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,高中物理·必修1·滬科版,,,第5章 研究力和運(yùn)動的關(guān)系 5.3 牛頓第二定律,3,1,2,知道牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式的確切含義.,知道國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的.,能應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單的實際問題.,4,了解什么是單位制，知道力學(xué)中的三個基本單位．,一、牛頓第二定律,答案,【問題設(shè)計】,,,,,,,,,【要點提煉】,,1．牛頓第二定律的表達(dá)式 F＝ma，式中各量都要用________單位，F(xiàn) 指物體所受的_____________,2．對牛頓第二定律的理解 (1)因果性：力F 是產(chǎn)生加速度a的原因，只要物體所受的合力不為0，物體就具有加速度． (2)瞬時性：a與F 同時產(chǎn)生，同時________，同時________，為瞬時對應(yīng)關(guān)系．,國際,合外力,變化,消失,,(3)矢量性：F＝ma 是矢量表達(dá)式，任一時刻a 的方向均與___________的方向一致，當(dāng)合外力方向變化時a 的方向同時變化，即a與F的方向在任何時刻均_________ (4)同體性：公式F＝ma中各物理量都是針對___________的． (5)獨立性：當(dāng)物體同時受到幾個力作用時，各個力都滿足F＝ma，每個力都會產(chǎn)生一個加速度，這些加速度的矢量和即為物體具有的___________ 故牛頓第二定律可表示為,合外力F,相同．,同一物體,合加速度,3．合外力、加速度、速度的關(guān)系 (1)力與加速度為因果關(guān)系．加速度與合外力方向總________、大小與合外力成_________ (2)力與速度無因果關(guān)系．合外力與速度方向可以同向，可以反向；合外力與速度方向_______時，物體做加速運(yùn)動，_______時物體做減速運(yùn)動． (3)兩個加速度公式的區(qū)別 a＝ Δv/ Δt 是加速度的定義式，是_______法定義的物理量，a與v、Δv、Δt 均_______；a＝F/m 是加速度的決定式，加速度由其受到的合外力和質(zhì)量決定．,相同,正比,同向,反向,比值,無關(guān),【延伸思考】,在地面上，停著一輛卡車，你使出全部力氣也不能使卡車做加速運(yùn)動，這與牛頓第二定律矛盾嗎？為什么？,牛頓第二定律公式中的F 指的是物體受到的合外力，大卡車在水平方向上不只受到你的推力，還同時受到地面摩擦力的作用，它們相互平衡，即卡車受到的合外力為零，故卡車不做加速運(yùn)動．,答案,不矛盾,,,合力產(chǎn)生加速度,,,,答案 在國際上采用統(tǒng)一的單位制是非常重要的，也是非常必要的.,【要點提煉】,1．國際單位制中的基本量 國際單位制中選定________、________、_________、電流(I)、熱力學(xué)溫度(T)、發(fā)光強(qiáng)度(I)、物質(zhì)的量(n)七個量為基本量． 2．國際單位制中的力學(xué)單位 (1)基本單位 長度l，單位：____；質(zhì)量m，單位：____；時間 t，單位：___. (2)常用的導(dǎo)出單位 速度(v)，由公式v＝ 導(dǎo)出，單位：______. 加速度(a)，由公式a＝ 導(dǎo)出，單位：_______. 力(F)，由公式_________導(dǎo)出，單位：_____________ 此外還有功、功率、壓強(qiáng)等等．,長度(l),質(zhì)量(m),時間(t),m,kg,s,m/s,m/s2,F＝ma,N(或kg·m/s2),s/t,,2.單位制的應(yīng)用 (1)單位制可以簡化計算過程 計算時首先將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中，用國際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位表示，這樣就可以省去計算過程中單位的代入，只在數(shù)字后面寫上相應(yīng)待求量的單位即可，從而使計算簡便． (2)推導(dǎo)物理量的單位 物理公式在確定各物理量的數(shù)量關(guān)系時，同時也確定了各物理量的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位．,,(3)判斷比例系數(shù)的單位 根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系，可判斷公式中比例系數(shù)有無單位，如公式F＝kx中k的單位為N/m，f＝μN(yùn)中μ無單位． (4)單位制可檢查物理量關(guān)系式的正誤 根據(jù)物理量的單位，如果發(fā)現(xiàn)某公式在單位上有問題，或者所求結(jié)果的單位與采用的單位制中該量的單位不一致，那么該公式或計算結(jié)果肯定是錯誤的．,例1：下列對牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma及其變形公式的理解，正確的是( ) A．由F＝ma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比 B．由m＝F/a 可知，物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比，與其運(yùn)動的加速度成反比 C．