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1、2019 最新沪科版物理高一上3-B牛顿第二定律辅导讲义课题牛顿第二定律1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。教学目的3、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。教学内容课前回顾1物体运动状态变化的快慢,也就是物体 _的大小 ,与物体的 _有关 ,还与物体 _ 有关物体的质量一定时,受力越大 ,其加速度就 _；物体的受力一定时,质量越小 ,加速度就 _2探究加速度与力的定量关系时,应保持物体 _不变 ,测量物体在 _的加速度；探究加速度与质量的关系时 ,应保持物体 _不变 ,测量不同质量的物体在_的加
2、速度 ,这种研究问题的方法叫_法3在该探究实验中,我们猜想物体的加速度与它所受的力成_,与质量成 _,然后根据实验数据作出_图象和 _图象 ,都应是过原点的直线知识梳理一、牛顿第二定律1定律的表述：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, 加速度的方向跟合力的方向相同 , 即 F=ma （其中的F 和 m、 a 必须相对应）特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量, 它们的关系除了数量大小的关系外, 还有方向之间的关系。明确力和加速度方向, 也是正确列出方程的重要环节。若 F 为物体受的合外力, 那么 a 表示物体的实际加速度；若F 为物体受的某一个方向上的所有力的
3、合力, 那么 a表示物体在该方向上的分加速度；若F 为物体受的若干力中的某一个力, 那么 a 仅表示该力产生的加速度, 不是物体的实际加速度。2对定律的理解：（1）瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系, 这种对应关系表现为：合外力恒定不变时 , 加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时, 加速度也为零1 / 7（2）矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。公式只表示加速度与合外力的大小关系. 矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致.（3）同一性：加速度与合外力及质量的关系, 是对同一个物体（或物体系）而言, 即 F 与 a 均是对同一个研究对象而
4、言 .（4）相对性；牛顿第二定律只适用于惯性参照系3牛顿第二定律确立了力和运动的关系牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。4应用牛顿第二定律解题的步骤明确研究对象。可以以某一个物体为对象, 也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi,对应的加速度为ai, 则有： F 合 =m1a1+m2a2+m3a3+ +mnan对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：F1=m1a1,F2=m2a2, Fn=mnan,将以上各式等号左、右分别相加, 其中左边所有力中, 凡属于系统内力的,
5、 总是成对出现并且大小相等方向相反的, 其矢量和必为零, 所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和, 即合外力F。对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度）, 并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动, 一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动, 一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向, 既可以分解力 , 也可以分解加速度）。当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时, 那就必须分阶段进行受力分析, 分阶段列方程求解。5、超重和失重问题升降机中人m =5
6、0kg,a=2 m/s向上或向下 , 求秤的示数N1 、 静止或匀速直线 N mg视重重力平衡a = 02、向上加速或向下减速, a 向上N mg maaN mg ma视重重力超重3、向下加速或向上减速, a 向下mg N ma2 / 7N mg ma视重重力失重4 、如果 a g 向下 ,则 N 0台秤 无示数完全失重注意：、物体处于“超重”或“失重”状态, 地球作用于物体的重力始终存在, 大小也无变化；、发生“超重”或“失重”现象与物体速度方向无关, 只决定于物体的加速度方向；、在完全失重状态, 平常一切由重力产生的物理现象完全消失。如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。二、牛顿定律的适用
