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1、第第3节牛顿第二定律节牛顿第二定律1牛顿第二定律(1)内容：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力方向相同(2)表达式：F合ma.2力的单位(1)在国际单位制中力的单位是牛顿，符号为N.(2)1 N大小的定义：把使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力规定为1 N，即1 N1 kgm/s2.3力学单位制(1)物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系(2)国际单位制由基本单位和导出单位组成在力学中，选定米(长度单位)、千克(质量单位)、秒(时间单位)作为基本单位力学中的其他物理量的单位都可以利用物理公式，从这三个基本单位推导出来，叫
2、做导出单位自主探究：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？答案：没有矛盾公式Fma中的F指的是物体所受的合力我们用力提箱子，没有提动，箱子受重力、支持力、人对箱子的拉力，这三个力的合力为零，箱子的加速度为零3矢量性：即公式Fma是矢量式加速度a和合外力F均为矢量，且二者的方向总是相同的4瞬时性：物体的加速度与物体所受的合力总是同时产生，同时变化，同时消失所以牛顿第二定律反映的是力的瞬时效应，它是力的瞬时作用规律5独立性：由牛顿第二定律可知，作用在物体上的每一个力都各自独立地使物体产生
3、加速度，与物体是否受其他力的作用无关，就好像其他力不存在一样，这就是力的独立作用原理当物体受多个力作用时，物体运动的加速度为每个力产生的加速度的矢量和物体的加速度与合外力的关系式为：F合ma合【例1】 (2010年泉州高一检测)力F1作用在物体上产生的加速度a13 m/s2，力F2作用在该物体上产生的加速度a24 m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度的大小不可能为(D)A7 m/s2 B5 m/s2 C1 m/s2 D8 m/s2思路点拨：力F1和F2的方向不确定，则a1和a2的方向不确定，合加速度可以直接根据平行四边形定则求出解析：因加速度a1、a2的方向不确定，故合加速度
4、a的范围为|a1a2|aa1a2，即1 m/s2a7 m/s2，故D项符合题意答案：D.针对训练1-1：对牛顿第二定律的理解错误的是()A由Fma可知，F与a成正比，m与a成反比B牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用C加速度的方向总跟合外力的方向一致D当外力停止作用时，加速度随之消失解析：根据牛顿第二定律可知，a与F成正比，a与m成反比，而m与F、a的大小无关，故A错误；物体的加速度与物体所受的外力是同时产生、同时变化、同时消失的，故B错误、D正确；加速度的方向总是跟物体所受合外力的方向一致，C正确故选AB.答案：AB.思路点拨：首先确定小球所受弹力的方向，从而判断出加速度的
5、方向，再讨论速度方向是加速还是减速解析：因为小车与球相对静止，故小车的运动情况与球相同，所以取球为研究对象小球水平方向只受到弹簧水平向右的弹力，依牛顿第二定律其加速度向右其速度方向可能向右，故可能是向右做加速运动，A项对B项的加速度向左与上述分析矛盾，故B项错C项的加速度向左，故C错小车的速度可能向左，故可能是向左做减速运动，D项对答案：AD.解析：小球与弹簧接触后，受重力和弹力作用，在向下运动的过程中弹力由零开始增大，故合外力减少，直到合力为零，之后合力变为向上增大；开始a、v同向，速度增大，a向上以后，a、v反向，速度减小故选C.答案：C.【例3】 (2010年厦门高一检测)质量为2 kg
6、的物体置于水平面上，用10 N的水平拉力使它从静止开始运动，第3 s末物体的速度达到6 m/s，此时撤去外力，求：(1)物体在运动过程中受到地面的摩擦力大小；(2)撤去拉力后物体能继续滑行的距离答案：(1)6 N(2)6 m答案：2.64 m/s2(2)根据物理量的单位发现错误在查阅资料或进行计算的过程中，如果发现某公式在单位上有问题，或所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的(3)在物理计算中，如果问题中的已知量的单位都用同一单位制表示时，计算结果也一定是用同一单位制表示的因此，用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个量的单位，只要在数字后面写出正
7、确的单位就可以了思路点拨：剪断细线瞬间，弹簧的弹力不能突变，对A、B两球受力分析，利用牛顿第二定律求解答案：aA3g，方向竖直向下，aB0答案：C.巩固基础1静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力在力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是(B)A物体同时获得速度和加速度B物体立刻获得加速度，但速度仍为零C物体立即获得速度，但加速度仍为零D物体的速度和加速度仍为零2(2010年德州高一检测)关于“牛顿”这个力的国际单位下列说法正确的是(C)A使质量为2 kg的物体产生2 m/s2的加速度的力，叫做1 NB使质量为0.5 kg的物体产生1.5 m/s2的加速度的力，叫做1 NC使质量为1 kg的物体产
8、生1 m/s2的加速度的力，叫做1 ND使质量为2 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力，叫做1 N解析：根据牛顿第二定律Fma可知，1 N1 kg1 m/s2，即使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N，故C正确，A、B、D错误解析：在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达式过于繁杂，我们要把各个量换算到同一单位制中，一般为国际单位制这样计算时就不必一一写出各量的单位，只要在所求结果后写上对应的单位即可选项A中x1.2 cm没变成国际单位，C项中的小车质量m500 g没变成国际单位，所以均错误，BD正确5关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是(BC)A牛顿第二定律
9、的表达式Fma在任何情况下都适用B某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关C在公式Fma中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和D物体的运动方向一定与物体所受的合外力的方向一致解析：牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运动，故A错误；Fma具有瞬时性，故B正确；如果Fma中F指合力，则a为合力产生的加速度，它是各个分力产生的加速度的矢量和，故C正确；如果物体做减速运动，则v与a反向，那么v与F合就反向，故D错误7(2010年银川高一检测)一个物体在几个力的作用下做匀速直线运动，当与速度方向相反的一个力逐渐减小时，物体的(D)A加
10、速度减小，速度减小，位移减小B加速度减小，速度减小，位移增大C加速度增大，速度增大，位移减小D加速度增大，速度增大，位移增大解析：物体原来做匀速直线运动，合力为零，当与速度方向相反的一个力逐渐减小时，则物体的合力逐渐增大，合力的方向与物体的速度方向一致，则物体做加速度增大的加速运动，故D正确解析：首先分析小球的受力情况，设绳子拉力为F，小球质量为m，则在竖直方向上：Fcos mg在水平方向上：Fsin ma分析物块在水平方向上的受力，fma，由以上三式可得，fmgtan ，物块A相对于车有向左运动的趋势，所以受到的摩擦力向右11质量为1.5 t的汽车在前进中遇到的阻力是车重的0.05倍，汽车在水平地面上做匀加速直线运动时，5 s内速度由36 km/h增至54 km/h.求汽车发动机的牵引力的大小(g取10 m/s2)答案：2.25103 N12蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目一个质量为60 kg的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平面5.0 m高处已知运动员与网接触的时间为1.2 s若把这段时间内网对运动员的作用力当做恒力处理求此力的大小(g取10 m/s2)答案：1.5103 N