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高一物理牛顿第二定律高一物理 牛顿其次定律习题课 5、用牛顿其次定律解题的一般方法和步骤略例1：物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合外力的方向之间的关系是：A速度方向、加速度方向、合外力方向三者总是相同的B速度方向可与加速度成任何夹角，但加速度方向总是与合外力的方向相同C速度方向总是与合外力方向相同，而加速度方向可能与速度方向相同，也可能不相同D速度方向总是与加速度方向相同，而速度方向可能与合外力方向相同，也可能不相同。此正确答案应为B 例2：一个物体受几个力的作用而处于静止状态，若保持其余几个力不变，而将其中一个力F1渐渐减小到零，然后又渐渐增大到F1（方向不变），在这个过程中，物体的A加速度始终增大，速度始终增大B加速度始终减小，速度始终增大C加速度先增大，后减小，速度始终增大直到肯定值D加速度和速度都是先增大后减小此题答案应为“C” 例3：如图所示，在马达驱动下，皮带运输机的皮带以速率v向右水平运行，现将一块砖正对皮带上的A点轻轻地放在皮带上，此后A一段时间内，砖块将在滑动摩擦力的作用下对地做加速运动B当砖的速率等于v时，砖块与皮带间摩擦力变为静摩擦力C当砖块与皮带相对静止时它位于皮带上A点的右侧的某一点BD砖块在皮带上有可能不存在砖块与皮带相对静止的状态此题答案应为AD 例4：自由下落的小球下落一段时间后与弹簧接触，从它接触弹簧起先到弹簧后缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的改变状况是怎样的？解答：运动过程分三段（1）加速度渐渐减小的变加速运动（2）速度达到最大（3）加速度渐渐增大的变减速运动，直到速度减小为零例5：如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一条不计质量的轻弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠墙壁，今用力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间，则AA球的加速度为BA球的加速度为零CB球的加速度为DB球的加速度为0此题正确答案应为BC例6：一质量为m的小球，用两根细绳悬吊处于静止，其中A、B绳水平，OB绳与竖直方向成角，如图所示（1）当剪断水平绳AB的瞬间，小球加速度多大？方向如何？此时绳OB的拉力多大？（2）若剪断绳OB，则小球的加速度又是多大？方向如何？绳AB的拉力多大？解：（1）剪断水平绳AB时，由于得力的作用效果，重力的一个分力拉BO绳，另一个分力使球沿垂直于绳OB的方向向下运动，mgsin=ma,a=gsin，方向垂直于OB向下，绳OB的拉力TOB=mgcos（2）当剪断OB绳，此时小球在重力作用下沿竖直方向向下运动，其加速度就是重力加速度g，而绳AB的拉力为零。 例7：一根质量为M的木棒，上端用细绳系在天花板上，棒上有一质量为m的猴子，如图所示，若将绳子剪断，猴子沿棒向上爬，仍保持与地面间高度不变，求这时木棒下落的加速度。解法一：分别以棒和猴为对象，作其受力分析图。猴子：mg=f（1）木棒：Mg+f=Ma（2）（1）（2）联立：Mg+mg=Ma解法二：由牛顿其次定律有：(M+m)g=Ma，五、力学单位制1、什么是单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制2、力学单位制在力学中，我们选定长度、质量和时间三个物理量的单位，作为基本单位，力学中的导出单位，如：速度单位，加速度单位，力的单位，密度单位等。3、国际单位制的物理意义。 高一物理教案：牛顿其次定律教学设计 高一物理教案：牛顿其次定律教学设计 教学目标 学问目标 (1)通过演示试验相识加速度与质量和和合外力的定量关系; (2)会用精确的文字叙述牛顿其次定律并驾驭其数学表达式; (3)通过加速度与质量和和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的缘由这一规律; (4)相识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，相识加速度与和外力间的瞬时对应关系; (5) 能初步运用运动学和牛顿其次定律的学问解决有关动力学问题. 