由a＝F/m 可知，物體的加速度與其所受合外力成正比，與其質(zhì)量成反比 D．由m＝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到的合外力求出,一、對牛頓第二定律的理解,CD,,,m與F、a皆無關(guān)，是物體的固有屬性,,,,例2：在解一道計算題時 (由字母表達(dá)結(jié)果的計算題)一個同學(xué)解得位移 s ＝F/2m(t1＋t2)，用單位制的方法檢查，這個結(jié)果( ) A．可能是正確的 B．一定是錯誤的 C．如果用國際單位制，結(jié)果可能正確 D．用國際單位制，結(jié)果錯誤，如果用其他單位制，結(jié)果可能正確,解析,,,,,長度 單位：m,,加速度單位：m/s2,時間單位：s,,速度 單位：m/s,,B,二、對單位制的理解與應(yīng)用,解析,三、牛頓第二定律的簡單應(yīng)用,例3：如圖所示，一質(zhì)量為8 kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，用一水平力F＝20 N拉物體由A 點開始運(yùn)動，經(jīng)過8 s后撤去拉力F，再經(jīng)過一段時間物體到達(dá)B 點停止。求：(g＝10 m/s2) (1)在拉力F 作用下物體運(yùn)動的加速度大??；,,,N,,F,,f,豎直方向:mg＝N,解析,三、牛頓第二定律的簡單應(yīng)用,例3：如圖所示，一質(zhì)量為8 kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，用一水平力F＝20 N拉物體由A點開始運(yùn)動，經(jīng)過8 s后撤去拉力F，再經(jīng)過一段時間物體到達(dá)B點停止. 求：(g＝10 m/s2) (2)撤去拉力時物體的速度大??；,,,物體勻加速直線運(yùn)動了8s,,,N,,F,,f,解析,三、牛頓第二定律的簡單應(yīng)用,例3：如圖所示，一質(zhì)量為8 kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，用一水平力F＝20 N拉物體由A點開始運(yùn)動，經(jīng)過8 s后撤去拉力F，再經(jīng)過一段時間物體到達(dá)B點停止．求：(g＝10 m/s2) (3)撤去拉力F 后物體運(yùn)動的距離．,,,N,,F,,f,,只受摩擦力,,三、牛頓第二定律的簡單應(yīng)用,例4：如圖所示，質(zhì)量為1 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，物體受到大小為20 N、與水平方向成37°角斜向下的推力F 作用時，沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動，求物體加速度的大?。?(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8),解析,,,N,,F,,f,分析物體受力，建立直角坐標(biāo)系,,y,,x,,,,,,1.(對單位制的理解) 關(guān)于力學(xué)單位制，下列說法正確的是( ) A．kg、m/s、N是導(dǎo)出單位 B．kg、m、s是基本單位 C．在國際單位制中，質(zhì)量的單位可以是kg，也可以是g D．只有在國際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式才是 F＝ma,解析,BD,力學(xué)中的基本單位只有三個: kg、m、s 其他單位都是由這三個基本單位推導(dǎo)出來的,,國際單位制中， 質(zhì)量的單位只能是kg,,3．(單位制的應(yīng)用) 有幾個同學(xué)在一次運(yùn)算中，得出了某物體位移s的大小同其質(zhì)量m、速度v、作用力F和運(yùn)動時間t 的關(guān)系式分別如下，其中一定錯誤的是( ),ABC,解析,v 的單位為m/s a 的單位為m/s2 F 的單位為kg·m/s2 s 的單位為m,,,,,,,,,3.(牛頓第二定律的理解) 關(guān)于牛頓第二定律，以下說法中正確的是( ) A．由牛頓第二定律可知，加速度大的物體，所受的合外力 一定大 B．牛頓第二定律說明了，質(zhì)量大的物體，其加速度一定小 C．由F＝ma可知，物體所受到的合外力與物體的質(zhì)量成正比 D．對同一物體而言，物體的加速度與物體所受到的合外力成 正比，而且在任何情況下，加速度的方向，始終與物體所 受的合外力方向一致,D,加速度是由合外力和質(zhì)量共同決定的:,,,,,,合外力與物體的質(zhì)量無關(guān),,,故加速度大的物體，所受合外力不一定大,質(zhì)量大的物體，加速度不一定小,4．(牛頓第二定律的簡單應(yīng)用) 如圖所示，質(zhì)量為4 kg的物體靜止于水平面上．現(xiàn)用大小為40 N， 與水平方向夾角為37°的斜向上的力拉物體，使物體沿水平面做 勻加速運(yùn)動(g取10 m/s2，sin 37°＝ 0.6，cos 37°＝ 0.8)． (1)若水平面光滑，物體的加速度是多大？,解析,,,N,,F,,,沒有摩擦力,分析物體受力如圖：,根據(jù)牛頓第二定律：,,,,4．(牛頓第二定律的簡單應(yīng)用) 如圖所示，質(zhì)量為4 kg的物體靜止于水平面上．現(xiàn)用大小為40 N，與水平方向夾角為37°的斜向上的力拉物體，使物體沿水平面做 勻加速運(yùn)動(g取10 m/s2，sin 37°＝ 0.6，cos 37°＝ 0.8)． (2)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體的加速度是多大？,,,N′,,F,,,,,,f,解析,有摩擦力,,分析物體受力如圖：,,再見,