第二課時(shí) 牛頓第二定律
【要求】
1．理解加速度與力的關(guān)系，理解加速度與質(zhì)量的關(guān)系。
2．理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道牛頓第二定律表達(dá)式的含義。
【知識(shí)再現(xiàn)】
牛頓第二定律：
1、內(nèi)容：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。表達(dá)式：F合= ma
2、理解：F量化了迫使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的外部作用，m量化了物體“不愿改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的基本特性（慣性），而a則描述了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（v）變化的快慢。明確了上述三個(gè)量的物理意義，就不難理解如下的關(guān)系了： .
另外，牛頓第二定律給出的是F、m、a三者之間的瞬時(shí)關(guān)系，也是由力的作用效果的瞬時(shí)性特征所決定的。
知識(shí)點(diǎn)一對(duì)牛頓第二定律的理解
1、 牛頓第二定律中的F 應(yīng)該是物體受到的合外力；
2、同向——加速度的方向跟合外力的方向相同；
3、同時(shí)——加速度隨著合外力的變化同時(shí)變化；
4、同體——F、m、a對(duì)應(yīng)于同一物體或同一系統(tǒng)。
【應(yīng)用1】（蘇州市08屆高三調(diào)研測(cè)試) A、B兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m、2m，由兩輕質(zhì)彈簧連接（如圖所示），處于平衡狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．將A球上方彈簧剪斷的瞬時(shí)，A的加速度為零，B的加速度為零
B．將A球上方彈簧剪斷的瞬時(shí)，A的加速度不為零，B的加速度為零
C．將A球下方彈簧剪斷的瞬時(shí)，A的加速度不為零，B的加速度為零
D．將A球下方彈簧剪斷的瞬時(shí)，A的加速度不為零，B的加速度不為零
導(dǎo)示： 選擇BD。先分析彈簧剪斷前A、B受力情況，再分析彈簧剪斷后，A、B受力的變化。
知識(shí)點(diǎn)二力學(xué)單位制
1.基本單位：所選定的基本物理量的單位。
2.導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和基本物理量的關(guān)系，推導(dǎo)出的物理量的單位。
3．單位制：基本單位和導(dǎo)出單位的總和叫單位制．
4．國(guó)際單位制：1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制訂了一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫做國(guó)際單位制，其法文簡(jiǎn)稱(chēng)為SI。
以下是國(guó)際單位制中的七個(gè)基本物理量和相應(yīng)的國(guó)際單位制中的基本單位。
【應(yīng)用2】請(qǐng)把下列物理量與單位一對(duì)應(yīng)起來(lái)
（1）力 A、kg?m2 /s3
（2）壓強(qiáng) B、kg?m/s2
（3）功 C、kg?m2 / s2
（4）功率 D、kg/ (s2?m)
導(dǎo)示： 力的單位是N，1N=1kgm/s2，對(duì)應(yīng)B；壓強(qiáng)的單位是N/m2= kg/ (s2?m)，對(duì)應(yīng)D；功的單位
J=N?m= kg?m2 / s2，對(duì)應(yīng)C；功率的單位W= J/s= kg?m2 /s3，對(duì)應(yīng)A。
類(lèi)型一牛頓定律解決的兩類(lèi)基本問(wèn)題
（一）已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，分析物體受力情況
【例1】（山東臨沂市08屆高三上學(xué)期期中考試）在山東省臨沂市某一旅游景區(qū)，建有一山坡滑草運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，該山坡可看成傾角θ=30°的斜面，一名游客連同滑草裝置總質(zhì)量m=80kg，他從靜止開(kāi)始勻加速下滑，在時(shí)間t=5s內(nèi)沿斜面滑下的位移x=50m。（不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）問(wèn)：
（1）游客連同滑草裝置在下滑過(guò)程中受到的摩擦力F為多大？
（2）滑草裝置與草皮之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多大？
導(dǎo)示：（1）由位移公式
沿斜面方向，由牛頓第二定律得：
聯(lián)立并代入數(shù)值后，得
（2）在垂直斜面方向上，
；又
聯(lián)立并代入數(shù)值后，得
（二）已知物體的受力情況，分析物體運(yùn)動(dòng)情況
【例2】(山東沂源一中08屆高三模塊終結(jié)性檢測(cè))設(shè)灑水車(chē)的牽引力不變，所受的阻力與車(chē)重成正比，灑水車(chē)在平直路面上原來(lái)勻速行駛，開(kāi)始灑水后，它的運(yùn)動(dòng)情況將是（ ）
A．繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)
B．變?yōu)樽鰟蚣铀龠\(yùn)動(dòng)
C．變?yōu)樽鰟驕p速運(yùn)動(dòng)
D．變?yōu)樽鲎兗铀龠\(yùn)動(dòng)
導(dǎo)示：選擇D。分析灑水車(chē)水平方向受力：牽引力F、阻力f；由題意知f= kmg
根據(jù)牛頓第二定律，有F—kmg=ma；
灑水車(chē)開(kāi)始灑水后，質(zhì)量m減小，a變大。
