所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度的变化情况如何?
牛顿第二定律导学案总结
利用牛顿第二定律分析物体运动过程时应注意以下两点:
(1)a是联系力和运动的桥梁,根据受力条件,确定加速度,以加速度
确定物体速度和位移的变化.(2)
第二课时牛顿第二定律
【教学要求】
1.理解加速度与力的关系,理解加速度与质量的关系。
2.理解牛顿第二定律的内容,知道牛顿第二定律表达式的含义。
【知识再现】
牛顿第二定律:
1、内容:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。表达式:F合=ma
2、理解:F量化了迫使物体运动状态发生变化的外部作用,m量化了物体“不愿改变运动状态”的基本特性(惯性),而a则描述了物体的运动状态(v)变化的快慢。明确了上述三个量的物理意义,就不难理解如下的关系了:.
另外,牛顿第二定律给出的是F、m、a三者之间的瞬时关系,也是由力的作用效果的瞬时性特征所决定的。
知识点一对牛顿第二定律的理解
1、牛顿第二定律中的F应该是物体受到的合外力;
2、同向——加速度的方向跟合外力的方向相同;
3、同时——加速度随着合外力的变化同时变化;
4、同体——F、m、a对应于同一物体或同一系统。
【应用1】(苏州市08届高三教学调研测试)A、B两个小球的质量分别为m、2m,由两轻质弹簧连接(如图所示),处于平衡状态,下列说法正确的是()
A.将A球上方弹簧剪断的瞬时,A的加速度为零,B的加速度为零
B.将A球上方弹簧剪断的瞬时,A的加速度不为零,B的加速度为零
C.将A球下方弹簧剪断的瞬时,A的加速度不为零,B的加速度为零
D.将A球下方弹簧剪断的瞬时,A的加速度不为零,B的加速度不为零
导示:选择BD。先分析弹簧剪断前A、B受力情况,再分析弹簧剪断后,A、B受力的变化。
知识点二力学单位制
1.基本单位:所选定的基本物理量的单位。
2.导出单位:根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系,推导出的物理量的单位。
3.单位制:基本单位和导出单位的总和叫单位制.
4.国际单位制:1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,其法文简称为SI。
以下是国际单位制中的七个基本物理量和相应的国际单位制中的基本单位。
【应用2】请把下列物理量与单位一对应起来
(1)力A、kgm2/s3
(2)压强B、kgm/s2
(3)功C、kgm2/s2
(4)功率D、kg/(s2m)
导示:力的单位是N,1N=1kgm/s2,对应B;压强的单位是N/m2=kg/(s2m),对应D;功的单位
J=Nm=kgm2/s2,对应C;功率的单位W=J/s=kgm2/s3,对应A。
类型一牛顿定律解决的两类基本问题
(一)已知物体的运动情况,分析物体受力情况
【例1】(山东临沂市08届高三上学期期中考试)在山东省临沂市某一旅游景区,建有一山坡滑草运动项目,该山坡可看成倾角θ=30°的斜面,一名游客连同滑草装置总质量m=80kg,他从静止开始匀加速下滑,在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m。(不计空气阻力,取g=10m/s2,结果保留2位有效数字)问:
(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大?
(2)滑草装置与草皮之间动摩擦因数μ为多大?
