【學(xué)案導(dǎo)學(xué)設(shè)計】2020-2021學(xué)年教科版物理必修一作業(yè)：第3章-第3節(jié)-第1課時-牛頓第二定律

第3節(jié)牛頓其次定律第1課時牛頓其次定律1．牛頓其次定律表明，物體的加速度跟所受的________成正比，跟______________成反比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是__________或__________．牛頓其次定律不僅確定了加速度和力大小之間的關(guān)系，還確定了它們方向之間的關(guān)系，即加速度的方向和力的方向__________．2．在國際單位制中，力的單位是牛頓，符號為________．它是依據(jù)牛頓其次定律定義的：使質(zhì)量為____________的物體產(chǎn)生____________加速度的力叫做________．比例關(guān)系k的含義：依據(jù)F＝kma知，k＝F/ma，因此k在數(shù)值上等于使單位質(zhì)量的物體產(chǎn)生單位加速度的力的大小．k的大小由F、m、a三者的單位共同打算，在國際單位制中，k＝1，由此可知，在應(yīng)用公式F＝ma進(jìn)行計算時，F(xiàn)、m、a的單位必需統(tǒng)一為國際單位制中相應(yīng)的單位．3．關(guān)于物體的加速度和所受合外力的關(guān)系，有下列幾種說法，其中正確的是()A．物體所受的合外力為零，加速度肯定為零B．合外力發(fā)生變化時，物體的加速度肯定轉(zhuǎn)變C．物體所受合外力的方向肯定和物體加速度的方向相同D．物體所受合外力的方向可能和物體加速度的方向相反4．給靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平拉力，當(dāng)拉力剛開頭作用的瞬間，下列說法正確的是()A．物體同時獲得速度和加速度B．物體馬上獲得加速度，但速度仍為零C．物體馬上獲得速度，但加速度仍為零D．物體的速度和加速度均為零5．質(zhì)量為m＝5kg的物體放在光滑的水平面上，當(dāng)用水平力F1＝6N作用在物體上時，物體的加速度為多大？若再作用一個水平力F2＝8N，且F1、F2在同一水平面內(nèi)，F(xiàn)1垂直于F2.此時物體的加速度為多大？【概念規(guī)律練】學(xué)問點(diǎn)一牛頓其次定律的理解1．下列對牛頓其次定律的表達(dá)式F＝ma及其變形公式的理解正確的是()A．由F＝ma可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比B．由m＝eq\f(F,a)可知，物體的質(zhì)量與其所受的合力成正比，與其運(yùn)動的加速度成反比C．由a＝eq\f(F,m)可知，物體的加速度與其所受的合力成正比，與其質(zhì)量成反比D．由m＝eq\f(F,a)可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受的合力而求出2．在牛頓其次定律的表達(dá)式F＝kma中，有關(guān)比例系數(shù)k的下列說法中正確的是()A．在任何狀況下k都等于1B．k的數(shù)值由質(zhì)量、加速度和力的大小打算C．k的數(shù)值由質(zhì)量、加速度和力的單位打算D．在國際單位制中k＝1學(xué)問點(diǎn)二力和加速度的關(guān)系3．下列說法正確的是()A．物體所受合力為零時，物體的加速度可以不為零B．物體所受合力越大，速度越大C．速度方向、加速度方向、合力方向總是相同的D．速度方向可與加速度方向成任何夾角，但加速度方向總是與合力方向相同4．關(guān)于牛頓其次定律，下列說法中正確的是()A．加速度和力是瞬時對應(yīng)關(guān)系，即加速度與力是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消逝B．物體只有受到力作用時，才有加速度，但不肯定有速度C．任何狀況下，加速度的方向總與合外力方向相同，但與速度的方向不肯定相同D．當(dāng)物體受到幾個力作用時，可把物體的加速度看成是各個力單獨(dú)作用時產(chǎn)生的各個加速度的合成學(xué)問點(diǎn)三牛頓其次定律的應(yīng)用5.如圖1所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動的車廂中，小球的懸線偏離豎直方向37°，球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1kg.(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)圖1(1)求車廂運(yùn)動的加速度并說明車廂的運(yùn)動狀況；(2)求懸線對球的拉力．【方法技巧練】一、利用牛頓其次定律分析物體的運(yùn)動狀況6.如圖2所示，一個鐵球從豎直立在地面上的輕質(zhì)彈簧正上方某處自由落下，接觸彈簧后彈簧做彈性壓縮．從它接觸彈簧開頭到彈簧壓縮到最短的過程中，小球的速度和受到的合力的變化狀況是()圖2A．合力變小，速度變小B．合力變小，速度變大C．合力先變大后變小，速度先變小后變大D．