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高中《物理》必修1-3第3节牛顿第二定律
高中《物理》必修1-3第3节牛顿第二定律
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高中《物理》必修1-3第3节牛顿第二定律
第3节牛顿第二定律
学习目标
核心素养形成脉络
1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义．(重点)
2．知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的．
3．能应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题．(难点)
一、牛顿第二定律
1．内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同．
2．表达式
(1)表达式:F＝kma,式中k是比例系数,F指的是物体所受的合力．
(2)国际单位制中:F＝ma．
二、力的单位
1．比例系数k的意义
(1)在F＝kma中,k的选取有一定的任意性．
(2)在国际单位制中k＝1,牛顿第二定律的数学表达式为F＝ma,式中F、m、a的单位分别为N、kg、m/s2．
2．国际单位:力的单位是牛顿,简称牛,符号N．
3．1N的定义:将使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力规定为1N,即1N＝1__kg·m/s2．
思维辨析
(1)由牛顿第二定律可知,加速度大的物体所受的合外力一定大．()
(2)牛顿第二定律说明了质量大的物体其加速度一定小．()
(3)任何情况下,物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致．()
(4)关于牛顿第二定律表达式F＝kma中的比例系数k,
①力F的单位用N时等于1.()
②在国际单位制中才等于1.()
③加速度单位用m/s2时等于1.()
提示:(1)×(2)×(3)√(4)①×②√③×
基础理解
(1)(2019·殷都校级月考)根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是()
A．物体加速度的方向可能跟它所受合力的方向相反
B．物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度
C．物体加速度的大小跟它所受的任一个力的大小都成正比
D．当物体的质量改变时,若所受合力的水平分力不变则物体水平加速度大小与其质量成反比
提示:选D.根据牛顿第二定律,物体加速度的方向跟它所受合力的方向相同,故A错误；物体所受合力不为零就一定产生加速度,故B错误；物体实际加速度的大小与它所受的所有力的合力成正比,故C错误；采用正交分解法可知,当物体的质量改变时,若所受合力的水平分力不变则物体水平加速度大小与其质量成反比,故D正确．
(2)力F作用于甲物体(质量为m1)时产生的加速度为a1,此力作用于乙物体(质量为m2)时产生的加速度为a2,若将甲、乙两个物体合在一起,仍受此力的作用,则产生的加速度是()
A.eq\f(a1＋a2,2)B.eq\f(|a1－a2|,2)
C.eq\f(a1a2,a1＋a2)D.eq\f(a1＋a2,a1a2)
提示:选C.力F作用于甲物体时,F＝m1a1①
力F作用于乙物体时,F＝m2a2②
力F作用于甲、乙组成的整体时,F＝(m1＋m2)a3③
解①②③式得a3＝eq\f(a1a2,a1＋a2),故选项C正确．
对牛顿第二定律的理解
问题导引
如图所示,小明用力拉地面上的箱子,但箱子没动,请思考:
(1)根据牛顿第二定律,有力就能产生加速度,但为什么箱子一直没动呢?
(2)如果箱底光滑,当拉力作用在箱子上的瞬间,箱子是否立刻获得加速度?是否立刻获得速度?
要点提示(1)牛顿第二定律F＝ma中的力F指的是物体受的合力,尽管小明对箱子有一个拉力作用,但箱子受的合力为零,所以不能产生加速度．
(2)加速度与力之间是瞬时对应关系,有力就立刻获得加速度,但速度的获得,需要一段时间,故不能立刻获得速度．
【核心深化】
1．表达式F＝ma的理解
(1)单位统一:表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位．
(2)F的含义:F是合力时,加速度a指的是合加速度,即物体的加速度；F是某个力时,加速度a是该力产生的加速度．
2．牛顿第二定律的六个性质
性质
理解
因果性
力是产生加速度的原因,只要物体所受的合力不为0,物体就具有加速度
矢量性
F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它受到的合力方向决定,且总与合力的方向相同
瞬时性
加速度与合外力是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失
同体性
F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的
独立性
作用在物体上的每一个力都产生加速度,物体的实际加速度是这些加速度的矢量和
相对性
物体的加速度是相对于惯性参考系而言的,即牛顿第二定律只适用于惯性参考系
3.两个加速度公式的区别
定义式
a＝eq\f(Δv,Δt)
它给出了测量物体的加速度的方法
决定式
a＝eq\f(F,m)
它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素
关键能力1对牛顿第二定律内容的理解
(多选)下列对
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