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1、第 1 页沂水四中沂水四中 2010-2010- 20112011 学年度第一学期学年度第一学期高一、物理高一、物理 * * 必修必修 1*1* 讲案讲案 编写：编写： 刘兆强刘兆强 审核：赵德强审核：赵德强周次周次上课时间上课时间课型课型新授课新授课课题课题4.3 牛顿第二定律牛顿第二定律 单位制单位制学习目标学习目标1. 知道国际单位制中力的单位知道国际单位制中力的单位“牛顿牛顿”是怎样定义的是怎样定义的. 2.理解牛顿第二定律内容，表达式的确切含义，这是本节的重点理解牛顿第二定律内容，表达式的确切含义，这是本节的重点. 3. 本节还有一个重点就是会用牛顿第二定律进行计算本节还有一个重点就
2、是会用牛顿第二定律进行计算. 4. 知道单位制、基本单位和导出单位的概念知道单位制、基本单位和导出单位的概念. 5. 明确国际单位制，七个基本物理量和力学中三个基本物理量明确国际单位制，七个基本物理量和力学中三个基本物理量学习重点学习重点牛顿第二定律的表达式及应用牛顿第二定律的表达式及应用学习难点学习难点牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用知识回顾：知识回顾： 匀变速直线运动的三个基本公式；匀变速直线运动的三个基本公式； 1 1、速度与时间的关系式、速度与时间的关系式 2 2、位移与时间的关系式、位移与时间的关系式 3 3、速度与位移的关系式、速度与位移的关系式 教学过程：教学过程： 知识点一
3、知识点一牛顿第二定律牛顿第二定律 (1)内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用 力的方向相同力的方向相同. (2)表达式：表达式： ，在国际单位制中，在国际单位制中 k= 1，即，即Fkma.Fma (3)物理意义：力是产生加速度的原因物理意义：力是产生加速度的原因.(4)力学单位力学单位“牛顿牛顿”的含义：使质量为的含义：使质量为 1kg 的物体产生的物体产生的加速度需要的力为的加速度需要的力为 1 牛牛21/m S顿顿. 2.对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的理解 (1)瞬时
4、性：瞬时性：a 与与 F 合同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系合同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系.(2)矢量性：矢量性： 表达式，表达式，是矢量任一时刻是矢量任一时刻 a 的方向均与合外力的方向均与合外力 F 的方向一致，当合的方向一致，当合Fma 外力方向变化时外力方向变化时 a 的方向同时变化，即的方向同时变化，即 a 与与 F 合合 的方向在任何时刻均相同的方向在任何时刻均相同.(3)同体性：公式同体性：公式中各物理量都是同一物体的中各物理量都是同一物体的.Fma合(4)独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力部满足独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力部满足
5、 F=ma，每个力都会产生一个加，每个力都会产生一个加 度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度. 故牛顿第二定律可表示为故牛顿第二定律可表示为xXyyFmaFma 第 2 页问题问题 1.静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，物体是静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，物体是 否立即获得加速度，是否立即有了速度？否立即获得加速度，是否立即有了速度？问题问题 2. 用一个很小的力去推很重的桌子，却推不动它，是否说明这个力没有产生加速度？用一个很小的力去推很重的桌子，却推不动它，是否说明这个力
6、没有产生加速度？典例一；关于牛顿第二定律典例一；关于牛顿第二定律和变形公式和变形公式下列说法中正确的是下列说法中正确的是 （ FmaFam） A. 物体的加速度与物体受到的任何一个力成正比，与物体的质量成反比物体的加速度与物体受到的任何一个力成正比，与物体的质量成反比 B. 物体的加速度与物体受到的合力成正比，与物体的质量成反比物体的加速度与物体受到的合力成正比，与物体的质量成反比 C. 物体的质量与物体受到的合力成正比，与物体的加速度成反比物体的质量与物体受到的合力成正比，与物体的加速度成反比 D. 物体的质量与物体受到的合力及物体的加速度无关物体的质量与物体受到的合力及物体的加速度无关 变
7、式变式 1 在牛顿第二定律的数学表达式在牛顿第二定律的数学表达式 F= kma 中，有关比例系数中，有关比例系数 k 的说法，正确的是的说法，正确的是( ) A.k 的数值由的数值由 F、m、a 的数值决定的数值决定 B.k 的数值由的数值由 F、m、a 的单位决定的单位决定 C. 在国际单位制中，在国际单位制中，k=1 D. 在任何情况下在任何情况下 k 都于都于 1 例二、例二、.如图如图 4-3-1 所示，物体所示，物体 P 以一定的初速度以一定的初速度 V 沿光滑水平面向右运动，与一个右端沿光滑水平面向右运动，与一个右端 固定的轻质弹箕相撞，并被弹箕反向弹回固定的轻质弹箕相撞，并被弹箕
8、反向弹回. 若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那 么在么在 P 与弹簧发生相互作用的整个过程中与弹簧发生相互作用的整个过程中 A.P 的加速度大小不断变化，方向也不断变化的加速度大小不断变化，方向也不断变化 B.P 的加速度大小不断变化，但方向只改变一次的加速度大小不断变化，但方向只改变一次 C.P 的加速度大小不断改变，当加速度数值最大时，速度最小的加速度大小不断改变，当加速度数值最大时，速度最小 D. 有一段过程，有一段过程，P 的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大 变式变式 2 物体运动的速度方向、加速度方向和所受合