7、范围：（ 1）只适用于研究惯性系中运动与力的关系, 不能用于非惯性系；（ 2）只适用于解决宏观物体的低速运动问题, 不能用来处理高速运动问题；（ 3）只适用于宏观物体 , 一般不适用微观粒子。典型例题分析例 1. 轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上, 弹簧下端悬挂一个小球 , 电梯中有质量为50kg 的乘客如图 6 所示 , 在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止时的一半, 取g=10m/s2 这一现象表明 ().图 6A. 电梯此时可能正以1m/s2 的加速度大小加速上升,也可能是以 1m/s2 加速大小减速上升B.电梯此时不可能是以1 m/s2 的加速度大小减速上升 ,只能是以 5
8、 m/s2 的加速度大小加速下降C.电梯此时可能正以5m/s2 的加速度大小加速上升,也可能是以 5m/s2 大小的加速度大小减速下降D.不论电梯此时是上升还是下降,加速还是减速 ,乘客对电梯地板的压力大小一定是250N例 2. 如图所示 , 一条轻绳两端各系着质量为m和 m 的两个物体 , 通过定滑轮悬挂在车厢顶上,m m, 绳与滑轮的1212摩擦忽略不计 . 若车以加速度a 向右运动 ,m1 仍然与车厢地板相对静止 ,试问 :(1) 此时绳上的张力T.(2)m 1 与地板之间的摩擦因数 至少要多大 ?例 3如图所示 , 光滑水平面上放置质量分别为m、 2m和 3m的三个木块 , 其中m质量
9、为 2m和 3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连, 轻绳能承受的最大拉力为T。2m3mF现用水平拉力F拉其中一个质量为 3 的木块 , 使三个木块以同一加速度运动, 则以m下说法正确的是( )3 / 7A质量为 2 的木块受到四个力的作用B当F逐渐增大到T时 , 轻绳刚好被拉断mC当 F 逐渐增大到1.5T 时 , 轻绳还不会被拉断D轻绳刚要被拉断时 , 质量为 m和 2m的木块间的摩擦力为 2T3例 4. 如图所示 , 绳子不可伸长 , 绳和滑轮的重力不计 , 摩擦不计 . 重物 A 和 B 的质量分别为 m1 和 m2, 求当左边绳上端剪断后 , 两重物的加速度 .例 5 如图所示 , 质量
10、为 M 10kg 的木楔 ABC静置于粗糙水平地面上, 滑动摩擦系数 0.02, 在木楔的倾角 30的斜面上 , 有一质量m 1kg 的物块由静止开始沿斜面下滑. 当滑行路程s1.4m 时, 其速度 v 1.4m/s, 在这过程中木楔没有动 , 求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.例 6. 如图所示 , 传送带上表面水平运动, 可以把质量m=20kg的行李包沿水平方向送上平板小车的左端. 小车的质量 M=50kg,原来静止停在光滑的水平面上, 行李包与小车平板间的动摩擦因数是0.4, 小车长 1-5m. 如果传送带将行李包以 v1=2.8m s 的速度送上小车, 问在这种情况下, 行李包在小车上
11、相对于平板车滑行的时间是多少?例 7. 如图所示 , 质量为 M的木板上放着一质量为m的木块 , 木块与木板间的动摩擦因数为1, 木板与水平地面间的动摩擦因数为2, 加在小板上的力F 为多大 , 才能将木板从木块下抽出?例 8质量为10 kg的物体在F 200 N 的水平推力作用下, 从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动, 斜面固定不动 , 与水平地面的夹角 37O力 F 作用 2 秒钟后撤去 , 物体在斜面上继续上滑了1.25 秒钟后 , 速度减为零求：物体与斜面间的动摩擦因数 和物体的总位移S（已知 sin37 o 0 6,cos37 O 0 8,g 10 m/s 2）4 / 7课后巩固运
12、动问题1. 在粗糙的水平面上, 物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动, 作用一段时间后, 将水平推力逐渐减小到零 , 则在水平推力逐渐减小到零的过程中().(A) 物体速度逐渐减小, 加速度逐渐减小(B)物体速度逐渐增大, 加速度逐渐减小(C) 物体速度先增大后减小 , 加速度先增大后减小(D)物体速度先增大后减小 , 加速度先减小后增大2物体在三个共点力的作用下处于静止状态, 将其中一个力减小为零的过程中, 物体做 _ 运动；此后再将这个力恢复到原值的过程中, 物体做 _运动；最后物体的运动情况是_。3. 如图所示 , 均匀板可绕中点 O转动 , 两人站在板上时 , 板恰能水平静止