导示:(1)由位移公式
沿斜面方向,由牛顿第二定律得:
联立并代入数值后,得
(2)在垂直斜面方向上,
;又
联立并代入数值后,得
(二)已知物体的受力情况,分析物体运动情况
【例2】(山东沂源一中08届高三模块终结性检测)设洒水车的牵引力不变,所受的阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上原来匀速行驶,开始洒水后,它的运动情况将是()
A.继续做匀速运动
B.变为做匀加速运动
C.变为做匀减速运动
D.变为做变加速运动
导示:选择D。分析洒水车水平方向受力:牵引力F、阻力f;由题意知f=kmg
根据牛顿第二定律,有F—kmg=ma;
洒水车开始洒水后,质量m减小,a变大。
解决两类基本问题的思路是:“两画一分析”即:画出物体受力图、运动过程示意图,分析物理过程;
注意:加速度是联系运动和力的桥梁。
类型二力和加速度的瞬时对应性
【例3】(山东沂源一中08届高三模块终结性检测)如图4所示,小球用两根轻质橡皮条悬吊着,且AO呈水平状态,BO跟竖直方向的夹角为α,那么在剪断某一根橡皮条的瞬间,小球的加速度情况是()
A、不管剪断哪一根,小球加速度均是零
B、剪断AO瞬间,小球加速度大小a=gtanα
C、剪断BO瞬间,小球加速度大小a=gcosα
D、剪断BO瞬间,小球加速度大小a=g/cosα
导示:对小球进行受力分析,当橡皮条剪断前
AO上作用力TAO=mgtanα;
BO上作用力TBO=mg/cosα。
橡皮条剪断瞬间,橡皮条上的作用力仍然保持原来的大小和方向,所以,剪断AO瞬间,小球所受合力与TAO等大反向,小球加速度大小a=gtanα;剪断BO瞬间,小球所受合力与TBO等大反向,小球加速度大小a=a=g/cosα。故BD正确。
类型三图象问题
图象问题包括:识别图象、读图(从图象中获取信息)、用图象法解题和画图。经常采用“数形结合”的方法。
【例4】(南通市2008届高三基础调研测试)下面四个图象分别表示四个物体的位移、速度、加速度和摩擦力随时间变化的规律.其中反映物体受力不可能平衡的是7.BC
导示:本题是一道识图题;A图表示物体匀速直线运动;D图中物体,当外力F与阻力f始终相等的话,也可能作匀速直线运动。物体受力不平衡,则必有加速度,由此B、C选项正确。
【例5】(如东中学08届高三第二阶段测试)物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB、mC,与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得加速度a与拉力F的关系图线如图2所示,A、B两直线平行,则以下正确的是()
A、μA=μB=μC
B、μA<μB=μC
C、mA<mB<mC
D、mA<mB=mC
导示:选择B。根据题目所描述的情景,对物体,由牛顿第二定律得:
F-μmg=ma
变形得:a=F-μg
a-F图线的斜率表示1/m,所以,mA=mB<mC;
a-F图线在纵轴上的截距表示-μg,
所以,μA<μB=μC。
1.(镇江中学08届高三第一学期期中考试卷)静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,当拉力开始作用瞬间()
A、物体立即具有速度和加速度
B、物体立即具有加速度但速度为零
C、物体立即具有速度但加速度为零
D、物体的速度和加速度该时刻都为零
2.(华南师大附中08届高三综合测试)某青年的质量是某少年质量的两倍,该青年能施的最大拉力是该少年能施最大拉力的两倍。设想该青年和少年在太空中拔河,他们最初静止地呆在空中,然后分别抓紧细绳的两端尽力对拉。那么,对拉时青年和少年的加速度大小之比是()
A.2:1B.1:1
C.1:2D.1:4
3.(山西省实验中学08届高三第二次月考试题)质量为m的物体放在粗糙的水平面上,受到一个水平方向的恒力F作用而运动,在运动过程中,该物体的加速度a的大小()
A、与物体运动速度大小无关
B、与恒力F成正比
C、与物体运动的位移大小无关
D、与物体运动的时间无关
4、(金陵中学07~08学年度第一学期期中考试)如图所示,传送带不动时,物体由皮带顶端A从静止开始下滑到皮带底端B用的时间为t,则()
A.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定大于t
B.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定等于t
C.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间一定等于t
D.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间一定小于t
5、(南京一中08届高三第一次月考试卷)一个质量为m的小球B,用两根等长的细绳1、2分别固定在车厢的A、C两点,已知两绳拉直时,如图所示,两绳与车厢前壁的夹角均为45°,试求当车以加速度a=向左做匀加速直线运动时1、2两绳的拉力。
答案:1、C2、C3、ACD4、BD
5、绳2的拉力为零,绳1的拉力
文章来源:http://m.jab88.com/j/6556.html
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