2016-2017學(xué)年高中物理專題4.3牛頓第二定律講基礎(chǔ)版解析版新人教版必修

1、4.3 牛頓第二定律 知識點(diǎn)一、牛頓第二定律牛頓第二定律1內(nèi)容物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同2表達(dá)式(1)比例式：aeq f(F,m)或Fma.(2)等式：Fkma(各量單位未知時)，其中k為比例系數(shù)，F(xiàn)指物體所受的合力對牛頓第二定律的理解牛頓第二定律反映了力作用在物體上，產(chǎn)生的加速度跟力及物體質(zhì)量的關(guān)系，對于它們之間的關(guān)系，應(yīng)注意以下幾個方面：因果性只要物體所受合力不為0(無論合力多么小)，物體就獲得加速度，即力是產(chǎn)生加速度的原因矢量性物體加速度的方向與物體所受力(或合力)的方向總是相同瞬時性由于aF，則物體的加速度與物體所受的力總是同時存

2、在，同時變化，則時消失同一性F、m、a三者對應(yīng)同一個物體獨(dú)立性作用在物體上的每個力都將獨(dú)立地產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他力的作用無關(guān)，合力的加速度為這些加速度的矢量和相對性物體的加速度必須是對靜止的或做勻速直線運(yùn)動的參考系而言的，對做加速運(yùn)動的參考系不適用特別提醒(1)力與加速度為因果關(guān)系，力是因，加速度是果，力與加速度無先后關(guān)系(2)通過關(guān)系式meq f(F,a)可以計(jì)算物體的質(zhì)量，但物體的質(zhì)量與合外力及加速度無關(guān)【典型例題】【例題1】根據(jù)牛頓第二定律，下列敘述正確的是()A物體加速度的大小跟它的質(zhì)量、受到的合力無關(guān)B物體所受合外力必須達(dá)到一定值時，才能使物體產(chǎn)生加速度C物體加速度的大

3、小跟它所受的作用力中的任一個的大小成正比D當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合外力的水平分力不變時，物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比【答案】D【針對訓(xùn)練】物體靜止在光滑的水平桌面上從某一時刻起用水平恒力F推物體，則在該力剛開始作用的瞬間()A立即產(chǎn)生加速度，但速度仍然為零B立即同時產(chǎn)生加速度和速度C速度和加速度均為零D立即產(chǎn)生速度，但加速度仍然為零【答案】A【解析】力F作用的瞬間，物體立即產(chǎn)生加速度，但此時速度仍然為零速度的變化需要一段時間綜上所述，A正確知識點(diǎn)二、力的單位 1力的單位牛頓的定義在國際單位制中力的單位是牛頓，符號為N.它是根據(jù)牛頓第二定律定義的：使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速

4、度的力，叫作1 N，即1 N1kgm/s2.2比例系數(shù)k的意義(1)在Fkma中，k的取值與所選單位制有關(guān)(2)在國際單位制中k1，牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：F=ma，式中F、m、a的單位分別為N、kg、m/s2.綜合上節(jié)的兩個實(shí)驗(yàn)結(jié)果，關(guān)于力、質(zhì)量和加速度的關(guān)系，我們可以用下面的比例式來表示若k=1，上面的表達(dá)式就變成了最簡單的表達(dá)式F = ma當(dāng)質(zhì)量是m=1kg的物體在某個力的作用下獲得加速度a=1 m/s2，由公式F= ma我們知道這個力的大小就是F=ma=1kg1m/s2=1kgm/s2，后人為了紀(jì)念牛頓，就把kgm/s2這個單位稱為牛頓物理學(xué)中規(guī)定 : 1N=1Kg.m/s2牛頓第

5、二定律內(nèi)容：物體加速度的大小跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同表達(dá)式: F合 ma知識點(diǎn)三、牛頓第二定律的應(yīng)用 應(yīng)用牛頓第二定律解題的方法(1)由牛頓第二定律Fma可知，合力F的方向與加速度a的方向相同解題時，若已知加速度的方向，就可推知合力的方向；反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向(2)求合力F時，要靈活選用力的合成法或正交分解法等方法處理合成法：當(dāng)物體受兩個力時，一般用合成法求合力正交分解法：當(dāng)物體受兩個以上的力的作用時，常用正交分解法求合力多數(shù)情況下是把力正交分解到加速度的方向上和垂直于加速度的方向上，列式為eq blcrc (avs4alco

6、1(FxF1xF2xF3xmax,FyF1yF2yF3ymay)；若物體的受力在兩個互相垂直的方向上，也可將坐標(biāo)軸建立在力的方向上，分解加速度力與運(yùn)動的關(guān)系1力與運(yùn)動的關(guān)系2速度的增減速度增大還是減小，要看速度和加速度的方向關(guān)系，加速度大小的變化是由合力大小變化決定的3區(qū)別加速度的定義式與決定式定義式aeq f(v,t)，即加速度定義為速度變化量與所用時間的比值，而aeq f(F,m)則揭示了加速度取決于物體所受的合力與物體的質(zhì)量要點(diǎn)歸納1合外力與加速度的關(guān)系2直線運(yùn)動中加速度與速度的關(guān)系3力與運(yùn)動的關(guān)系【典型例題】【例題2】如圖所示，自動扶梯與水平面夾角為，上面站著質(zhì)量為m的人，當(dāng)自動扶梯以

7、加速度a加速向上運(yùn)動時，求扶梯對人的彈力FN和扶梯對人的摩擦力Ff。【審題指導(dǎo)】這是一個動力學(xué)問題，人受到豎直向下的重力mg、豎直向上的支持力FN和水平向右的摩擦力Ff，因?yàn)槿说募铀俣确较蜓胤鎏菹蛏希匀怂艿倪@三個力的合力方向也沿扶梯向上。用正交分解法解答牛頓第二定律問題，多數(shù)情況下是加速度落在坐標(biāo)軸上，分解力建立方程求解，但有些問題分解加速度較為方便，解題中應(yīng)注意總結(jié)?！敬鸢浮縨gmasinmacos【解析】解法一：建立如圖甲所示的直角坐標(biāo)系，人的加速度方向正好沿x軸正方向，由題意可得x軸方向：FfcosFNsinmgsinmay軸方向：FNcosFfsinmgcos0解得FNmgmasin，F(xiàn)fmacos?！踞槍τ?xùn)練】如圖所示，質(zhì)量為m20 kg的物塊受到與水平面成37角、大小為100 N的力的作用，在水平地面上以2 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動，試分析當(dāng)撤去力F時，物體的加速度為多少？【答案】2.86 m/s2方向與物體運(yùn)動方向相反【解析】設(shè)未撤去力F時，物體受力如圖所示水平方向上根據(jù)牛頓第二定律得FcosFfma.所以FfFcosma80 N40 N40 N.豎直方向上物體受力平衡，即FsinFNmg，所以FNmgFsin200 N60 N140 N.又由FfFN，得eq f(Ff,FN)e