2019版新教材高中物理 第4章 第3節(jié) 牛頓第二定律學(xué)案 新人教版必修第一冊(cè)

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1、第3節(jié)　牛頓第二定律 1．牛頓第二定律 (1)內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 (2)牛頓第二定律可表述為a∝，也可以寫成等式F＝kma，其中k是比例系數(shù)，F(xiàn)指的是物體所受的合力。牛頓第二定律不僅闡述了力、質(zhì)量和加速度三者數(shù)量間的關(guān)系，還明確了加速度的方向與力的方向一致。 2．力的單位 (1)F＝kma中k的數(shù)值取決于F、m、a的單位的選取。 (2)“牛頓”的定義：當(dāng)k＝1時(shí)，質(zhì)量為1 kg的物體在某力的作用下獲得1 m/s2的加速度，這個(gè)力即為1牛頓(用符號(hào)N表示)，1 N＝1_kg·m/s2。此時(shí)牛頓第二定律可

2、以表述為F＝ma。 典型考點(diǎn)一　　　牛頓第二定律的理解 1．(多選)關(guān)于牛頓第二定律，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．公式F＝ma中，加速度a一定與力F的方向相同 B．某一瞬間的加速度只取決于這一瞬間物體所受的合力，而與之前或之后的受力無(wú)關(guān) C．公式F＝ma中，a實(shí)際上是作用于物體上的每一個(gè)力所產(chǎn)生的加速度的代數(shù)和 D．物體的運(yùn)動(dòng)方向一定與它所受合力的方向一致 答案　AB 解析　由牛頓第二定律的矢量性可知，加速度a一定與力F的方向相同，故A正確；牛頓第二定律表述的是同一時(shí)刻物體所受合力與其加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，故B正確；由力的獨(dú)立作用原理可知，作用在物體上的每個(gè)力都將各

3、自產(chǎn)生一個(gè)加速度，與其他力的作用無(wú)關(guān)，物體的加速度a實(shí)際上是作用于物體上的每一個(gè)力所產(chǎn)生的加速度的矢量和，故C錯(cuò)誤；合力的方向與物體加速度的方向一致，與物體速度方向不一定一致，故D錯(cuò)誤。 典型考點(diǎn)二　　　力的單位 2．(多選)在有關(guān)牛頓第二定律F＝kma中比例系數(shù)k的下述說(shuō)法中，正確的是(　　) A．在任何情況下都等于1 B．k的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力的大小決定的 C．k的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力的單位決定的 D．1 N就是使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2加速度的力 答案　CD 解析　在牛頓第二定律的表達(dá)式F＝kma中，只有質(zhì)量m、加速度a和力F的單位是國(guó)際單位時(shí)，比例

4、系數(shù)k才為1，故C正確，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)質(zhì)量m、加速度a和力F的單位是國(guó)際單位時(shí)，k＝1,1 N＝1 kg·m/s2，故1 N就是使1 kg物體產(chǎn)生1 m/s2加速度的力，故D正確。 典型考點(diǎn)三　　　牛頓第二定律的應(yīng)用 3.A、B兩球用細(xì)線懸掛于天花板上且靜止不動(dòng)，兩球質(zhì)量之比mA∶mB＝5∶3，兩球間連接一個(gè)輕彈簧(如圖所示)，如果突然剪斷細(xì)線，則在剪斷細(xì)線瞬間A球、B球的加速度分別為(已知重力加速度為g)(　　) A．g，g B．1.6g,0 C．0.6g,0 D．0，g 答案　B 解析　由于在剪斷細(xì)線的瞬間，A、B仍在原來(lái)的位置，所以輕彈簧的形變量還未發(fā)生變化，即輕彈簧中

5、的彈力大小、方向均未發(fā)生變化。由系統(tǒng)原來(lái)靜止可知，輕彈簧彈力大小為mBg，所以剪斷細(xì)線瞬間B球的合外力仍為零，加速度也為零，而A球所受的合外力大小為mAg＋mBg＝1.6mAg，所以A球的加速度為1.6g，故B正確。 4．將質(zhì)量為0.5 kg的小球，以30 m/s的速度豎直上拋，經(jīng)過(guò)2.5 s小球到達(dá)最高點(diǎn)(取g＝10 m/s2)。求： (1)小球在上升過(guò)程中受到的空氣的平均阻力； (2)小球在最高點(diǎn)時(shí)的加速度大??； (3)若空氣阻力大小不變，小球下落時(shí)的加速度為多大？ 答案　(1)1 N　(2)10 m/s2　(3)8 m/s2 解析　(1)設(shè)小球上升時(shí)，平均加速度大小為a，空氣的平均阻力為F 則v＝at，mg＋F＝ma 把v＝30 m/s，t＝2.5 s，m＝0.5 kg，代入得F＝1 N。 (2)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，因速度為零，故不受空氣阻力，故加速度大小為g＝10 m/s2。 (3)當(dāng)小球下落時(shí)，空氣阻力的方向與重力方向相反，設(shè)加速度大小為a′， 則mg－F＝ma′，代入數(shù)據(jù)解得得a′＝8 m/s2。 - 3 -