1、第2课时牛顿第二运动定律学习目标1.科学思维通过上节实验，能得出并准确描述牛顿第二运动定律2.科学思维理解力的单位的由来，理解关系式Fkma是如何变成Fma的3.科学方法能运用牛顿第二运动定律分析和处理简单的问题4.科学方法知道单位制和国际单位制，知道力学中其他物理量的单位都可以用基本单位导出一、牛顿第二定律1内容：物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度方向与合外力方向相同2表达式：F合kma.质量的单位用kg，加速度的单位用m/s2，且规定质量为1 kg的物体获得1 m/s2的加速度所需的力为1 N，这样表达式中的k就等于1，牛顿第二定律表达式可简化为Fma.二
2、、力学单位制1国际单位(1)基本单位：在力学中有米(m)(长度单位)、千克(kg)(质量单位)、秒(s)(时间单位)(2)导出单位：在力学中利用物理公式从三个基本单位导出的其他单位2意义与作用：用公式计算的时候，所列的等式中就不必一一写出每个物理量的单位，只要在计算结果的数据后面写出待求量的单位即可1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)由牛顿第二定律可知，物体的质量与物体所受合外力成正比，与物体的加速度成反比()(2)物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力大小决定，与物体的速度大小无关()(3)物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定，与速度方向无关()(4)在力学问题的分析计算
3、中，只能采用国际单位，不能采用其他单位()(5)力学单位制中，国际单位制的基本单位有千克、米、秒()(6)只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是Fma.()2关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是()A牛顿第二定律的表达式Fma在任何情况下都适用B某一瞬时的加速度，不但与这一瞬时的外力有关，而且与这一瞬时之前或之后的外力有关C在公式Fma中，若F为合外力，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合外力的方向一致C牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运动，A错误；Fma具有同时性，B错误；如果Fma中F是合外力，则a为合外力产生的加速度，即各分力产
4、生加速度的矢量和，C正确；如果物体做减速运动，则v与F反向，D错误3(多选)下列说法中正确的是 ()A质量是物理学中的基本物理量B长度是国际单位制中的基本单位Ckgm/s是国际单位制中的导出单位D时间的单位小时，是国际单位制中的导出单位AC质量是力学中的基本物理量，A正确；长度是物理量，不是单位，B错误；kgm/s是国际单位制中的导出单位，C正确；小时是时间的基本单位，不是导出单位，D错误牛顿第二定律1.牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素2牛顿第二定律的五点说明因果性只要物体所受合外力不为0(无论合外力多么小)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原
5、因矢量性物体加速度的方向与物体所受合外力的方向总是相同的，加速度的方向由合外力的方向决定瞬时性物体的加速度与物体所受合外力总是同时存在、同时变化、同时消失的，所以牛顿第二定律反映的是力的瞬时作用效果同一性F、m、a三者对应同一个物体独立性作用在物体上的每个力都将独立产生各自的加速度，且遵从牛顿第二定律，物体的实际加速度为每个力产生的加速度的矢量和分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即Fxmax，Fymay3.用牛顿第二定律解决的两类基本问题(1)已知受力情况确定运动情况(2)已知运动情况确定受力情况处理方法：在这两类问题中，加速度是联系力和运动的桥梁，受力分析和运动过程分析是
6、解决问题的关键【例1】如图所示，质量m2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F8 N、与水平方向成37角斜向上的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.求：(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小；(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小解析：(1)对物体受力分析如图：由牛顿第二定律得：Fcos fmaFsin NmgfN解得：a1.3 m/s2，方向水平向右(2)vat1.35 m/s6.5 m/s.(3)sat21.352m16.25 m.答
7、案：(1)见解析图1.3 m/s2，方向水平向右(2)6.5 m/s(3)16.25 m动力学的两类基本问题的解题步骤(1)选取研究对象根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体，可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体(2)分析研究对象的受力情况和运动情况注意画好受力分析图，明确物体的运动过程和运动性质(3)选取正方向或建立坐标系通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向(4)求合外力F.(5)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解，必要时还要对结果进行讨论1.“歼十”战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异，引起了世界的广泛关注如图所示，一架质量m5.0103 kg的