13、 ,AO=2BO.若两人在板上同时开始作初速为零的匀加速运动, 板仍保持静止 , 关于人 1 和人 2 的运动方向 , 加速度的大小 , 下列判断中正确的是().(A) 相向运动 ,a 1:a 2=1:4(B) 相背运动 ,a 1:a 2=2:1(C)相向运动 ,a 1:a 2=2:1(D)相背运动 ,a 1:a 2=4:1整体法与隔离法4. 如图所示 , 五块完全相同的木块并排放在水平地面上, 它们与地面间的摩擦不计 . 当用力 F 推 1 使它们共同加速运动时, 第 2 块木块对第3 块木块的推力为 _.5. 如图所示 , 质量不等的木块A 和 B 的质量分别为 m 和 m, 置于光滑的水
14、平面上 . 当水平力 F12作用于左端 A 上, 两物体一起作匀加速运动时,A 、 B 间作用力大小为 F1. 当水平力 F 作用于右端 B上 , 两物体一起作匀加速运动时,A 、B 间作用力大小为F2, 则 ().(A) 在两次作用过程中, 物体的加速度的大小相等(B)在两次作用过程中 ,F 1+F2a(B)a =a(C)a1a(D) 条件不足 , 无法判断121227. 如图所示 , 在固定的光滑水平地面上有质量分别为mA和 m 的木块 A、 B.A、 B 之间用轻B质弹簧相连接 , 用水平向右的外力F 推 A, 弹簧稳定后 ,A 、 B 一起向右作匀加速直线运动, 加速度为 a 以向右为
15、正方向 . 在弹簧稳定后的某时刻, 突然将外力 F 撤去 , 撤去外力的瞬间 , 木块 A 的加速度是 a =_,A小块 B的加速度是aB=_.5 / 7超重与失重8. 匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧, 弹簧下端挂有一小球 . 若升降机突然停止 , 在地面上的观察者看来 , 小球在继续上升的过程中()A. 速度逐渐减小.B. 速度先增大后减小.C.加速度逐渐增大.D. 加速度逐渐减小.9 某超市 , 一位顾客推着一辆装有许多商品的货车匀加速前进, 加速度为a , 顾客对车的推力为F。货车内有一质量为 m的哈密瓜所受周边其他商品的总作用力大小为_。10如图所示 , 质量为 m的物块 A 紧贴
16、着小车的竖直壁, 它们之间的动摩擦因数为,小车运动时 ,A 相对于车以g/2 的加速度沿壁加速下滑, 则小车的加速度大小为,方向为。11. 如图所示 , 小车上有一竖直杆 , 总质量为 M,杆上套有一块质量为 m的木块 , 杆与木块间的动摩擦因数为, 小车静止时木块可沿杆自由滑下. 问 : 必须对小车施加多大的水平力让车在光滑水平面上运动时, 木块才能匀速下滑?12. 如图所示 , 质量为 m的人在自动扶梯上, 已知鞋底与扶梯间的滑动摩擦系数为卢, 扶梯与水平面问的夹角为,假定人随扶梯以加速度a 一起向上加速运动, 这时人受到的摩擦力大小是()A.ma.B. mg.C. m(g+asin ).
17、D.macos.13 如图所示 , 在车厢内用倾斜绳A 和水平绳B 同系一个小球, 车厢向右作加速运动, 两绳的拉力大小分别为TA和TB. 现使车厢向右作加速运动的加速度增大, 则两绳拉力大小的变化情况是()A.T A 变小 .B.T A不变 .C.TB 变大 .D.T B 不变 .14 如图所示 , 升降机以加速度a 加速下降 , 升降机内有一倾角为的粗糙斜面 , 质量为 m的物体与斜面相对静止,则斜面对物体的支持力大小为()A.m(g a)cos .B.mgcos.B.C.m(g+a)cos .D.mgcos+masin .15. 不计质量的细绳依次连接两个质量不同的小球, 上面的小球质量
18、较大些, 悬挂在密闭6 / 7车厢的顶上 . 当车厢向左匀加速运动时, 图中能正确反映上、下两段细绳与竖直方向的关系的是()16、 如图 2-9 天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时 , 上面小球A 与下面小球B 的加速度为A a1=g a 2 =gB a1=2g a 2 =gC a1=2g a 2=0D a1=0 a 2=g17 有一只质量为m的小猫 , 竖直跳上一根用细线悬挂起来的质量为M的长木柱上。当猫跳上木柱后, 细线断裂 ,此时猫要与地面保持不变的高度, 在此过程中 , 猫要使木柱对地面的加速度为_。18.某同学找了一个用过的“易
19、拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞, 用手指按住洞, 向罐中装满水 , 然后将易拉罐竖直向上抛出, 空气阻力不计, 则下列说法正确的是（）A易拉罐上升的过程中, 洞中射出的水的速度越来越快B易拉罐下降的过程中, 洞中射出的水的速度越来越快C易拉罐上升、下降的过程中, 洞中射出的水的速度都不变D易拉罐上升、下降的过程中, 水不会从洞中射出19一个水槽中漂浮一木块( 水槽中的水不满), 将其放入升降机中。当升降机突然启动加速上升时。水槽中的液面会()A上升B下降C保持不变D无法判断20. 在水平地面上有一辆运动的平板小车, 车上固定一个盛水的烧杯 , 烧杯的直径为 L, 当小车作加速度为a 的匀加速运动时, 水面呈如图所示, 则小车的加速度方向为_, 左右液面的高度差 h 为_.7 / 7