9、外力的方向的关系是物体运动的速度方向、加速度方向和所受合外力的方向的关系是 ( ) A. 速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的 B. 加速度跟合外力总是同方向，速度方向与它们的方向可能相同，也可能不同加速度跟合外力总是同方向，速度方向与它们的方向可能相同，也可能不同 C. 速度跟加速度总是同方向，但合外力的方向与它们可能相同，也可能不同速度跟加速度总是同方向，但合外力的方向与它们可能相同，也可能不同 D. 物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总跟合外力的方向相同物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总跟合外力的方向相同 知识点二、知识点二、
10、牛顿第二定律的应用方法和步骤牛顿第二定律的应用方法和步骤 1. 用牛顿第二定律解题的一般步骤用牛顿第二定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象确定研究对象 (2)分析研究对象的受力情况和运动情况，画出示意图分析研究对象的受力情况和运动情况，画出示意图 (3)建立直角坐标系，通常选加速度方向为正方向建立直角坐标系，通常选加速度方向为正方向 (4)根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律 F =ma 列方程求解列方程求解 2. 建立直角坐标系的方法建立直角坐标系的方法 (1)通常选加速度方向作为某一坐标轴的正方向正交分解力，列牛顿第二定律方程，通常选加速度方向作为某一坐标轴的正方向正交分解力，列牛顿第二定律
11、方程，F合合 =ma. 第 3 页(2)若物体的受力在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，解若物体的受力在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，解 a，列牛，列牛 顿第二定律方程顿第二定律方程xxyyFma Fma 例例 3、质量为、质量为 6.0103kg 的汽车，在运动中受到的阻力为的汽车，在运动中受到的阻力为 3.0103N，当它的牵引力为，当它的牵引力为1.2104N 时，加速度为多大？做何种运动？若撤去牵引力，仅在阻力的作用下汽车运动的时，加速度为多大？做何种运动？若撤去牵引力，仅在阻力的作用下汽车运动的 加速度又为多大？做何种运动？（汽车在平直公路上行
12、驶）加速度又为多大？做何种运动？（汽车在平直公路上行驶）例例 4 如图所示，质量为如图所示，质量为 4 kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为 0. 5. 物体受到大小为物体受到大小为 20N 与水平方向成与水平方向成 370角斜向上的拉力角斜向上的拉力 F 作用时，沿水平面做匀加速运作用时，沿水平面做匀加速运动，求：物体加速度的大小动，求：物体加速度的大小. (g 取取0. 8).20010/,sin370.6,cos37m s变式变式 3 如图如图 所示，质量所示，质量 m=10kg 的物体在水平面上向左运动，物体与水平面
13、间的动摩擦因的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因 数为数为 0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力，与此同时物体受到一个水平向右的推力 F=20N 的作用，则物体产生的加速度是的作用，则物体产生的加速度是( ) (g 取取 10m/s2)知识点三、瞬时作用问题知识点三、瞬时作用问题 (1)绳的拉力可突变绳的拉力可突变. (2)弹簧两端均连有物体时弹簧的弹力不可突变弹簧两端均连有物体时弹簧的弹力不可突变. 例例 5、如图、如图 4-3-6 所示，质量分别为所示，质量分别为 m 和和 2m 的的 A 和和 B 两球用轻弹簧连接，两球用轻弹簧连接，A 球用细线球用细线 悬挂起来，两
14、球均处于静止状态，如果将悬挂悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂 A 球的细线剪断，此时球的细线剪断，此时 A 和和 B 两球的瞬时两球的瞬时 加速度分别是加速度分别是 aA= aB = 变式变式 4 (2010全国高考全国高考)如图如图 4-3-7，轻弹簧上端与一质量为，轻弹簧上端与一质量为 m 的木块的木块 1 相连，下端与另相连，下端与另 一质量为一质量为 M 的木块的木块 2 相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态.现将现将 木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块
15、 1、2 的加速度大小分别为的加速度大小分别为 a1、a2重力重力 加速度大小为加速度大小为 g. 则有则有( )12,A ag ag12,B ao ag370VF第 4 页12,mMC ao aM12,mMD ag agM知识点四、力学单位制知识点四、力学单位制 1. 基本量：在物理学中，选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其基本量：在物理学中，选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其 他物理量的单位，这些被选定的物理量叫做基本量他物理量的单位，这些被选定的物理量叫做基本量. 2. 基本单位和导出单位：基本单位和导出单位： (1)基本单位：基本量的单位基本单位：基本量的单位. (2)导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位. 3. 单位制：基本单位和导出单位构成单位制单位制：基本单位和导出单位构成单位制. ( 1)国际单位制：国际通用的、包括一切科学技术领域的单位制，在国际单位制：国际通用的、包括一切科学技术领域的单位制，在 1960 年第年第