实力目标 通过演示试验及数据处理，培育学生视察、分析、归纳总结的实力;通过实际问题的处理，培育良好的书面表达实力. 情感目标 培育仔细的科学看法，严谨、有序的思维习惯. 教学建议 教材分析 1、通过演示试验，利用限制变量的方法探讨力、质量和加速度三者间的关系：在质量不变的前题下，探讨力和加速度的关系;在力不变的前题下，探讨质量和加速度的关系. 2、利用试验结论总结出牛顿其次定律：规定了合适的力的单位后，牛顿其次定律的表达式从比例式变为等式. 3、进一步探讨牛顿其次定律的准确含义：公式中的 表示的是物体所受的合外力，而不是其中某一个或某几个力;公式中的 和 均为矢量，且二者方向始终相同，所以牛顿其次定律具有矢量性;物体在某时刻的加速度由合外力确定，加速度将随着合外力的改变而改变，这就是牛顿其次定律的瞬时性. 教法建议 1、要确保做好演示试验，在试验中要留意交代清晰两件事：只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力(依据学生的实际状况确定是否证明);试验中运用了替代法，即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小. 2、通过典型例题让学生理解牛顿其次定律的准确含义. 3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿其次定律，让学生重新相识出中所给公式 . 教学设计示例 教学重点：牛顿其次定律 教学难点：对牛顿其次定律的理解 示例： 一、加速度、力和质量的关系 介绍探讨方法(限制变量法)：先探讨在质量不变的前题下，探讨力和加速度的关系;再探讨在力不变的前题下，探讨质量和加速度的关系.介绍试验装置及试验条件的保证：在砝码质量远远小于小车质量的条件下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力.介绍数据处理方法(替代法)：依据公式 可知，在相同时间内，物体产生加速度之比等于位移之比. 以上内容可依据学生状况，让学生充分参加探讨.本节书涉及到的演示试验也可利用气垫导轨和计算机，变为定量试验. 1、加速度和力的关系 做演示试验并得出结论：小车质量 相同时，小车产生的加速度 与作用在小车上的力 成正比，即 ，且 方向与 方向相同. 2、加速度和质量的关系 做演示试验并得出结论：在相同的力F的作用下，小车产生的加速度 与小车的质量 成正比，即 . 二、牛顿其次运动定律(加速度定律) 1、试验结论：物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.即 ，或 . 2、力的单位的规定：若规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N.则公式中的 =1.(这一点学生不易理解) 3、牛顿其次定律： 物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同. 数学表达式为： .或 4、对牛顿其次定律的理解： (1)公式中的 是指物体所受的合外力. 举例：物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动，使物体产生加速度的合外力是物体 所受4个力的合力，即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉笔盒) (2)矢量性：公式中的 和 均为矢量，且二者方向始终相同.由此在处理问题时，由合外力的方向可以确定加速度方向;反之，由加速度方向可以找到合外力的方向. (3)瞬时性：物体在某时刻的加速度由合外力确定，加速度将随着合外力的改变而改变. 举例：静止物体启动时，速度为零，但合外力不为零，所以物体具有加速度. 汽车在平直公路上行驶，其加速度由牵引力和摩擦力的合力供应;当刹车时，牵引力突然消逝，则汽车此时的加速度仅由摩擦力供应.可以看出前后两种状况合外力方向相反，对应车的加速度方向也相反. (4)力和运动关系小结： 物体所受的合外力确定物体产生的加速度： 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同始终线且方向相同物体做匀加速直线运动 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同始终线且方向相反物体做匀减速直线运动 以上小结老师要带着学生进行，同时可以让学生考虑是否还有其它状况，应满意什么条件. 