合力先變小后變大，速度先變大后變小二、正交分解法在牛頓其次定律中的應(yīng)用7.如圖3所示，質(zhì)量為4kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5.物體受到大小為20N與水平方向成37°角斜向上的拉力F作用時，沿水平面做勻加速運(yùn)動，求物體加速度的大?。?g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)圖3三、利用整體法與隔離法求物體的加速度8.如圖4所示，兩個質(zhì)量相同的物體1和2緊靠在一起，放在光滑水平桌面上，假如它們分別受到水平推力F1和F2作用，而且F1>F2，則1施于2的作用力大小為()圖4A．F1 B．F2C.eq\f(1,2)(F1＋F2) D.eq\f(1,2)(F1－F2)1．下面說法中正確的是()A．同一物體的運(yùn)動速度越大，受到的合力越大B．同一物體的運(yùn)動速度變化率越小，受到的合力也越小C．物體的質(zhì)量與它所受的合力成正比D．同一物體的運(yùn)動速度變化越大，受到的合力也越大2．關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系，正確的是()A．物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大B．物體的速度為零，則加速度為零，所受的合外力也為零C．物體的速度為零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D．物體的速度很大，但加速度可能為零，所受的合外力也可能為零3．初始靜止在光滑水平面上的物體，受到一個漸漸減小的水平力的作用，則這個物體運(yùn)動狀況為()A．速度不斷增大，但增大得越來越慢B．加速度不斷增大，速度不斷減小C．加速度不斷減小，速度不斷增大D．加速度不變，速度先減小后增大4．有一恒力F施于質(zhì)量為m1的物體上，產(chǎn)生的加速度為a1、施于質(zhì)量為m2的物體上產(chǎn)生的加速度為a2；若此恒力F施于質(zhì)量為(m1＋m2)的物體上，產(chǎn)生的加速度應(yīng)是()A．a(chǎn)1＋a2 B.eq\f(a1＋a2,2)C.eq\r(a1a2) D.eq\f(a1a2,a1＋a2)5．一個物體在幾個力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若其中一個向西的力漸漸減小直到為零，則在此過程中的加速度()A．方向肯定向東，且漸漸增大B．方向肯定向西，且漸漸增大C．方向肯定向西，且漸漸減小D．方向肯定向東，且漸漸減小6．一個質(zhì)量為2kg的物體同時受到兩個力的作用，這兩個力的大小分別為2N和6N，當(dāng)兩個力的方向發(fā)生變化時，物體的加速度大小可能為()A．1m/s2 B．2m/s2C．3m/s2 D．4m/s27．如圖5所示，光滑水平面上，水平恒力F拉小車和木塊一起做勻加速直線運(yùn)動，小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，它們的共同加速度為a，木塊與小車間的動摩擦因數(shù)為μ，則在運(yùn)動過程中()圖5A．木塊受到的摩擦力大小肯定為μmgB．木塊受到的合力大小為maC．小車受到的摩擦力大小為eq\f(mF,m＋M)D．小車受到的合力大小為(m＋M)a8.如圖6所示，輕彈簧下端固定在水平面上，一個小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開頭自由下落，接觸彈簧后把彈簧壓縮到肯定程度后停止下落．在小球下落的這一全過程中，下列說法中正確的是()圖6A．小球剛接觸彈簧瞬間速度最大B．從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上C．從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的速度先增大后減小D．從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的加速度先減小后增大9．某物體做直線運(yùn)動的v－t圖像如圖7所示，據(jù)此推斷下圖(F表示物體所受合力，x表示物體的位移)四個選項(xiàng)中正確的是()圖7題號123456789答案10.水平面上有一質(zhì)量為1kg的木塊，在水平向右、大小為5N的力作用下，由靜止開頭運(yùn)動．若木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2.(1)畫出木塊的受力示意圖；(2)求木塊運(yùn)動的加速度；(3)求出木塊4s內(nèi)的位移．(g取10m/s2)第3節(jié)牛頓其次定律第1課時牛頓其次定律答案課前預(yù)習(xí)練1．合力物體的質(zhì)量F＝maa＝eq\f(F,m)相同2．N1kg1m/s21N3．ABC4．B[依據(jù)牛頓其次定律，力和加速度是瞬時對應(yīng)關(guān)系，拉力剛開頭作用的瞬間，物體馬上獲得一個加速度，但速度仍為零，由于速度的增加需要時間，B正確．]5．