2019-2020学年高一物理人教版(2019)必修第一册学案:牛顿第二定律 Word版含答案.doc
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1、4.3 牛顿第二定律学习目标1、能准确表述牛顿第二定律;2、能从同时性、矢量性等多方面深入理解牛顿第二定律,理解为什么说牛顿第二定律是链接运动学和动力学的桥梁;3、能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题。初步体会牛顿第二定律在认识自然过程中的有效性和价值。重点难点1、对牛顿第二定律的理解,掌握及简单应用(重点)2、对牛顿第二定律的瞬时性和矢量性的确切理解(难点)自主探究1、 牛顿第二定律内容:物体加速度a的大小跟它受到的作用力F成_,跟它的质量m成_,加速度的方向跟作用力的方向_。表达式:(1)比例式:a_。(2) 等式:F=kma(其中k为比例系数)适用范围:(1)惯性参考系(相对地面静止或
2、匀速直线运动的参考系)。 (2)宏观物体(相对于分子、原子)的低速(远小于光速)运动。特征:(1)因果性:力是产生加速度的原因,只要物体所受合外力不为零,物体就获得加速度。 (2)矢量性:公式F=kma是矢量式,加速度a的方向与物体所受合外力F烦人方向总相同。 (3)瞬时性:加速度a与物体所受合外力F总是同时存在,同时变化,同时消失。 (4)同一性:F、m、a三者对应同意惯性参考系(一般指地面)、同一物体(或同一系统)。 (5)独立性:作用在物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律;每个力在各个方向上的分力所产生的的加速度也遵循牛顿第二定律;物体的合加速度等于每个力产生的加速度的矢量
3、和。2、 力的单位(1) 关系式F=kma中的比例系数k的数值由F、m、a三者的_共同决定,三者取_时k的数值不一样,为了计算简便,取_,则力的单位为kgm/s,后人为了纪念牛顿,把kgm/s称为牛顿,用符号N表示。(2)使质量为_的物体产生_的加速度的力为1N,即1N=1kgm/s。探究思考一、合外力、加速度和速度的关系(1)物体所受的合外力决定加速度的大小和方向,物体加速度和速度的关系遵循运动学规律,而物体所受的合外力和速度没有直接关系。有力必有加速度 合外力为零时,加速度为零,但此时速度不一定为零,同样速度为零时,加速度不一定为零,合外力不一定为零。(2)力是改变物体运动状态的原因有力必
4、有加速度,速度一定变化(运动状态变化)物体的合外力决定了加速度的大小,而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小,加速度的大小与速度大小无必然联系。(3)加速度的表达式 是加速度的定义式,属于物理学中用比值定义的物理量,a与、无必然联系;是加速度的决定式,揭示了物体产生加速度的原因及决定加速度的两个因素,且aF、a。【典例一】1、如图所示,自由落下的小球从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是( )A.速度变大,加速度变小B.速度变小,加速度变小C.速度先变小,后变大;加速度先变大,后变小D.速度先变大,后变小;加速度先变小,后变大解题思路:解:设
5、轻弹簧的压缩量为x、劲度系数为k,小球的质量为m。在小球与轻弹簧接触的初始阶段,压缩量x较小,合外力方向向下,加速度向下,速度向下,小球加速,根据牛顿第二定律得,分析可知:加速度a随x的增大而减小;当时,加速度减为,小球速度最大;之后,小球由于惯性继续向下运动,但合外力方向向上,加速度方向向上,速度方向向下,小球做减速运动,根据牛顿第二定律得,分析可知:加速度a随x的增大而增大。综上所述,小球的加速度先减小后增大,速度先增大后减小,选项D正确,选项ABC错误。答案:D二、物体受力突变时的瞬时加速度 (1)物体所受合外力能否发生突变,决定于施力物体的性质,具体可以简化为以下几种模型:刚性绳(或杆
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