探究活动 题目：验证牛顿其次定律 组织：2-3人小组 方式：开放试验室，学生试验. 评价：熬炼学生的试验设计和操作实力. 牛顿其次定律 教学目标学问目标（1）通过演示试验相识加速度与质量和和合外力的定量关系；（2）会用精确的文字叙述牛顿其次定律并驾驭其数学表达式；（3）通过加速度与质量和和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的缘由这一规律；（4）相识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，相识加速度与和外力间的瞬时对应关系；（5）能初步运用运动学和牛顿其次定律的学问解决有关动力学问题 实力目标通过演示试验及数据处理，培育学生视察、分析、归纳总结的实力；通过实际问题的处理，培育良好的书面表达实力 情感目标培育仔细的科学看法，严谨、有序的思维习惯 教学建议 教材分析 1、通过演示试验，利用限制变量的方法探讨力、质量和加速度三者间的关系：在质量不变的前题下，探讨力和加速度的关系；在力不变的前题下，探讨质量和加速度的关系2、利用试验结论总结出牛顿其次定律：规定了合适的力的单位后，牛顿其次定律的表达式从比例式变为等式3、进一步探讨牛顿其次定律的准确含义：公式中的表示的是物体所受的合外力，而不是其中某一个或某几个力；公式中的和均为矢量，且二者方向始终相同，所以牛顿其次定律具有矢量性；物体在某时刻的加速度由合外力确定，加速度将随着合外力的改变而改变，这就是牛顿其次定律的瞬时性 教法建议1、要确保做好演示试验，在试验中要留意交代清晰两件事：只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力（依据学生的实际状况确定是否证明）；试验中运用了替代法，即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小2、通过典型例题让学生理解牛顿其次定律的准确含义3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿其次定律，让学生重新相识出中所给公式 教学设计示例 教学重点：牛顿其次定律 教学难点：对牛顿其次定律的理解 示例： 一、加速度、力和质量的关系 介绍探讨方法（限制变量法）：先探讨在质量不变的前题下，探讨力和加速度的关系；再探讨在力不变的前题下，探讨质量和加速度的关系介绍试验装置及试验条件的保证：在砝码质量远远小于小车质量的条件下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力介绍数据处理方法（替代法）：依据公式可知，在相同时间内，物体产生加速度之比等于位移之比 以上内容可依据学生状况，让学生充分参加探讨本节书涉及到的演示试验也可利用气垫导轨和计算机，变为定量试验 1、加速度和力的关系 做演示试验并得出结论：小车质量相同时，小车产生的加速度与作用在小车上的力成正比，即，且方向与方向相同 2、加速度和质量的关系 做演示试验并得出结论：在相同的力F的作用下，小车产生的加速度与小车的质量成正比，即 二、牛顿其次运动定律（加速度定律） 1、试验结论：物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同即，或 2、力的单位的规定：若规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N则公式中的1（这一点学生不易理解） 3、牛顿其次定律： 物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同 数学表达式为：或 4、对牛顿其次定律的理解： （1）公式中的是指物体所受的合外力 举例：物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动，使物体产生加速度的合外力是物体 所受4个力的合力，即拉力和摩擦力的合力（在桌面上推粉笔盒） （2）矢量性：公式中的和均为矢量，且二者方向始终相同由此在处理问题时，由合外力的方向可以确定加速度方向；反之，由加速度方向可以找到合外力的方向 （3）瞬时性：物体在某时刻的加速度由合外力确定，加速度将随着合外力的改变而改变 举例：静止物体启动时，速度为零，但合外力不为零，所以物体具有加速度 