1.2m/s22m/s2解析只有F1作用時F1＝ma1則a1＝eq\f(F,m)＝eq\f(6,5)m/s2＝1.2m/s2F1、F2同時作用時F合＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝10Na2＝eq\f(F合,m)＝2m/s2.課堂探究練1．CD[牛頓其次定律的表達(dá)式F＝ma表明白各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，即已知兩個量，可求第三個量，但物體的質(zhì)量是由物體本身打算的，與受力無關(guān)；作用在物體上的合力，是由和它相互作用的物體產(chǎn)生的，與物體的質(zhì)量和加速度無關(guān)．故排解A、B，選C、D.]點(diǎn)評牛頓其次定律是一個試驗(yàn)定律，其公式也就不能象數(shù)學(xué)公式那樣任憑變換成不同的表示式都是成立的．2．CD[由“牛頓”單位的定義可知，只有當(dāng)質(zhì)量、加速度、力三個物理量的單位取國際單位制單位時，k才等于1，而不是由三個物理量的大小打算的，如：當(dāng)質(zhì)量取1g，加速度取1m/s2，力取1N，k就不為1，而是1000，因此應(yīng)選C、D.]3．D[由牛頓其次定律F＝ma知，F(xiàn)合為零，加速度為零，速度不肯定為零；對某一物體，F(xiàn)合越大，a越大，由a＝eq\f(Δv,Δt)知，a大只能說明速度變化率大，速度不肯定大，故A、B項(xiàng)錯誤；F合、a、Δv三者方向肯定相同，而速度方向與這三者方向不肯定相同，故C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確．]4．ABCD點(diǎn)評1.由牛頓其次定律可知，合力與加速度之間具有瞬時對應(yīng)的關(guān)系，合力與加速度可同時發(fā)生突變，但速度不能．2．合力增大，加速度肯定增大，但速度不肯定增大．3．加速度的方向與物體所受合力方向全都，但速度方向與加速度和合力的方向不肯定共線．5．(1)7.5m/s2向右加速或向左減速(2)12.5N解析小球和車廂相對靜止，所以小球與車廂的運(yùn)動狀況相同，則小球的加速度與車廂的加速度相同．對小球受力分析如右圖所示，由于車廂的加速度沿水平方向，即小球的加速度沿水平方向，所以小球所受的合力沿水平方向，則有a＝eq\f(F合,m)＝gtan37°＝eq\f(3,4)g＝7.5m/s2.(2)由圖可得線對球的拉力為F＝eq\f(mg,cos37°)＝eq\f(1×10,0.8)N＝12.5N.6．D7．0.5m/s2解析取物體為爭辯對象，對它受力分析，如下圖所示，把力F在水平方向和豎直方向上分解，可得：在水平方向：Fcos37°－f＝ma①在豎直方向：N＋Fsin37°＝mg②又f＝μN(yùn)③解①②③得a＝0.5m/s2.方法總結(jié)在動力學(xué)問題中可用正交分解法列式求解，在建坐標(biāo)軸時，一般使其中一坐標(biāo)軸沿加速度方向，另一坐標(biāo)軸沿垂直加速度方向，這樣不需分解加速度，但在有的題目中為了解題便利，也可能兩坐標(biāo)軸都不沿加速度方向，這時需要分解加速度．8．C[將物體1、2看做一個整體，其所受合力為：F合＝F1－F2，設(shè)質(zhì)量均為m，由牛頓其次定律得F1－F2＝2ma，所以a＝eq\f(F1－F2,2m).以物體2為爭辯對象，受力狀況如右圖所示．由牛頓其次定律得F12－F2＝ma，所以F12＝F2＋ma＝eq\f(F1＋F2,2).]方法總結(jié)在牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用中，整體法與隔離法的結(jié)合使用是常用的一種方法，其常用的一種思路是：利用整體法求出物體的加速度，再利用隔離法求出物體間的相互作用力．課后鞏固練1．B[速度大小與合力大小無直接聯(lián)系，A錯；由a＝eq\f(Δv,Δt)，運(yùn)動速度變化率小，說明物體的加速度小，也就是說物體受到的合力小，B對；物體的質(zhì)量與合力無關(guān)，C錯；速度的變化量的大小與物體所受合力的大小無關(guān)，D錯．]2．CD3．AC[光滑水平面，說明物體不受摩擦力作用，物體所受到的水平力即為合外力．力漸漸減小，合外力也漸漸減小，由公式F＝ma可知：當(dāng)F漸漸減小時，a也漸漸減小，但速度漸漸增大．]4．D[由F＝m1a1，F(xiàn)＝m2a2，F(xiàn)＝(m1＋m2)a可得答案是D.]5．A[物體在幾個力的作用下處于平衡狀態(tài)，即所受合外力為零．當(dāng)向西的力減小時，合外力向東且增大，依據(jù)F＝ma可知，當(dāng)合外力增大時，物體的加速度也增大．]6．BCD[依據(jù)牛頓其次定律，假如一個物體同時受到幾個力的作用，物體的加速度與所受的外力的合力成正比．題目所給的兩個力大小分別為2N和6N，當(dāng)兩個力的方向相同時合力最大，最大值為2N＋6N＝8N，當(dāng)兩個力的方向相反時合力最小，最小值為6N－2N＝4N，當(dāng)兩個力的方向既不相同，也不相反時，合力的大小大于4N而小于8N，所以兩個力的方向發(fā)生變化時，合力的大小為4N≤F合≤8N.依據(jù)牛頓其次定律可得a＝eq