8、“歼十”战机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离s5.0102 m，达到起飞速度v60 m/s，在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍求飞机滑行时受到的牵引力多大？(g取10 m/s2)解析：滑行过程，飞机受重力G、支持力N、牵引力F、阻力f四个力作用，在水平方向上，由牛顿第二定律得：Ffma，f0.02mg飞机匀加速滑行，有v202as解得a3.6 m/s2F1.9104 N.答案：1.9104 N2.如图所示，质量为m的球与弹簧和水平细线相连，、的另一端分别固定于P、Q.球静止时，中拉力大小为T1，中拉力大小为T2.当仅剪断、中的一根的瞬间，球的加速度a应是()A若剪断，
9、则ag，方向竖直向下B若剪断，则a，方向水平向左C若剪断，则a，方向沿的延长线D若剪断，则ag，方向竖直向上A若剪断，弹簧上弹力消失，由于水平细线上的弹力可以突变，此时上的弹力瞬间减为零，球受到的合外力就是球的重力，球的加速度就是重力加速度，即ag，方向竖直向下，选项C错误，A正确；若剪断，此时水平细线上的弹力消失，由于弹簧来不及发生形变，弹簧上弹力不变，球受到的合外力大小等平水于细线上的弹力，方向与水平细线上弹力反向，即合力大小Fmgtan T2，球的加速度为a，方向水平向左，选项B、D均错误力学单位制1.推导单位物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可
10、以根据物理公式中物理量间的关系，推导出物理量的单位2检验计算结果各量的单位统一成国际单位，计算结果的单位和该物理量的国际单位一致时，该运算过程才可能是正确的若所求物理量的单位不对，则结果一定错【例2】声音在空气中的传播速度v与空气的密度、压强p有关下列关于声音传播速度的表达式(k为比例系数，无单位)可能正确的是()AvkBvCvDvB压强p可由公式p求得，则其单位为kg/(ms2)；密度可由公式求得，则的单位为kg/m3.由于题中k无单位，则k的单位为m2/s2，显然不是速度的单位，选项A错误而的单位为m/s，选项B中的表达式可能正确又的单位为s/m，不是速度的单位，选项C错误.的单位为kg/
11、(m2s)，不是速度的单位，选项D错误(1)在进行物理运算时，最终的结果往往是一个表达式，很难判断其正误.这时，可将全部物理量的国际单位制单位代入式中，对单位进行运算，若得到的单位不是所求物理量的国际单位制单位，结果就一定是错误的.(2)值得注意的是，运用量纲检查法得到的单位正确，但结果不一定是正确的.3在国际单位制中，质量、长度和时间三个物理量的基本单位分别是()AN、m、sBkg、m、sCN、m、hDkg、s、m/sB在国际单位制中，质量、长度和时间三个物理量的基本单位分别是kg、m、s，故选B.4据报载，我国自行设计生产的磁悬浮飞机运行速度可达v150 m/s.假设“飞机”的总质量m5
12、t，沿水平直轨道以a1 m/s2的加速度从静止做匀加速起动至最大速度，忽略一切阻力的影响，(重力加速度g10 m/s2)求：(1)“飞机”所需的动力F；(2)“飞机”起动至最大速度所需的时间t.解析：(1)由牛顿第二定律得，“飞机”所需的动力Fma5 000 N.(2)从起动至最大速度所需时间t150 s.答案：(1)5 000 N(2)150 s1物理观念牛顿第二定律、力学单位制2科学思维应用牛顿第二定律解决问题1下列仪器中，不属于国际单位制基本物理量测量工具的是()A天平B弹簧测力计C秒表D刻度尺B天平测质量，弹簧测力计测力，秒表测时间，刻度尺测长度，其中力不属于基本物理量，故选B.2竖直
13、起飞的火箭在推力F的作用下产生10 m/s2的加速度，若推力增大到2F，则火箭的加速度将达到(g取10 m/s2)()A20 m/s2B25 m/s2C30 m/s2D40 m/s2C设火箭质量为m，由牛顿第二运动定律得：Fmgma2Fmgma联立式代入数据解得a30 m/s2，故C正确3.如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2，重力加速度大小为g，则有()Aa1g，a2gBa10，a2gCa10，a2gDa1g，a2gC在抽
14、出木板的瞬时，弹簧对木块1的支持力和对木块2的压力并未改变木块1受重力和支持力，mgF，a10.木块2受重力和压力，根据牛顿第二定律a2g.4.水平传送带AB以v200 cm/s的速度匀速运动，如图所示，A、B相距0.011 km，一物体(可视为质点)从A点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数0.2，则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为多少？(g取10 m/s2)解析：统一单位：v200 cm/s2 m/s，s0.011 km11 m.开始时，物体受的摩擦力fmg，由牛顿第二定律可得物体的加速度ag0.210 m/s22 m/s2.设经时间t物体速度达到2 m/s，由vat得t1 s1 s此时间内的位移s1at212 m1 m.此后物体做匀速运动，所用时间t2 s5 s.故所需时间tt1t21 s5 s6 s.答案：6 s