汽车在平直公路上行驶，其加速度由牵引力和摩擦力的合力供应；当刹车时，牵引力突然消逝，则汽车此时的加速度仅由摩擦力供应可以看出前后两种状况合外力方向相反，对应车的加速度方向也相反 （4）力和运动关系小结： 物体所受的合外力确定物体产生的加速度： 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同始终线且方向相同物体做匀加速直线运动 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同始终线且方向相反物体做匀减速直线运动 以上小结老师要带着学生进行，同时可以让学生考虑是否还有其它状况，应满意什么条件 探究活动 题目：验证牛顿其次定律组织：23人小组方式：开放试验室，学生试验评价：熬炼学生的试验设计和操作实力 高考物理复习：牛顿其次定律 其次课时牛顿其次定律 【教学要求】1理解加速度与力的关系，理解加速度与质量的关系。2理解牛顿其次定律的内容，知道牛顿其次定律表达式的含义。【学问再现】牛顿其次定律：1、内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。表达式：F合=ma2、理解：F量化了迫使物体运动状态发生改变的外部作用，m量化了物体“不愿变更运动状态”的基本特性（惯性），而a则描述了物体的运动状态（v）改变的快慢。明确了上述三个量的物理意义，就不难理解如下的关系了：.另外，牛顿其次定律给出的是F、m、a三者之间的瞬时关系，也是由力的作用效果的瞬时性特征所确定的。 学问点一对牛顿其次定律的理解1、牛顿其次定律中的F应当是物体受到的合外力；2、同向加速度的方向跟合外力的方向相同；3、同时加速度随着合外力的改变同时改变；4、同体F、m、a对应于同一物体或同一系统。【应用1】（苏州市08届高三教学调研测试)A、B两个小球的质量分别为m、2m，由两轻质弹簧连接（如图所示），处于平衡状态，下列说法正确的是（）A将A球上方弹簧剪断的瞬时，A的加速度为零，B的加速度为零B将A球上方弹簧剪断的瞬时，A的加速度不为零，B的加速度为零C将A球下方弹簧剪断的瞬时，A的加速度不为零，B的加速度为零D将A球下方弹簧剪断的瞬时，A的加速度不为零，B的加速度不为零导示：选择BD。先分析弹簧剪断前A、B受力状况，再分析弹簧剪断后，A、B受力的改变。 学问点二力学单位制1.基本单位：所选定的基本物理量的单位。2.导出单位：依据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系，推导出的物理量的单位。3单位制：基本单位和导出单位的总和叫单位制4国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，其法文简称为SI。以下是国际单位制中的七个基本物理量和相应的国际单位制中的基本单位。【应用2】请把下列物理量与单位一对应起来（1）力A、kgm2/s3（2）压强B、kgm/s2（3）功C、kgm2/s2（4）功率D、kg/(s2m)导示：力的单位是N，1N=1kgm/s2，对应B；压强的单位是N/m2=kg/(s2m)，对应D；功的单位J=Nm=kgm2/s2，对应C；功率的单位W=J/s=kgm2/s3，对应A。类型一牛顿定律解决的两类基本问题（一）已知物体的运动状况，分析物体受力状况【例1】（山东临沂市08届高三上学期期中考试）在山东省临沂市某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目，该山坡可看成倾角=30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m=80kg，他从静止起先匀加速下滑，在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m。（不计空气阻力，取g=10m/s2，结果保留2位有效数字）问：（1）游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大？（2）滑草装置与草皮之间动摩擦因数为多大？导示：（1）由位移公式沿斜面方向，由牛顿其次定律得：联立并代入数值后，得（2）在垂直斜面方向上，；又联立并代入数值后，得 （二）已知物体的受力状况，分析物体运动状况【例2】(山东沂源一中08届高三模块终结性检测)设洒水车的牵引力不变，所受的阻力与车重成正比，洒水车在平直路面上原来匀速行驶，起先洒水后，它的运动状况将是（）A接着做匀速运动B变为做匀加速运动C变为做匀减速运动D变为做变加速运动导示：选择D。