解決兩類(lèi)基本問(wèn)題的思路是：“兩畫(huà)一分析”即：畫(huà)出物體受力圖、運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖，分析物理過(guò)程；
注意：加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁。
類(lèi)型二力和加速度的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)性
【例3】(山東沂源一中08屆高三模塊終結(jié)性檢測(cè))如圖4所示，小球用兩根輕質(zhì)橡皮條懸吊著，且AO呈水平狀態(tài)，BO跟豎直方向的夾角為α，那么在剪斷某一根橡皮條的瞬間，小球的加速度情況是（ ）
A、不管剪斷哪一根，小球加速度均是零
B、剪斷AO瞬間，小球加速度大小a=gtanα
C、剪斷BO瞬間，小球加速度大小a=gcosα
D、剪斷BO瞬間，小球加速度大小a=g/cosα
導(dǎo)示：對(duì)小球進(jìn)行受力分析，當(dāng)橡皮條剪斷前
AO上作用力TAO=mgtanα；
BO上作用力TBO=mg/cosα。
橡皮條剪斷瞬間，橡皮條上的作用力仍然保持原來(lái)的大小和方向，所以，剪斷AO瞬間，小球所受合力與TAO等大反向，小球加速度大小a=gtanα；剪斷BO瞬間，小球所受合力與TBO等大反向，小球加速度大小a=a=g/cosα。故BD正確。
類(lèi)型三圖象問(wèn)題
圖象問(wèn)題包括：識(shí)別圖象、讀圖（從圖象中獲取信息）、用圖象法解題和畫(huà)圖。經(jīng)常采用“數(shù)形結(jié)合”的方法。
【例4】 （南通市2008屆高三基礎(chǔ)調(diào)研測(cè)試）下面四個(gè)圖象分別表示四個(gè)物體的位移、速度、加速度和摩擦力隨時(shí)間變化的規(guī)律．其中反映物體受力不可能平衡的是7．BC
導(dǎo)示：本題是一道識(shí)圖題；A圖表示物體勻速直線運(yùn)動(dòng)；D圖中物體，當(dāng)外力F與阻力f始終相等的話(huà)，也可能作勻速直線運(yùn)動(dòng)。物體受力不平衡，則必有加速度，由此B、C選項(xiàng)正確。
【例5】 （如東中學(xué)08屆高三第二階段測(cè)試）物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為mA、mB、mC，與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μA、μB、μC，用平行于水平面的拉力F分別拉物體A、B、C，所得加速度a與拉力F的關(guān)系圖線如圖2所示，A、B兩直線平行，則以下正確的是（ ）
A、μA=μB=μC
B、μA＜μB=μC
C、mA＜mB＜mC
D、mA＜mB=mC
導(dǎo)示： 選擇B。根據(jù)題目所描述的情景，對(duì)物體，由牛頓第二定律得：
F-μmg=ma
變形得：a= F-μg
a-F圖線的斜率表示1/m，所以，mA=mB＜mC；
a-F圖線在縱軸上的截距表示-μg，
所以，μA＜μB=μC。
1．（鎮(zhèn)江中學(xué)08屆高三第一學(xué)期期中考試卷）靜止在光滑水平面上的物體，受到一個(gè)水平拉力，當(dāng)拉力開(kāi)始作用瞬間（ ）
A、物體立即具有速度和加速度
B、物體立即具有加速度但速度為零
C、物體立即具有速度但加速度為零
D、物體的速度和加速度該時(shí)刻都為零
2．（華南師大附中08屆高三綜合測(cè)試）某青年的質(zhì)量是某少年質(zhì)量的兩倍，該青年能施的最大拉力是該少年能施最大拉力的兩倍。設(shè)想該青年和少年在太空中拔河，他們最初靜止地呆在空中，然后分別抓緊細(xì)繩的兩端盡力對(duì)拉。那么，對(duì)拉時(shí)青年和少年的加速度大小之比是（ ）
A．2：1 B．1：1
C．1：2 D．1：4
3．（山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)08屆高三第二次月考試題）質(zhì)量為m的物體放在粗糙的水平面上，受到一個(gè)水平方向的恒力F作用而運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，該物體的加速度a的大�。� ）
A、與物體運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)
B、與恒力F成正比
C、與物體運(yùn)動(dòng)的位移大小無(wú)關(guān)
D、與物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間無(wú)關(guān)
4、（金陵中學(xué)07～08學(xué)年度第一學(xué)期期中考試）如圖所示，傳送帶不動(dòng)時(shí)，物體由皮帶頂端A從靜止開(kāi)始下滑到皮帶底端B用的時(shí)間為t，則 （ ）
A．當(dāng)皮帶向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間一定大于t
B．當(dāng)皮帶向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間一定等于t
C．當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間一定等于t
D．當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間一定小于t
5、（南京一中08屆高三第一次月考試卷）一個(gè)質(zhì)量為m的小球B，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩1、2分別固定在車(chē)廂的A、C兩點(diǎn)，已知兩繩拉直時(shí)，如圖所示，兩繩與車(chē)廂前壁的夾角均為45°，試求當(dāng)車(chē)以加速度a= 向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)1、2兩繩的拉力。
答案：1、C 2、C 3、ACD 4、BD


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