分析洒水车水平方向受力：牵引力F、阻力f；由题意知f=kmg依据牛顿其次定律，有Fkmg=ma；洒水车起先洒水后，质量m减小，a变大。 解决两类基本问题的思路是：“两画一分析”即：画出物体受力图、运动过程示意图，分析物理过程；留意：加速度是联系运动和力的桥梁。类型二力和加速度的瞬时对应性【例3】(山东沂源一中08届高三模块终结性检测)如图4所示，小球用两根轻质橡皮条悬吊着，且AO呈水平状态，BO跟竖直方向的夹角为，那么在剪断某一根橡皮条的瞬间，小球的加速度状况是（）A、不管剪断哪一根，小球加速度均是零B、剪断AO瞬间，小球加速度大小a=gtanC、剪断BO瞬间，小球加速度大小a=gcosD、剪断BO瞬间，小球加速度大小a=g/cos导示：对小球进行受力分析，当橡皮条剪断前AO上作用力TAO=mgtan；BO上作用力TBO=mg/cos。橡皮条剪断瞬间，橡皮条上的作用力仍旧保持原来的大小和方向，所以，剪断AO瞬间，小球所受合力与TAO等大反向，小球加速度大小a=gtan；剪断BO瞬间，小球所受合力与TBO等大反向，小球加速度大小a=a=g/cos。故BD正确。 类型三图象问题图象问题包括：识别图象、读图（从图象中获得信息）、用图象法解题和画图。常常采纳“数形结合”的方法。【例4】（南通市2022届高三基础调研测试）下面四个图象分别表示四个物体的位移、速度、加速度和摩擦力随时间改变的规律其中反映物体受力不行能平衡的是7BC导示：本题是一道识图题；A图表示物体匀速直线运动；D图中物体，当外力F与阻力f始终相等的话，也可能作匀速直线运动。物体受力不平衡，则必有加速度，由此B、C选项正确。 【例5】（如东中学08届高三其次阶段测试）物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面的动摩擦因数分别为A、B、C，用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系图线如图2所示，A、B两直线平行，则以下正确的是（）A、A=B=CB、AB=CC、mAmBmCD、mAmB=mC导示：选择B。依据题目所描述的情景，对物体，由牛顿其次定律得：F-mg=ma变形得：a=F-ga-F图线的斜率表示1/m，所以，mA=mBmC；a-F图线在纵轴上的截距表示-g，所以，AB=C。 1（镇江中学08届高三第一学期期中考试卷）静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，当拉力起先作用瞬间（）A、物体马上具有速度和加速度B、物体马上具有加速度但速度为零C、物体马上具有速度但加速度为零D、物体的速度和加速度该时刻都为零 2（华南师大附中08届高三综合测试）某青年的质量是某少年质量的两倍，该青年能施的最大拉力是该少年能施最大拉力的两倍。设想该青年和少年在太空中拔河，他们最初静止地呆在空中，然后分别抓紧细绳的两端尽力对拉。那么，对拉时青年和少年的加速度大小之比是（）A2：1B1：1C1：2D1：4 3（山西省试验中学08届高三其次次月考试题）质量为m的物体放在粗糙的水平面上，受到一个水平方向的恒力F作用而运动，在运动过程中，该物体的加速度a的大小（）A、与物体运动速度大小无关B、与恒力F成正比C、与物体运动的位移大小无关D、与物体运动的时间无关4、（金陵中学0708学年度第一学期期中考试）如图所示，传送带不动时，物体由皮带顶端A从静止起先下滑到皮带底端B用的时间为t，则（）A当皮带向上运动时，物块由A滑到B的时间肯定大于tB当皮带向上运动时，物块由A滑到B的时间肯定等于tC当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间肯定等于tD当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间肯定小于t 5、（南京一中08届高三第一次月考试卷）一个质量为m的小球B，用两根等长的细绳1、2分别固定在车厢的A、C两点，已知两绳拉直时，如图所示，两绳与车厢前壁的夹角均为45°，试求当车以加速度a=向左做匀加速直线运动时1、2两绳的拉力。 答案：1、C2、C3、ACD4、BD5、绳2的拉力为零，绳1的拉力 第17页 共17页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页