沪科版物理高一上3-B《牛顿第二定律》辅导讲义

1、2019最新沪科版物理高一上3-B牛顿第二定律辅导讲义课 题牛顿第二定律教学目的1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。教学内容课前回顾1 .物体运动状态变化的快慢 ，也就是物体的大小，与物体的有关，还与物体有关.物体的质量一定时，受力越大，其加速度就;物体的受力一定时，质量越小，加速度就.2 .探究加速度与力的定量关系时 ，应保持物体不变，测量物体在的加速度；探究加速度与质量的关系时应保持物体 不变，测量不向质量的物体在 的加速度，这种研究问题的方法叫 法.

2、3 .在该探究实验中，我们猜想物体的加速度与它所受的力成 ，与质量成，然后根据实验数据作出图象和图象，都应是过原点的直线.知识梳理一、牛顿第二定律1 .定律的表述：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，加速度的方向跟合力的方向相同,即F=ma (其中的F和m a必须相对应)特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外 ，还有方向之间的关系。明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节。若F为物体受的合外力,那么a表示物体的实际加速度；若 F为物体受的某一个方向上的所有力的合力 ,那么a 表示物体在该方向上的分加速度；若 F为物体受的若干

3、力中的某一个力 ，那么a仅表示该力产生的加速度,不是物体 的实际加速度。2 .对定律的理解：(1)瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外力恒定不变时，加速度也保持/、变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时，加速度也为零（2）矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。公式只表示加速度与合外力的大小关系.矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致.（3）同一性：加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体（或物体系）而言 ，即F与a均是对同一个研究对象而言.（4）相对性；牛顿第二定律只适用于惯性参照系3 .牛顿第二定律确立了力和运动的关系牛顿第二

4、定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽 带就是加速度。4 .应用牛顿第二定律解题的步骤明确研究对象。可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi,对应的加速度为 ai,贝U有：F 合=m1a1+m2a2+m3a3+ +mnan对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：汇F1=m1a1,汇F2=m2a2,汇Fn=mnan,将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点组所受的所有外力

5、之和，即合外力F。对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。5 、超重和失重问题升降机中人 m =50kg,a=2 m/s向上或向下，求秤的示数N I 1 、 静止或匀速直线 N = mg视重=重力平衡” （1

6、 r a = 02、向上加速或向下减速，a向上N mg= maa1. Nl= mg+ ma |视重重力超重| ） 'I向下加速或向上减速，a向下mg N= maN= mg- ma视重(重力失重3、 如果a=g向下，则N= 0 台秤无示数完全失重一、/» 注息：、物体处于“超重”或“失重”状态 ，地球作用于物体的重力始终存在，大小也无变化；、发生“超重”或“失重”现象与物体速度方向无关，只决定于物体的加速度方向；、在完全失重状态，平常一切由重力产生的物理现象完全消失。如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力 等。二、牛顿定律的适用范围：(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用

7、于非惯性系；(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；(3)只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。典型例题分析例1.轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小球，电梯中有质量为50kg的乘客如图6所示，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止时的一半，取g=10m/s2这一现象表明().A.电梯此时可能正以1m/s2的加速度大小加速上升，也可能是以1m/s2加速大小减速上升B.电梯此时不可能是以 1 m/s2的加速度大小减速上升，只能是以5 m/s2的加速度大小加速下降C.电梯此时可能正以 5m/s2的加速度大小加速上升，也可能是以5m/s2大小的加

8、速度大小减速下降D.不论电梯此时是上升还是下降 ，加速还是减速，乘客对电梯地板的压力大小一定是250N例2.如图所示，一条轻绳两端各系着质量为m和m2的两个物体，通过定滑轮悬挂在车厢顶上 ,mi>m2,绳与滑轮的m2m厂3mf摩擦忽略不计.若车以加速度a向右运动，mi仍然与车厢地板相对静止，试问：(1)此时绳上的张力 T.(2)m i与地板之间的摩擦因数科至少要多大？例3.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m 2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说

9、法正确的是()3 / 7A.质量为2m的木块受到四个力的作用B .当F逐渐增大到 T时，轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断 D .轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为_2T例4.如图所示，绳子不可伸长，绳和滑轮的重力不计，摩擦不计.重物A和B的质量分别为 m和m,求当左边绳上端剪断后，两重物的加速度.例5如图所示，质量为M= 10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，滑动摩擦系数 -0.02,在木楔的倾角 0= 30。的斜面上，有一质量m= 1kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s = 1.4m时,其速度v=1.4m/s,在这过程中木AB楔没有动，

10、求地面对木楔的摩擦力的大小和方向例6.如图所示，传送带上表面水平运动，可以把质量m=20kg的行李包沿水平方向送上平板小车的左端.小车的质量M=50kg,原来静止停在光滑的水平面上，行李包与小车平板间的动摩擦因数是0.4,小车长1-5m.如果传送带将行李包以vi=2.8m/s的速度送上小车，问在这种情况下，行李包在小车上相对于平板车滑行的时间是多少例7.如图所示，质量为M的木板上放着一质量为7 / 7的动摩擦因数为陷加在小板上的力F为多大，才能将木板从木块下抽出？例8.质量为10 kg的物体在F= 200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角

11、0 =37°力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零.求：物体与斜面间的动摩擦因数科和物体的总位移 S. (已知sin37 o=0. 6,cos37 °= 0. 8,g = 10 m/s 2)课后巩固运动问题1 .在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动，作用一段时间后，将水平推力逐渐减小到零，则在水平推力逐渐减小到零的过程中().(A)物体速度逐渐减小，加速度逐渐减小(B)物体速度逐渐增大，加速度逐渐减小(C)物体速度先增大后减小,加速度先增大后减小(D)物体速度先增大后减小,加速度先减小后增大2 .物体在三个共点力的

12、作用下处于静止状态,将其中一个力减小为零的过程中，物体做 运动；此后再将这 个力恢复到原值的过程中,物体做 运动；最后物体的运动情况是 。3 .如图所示，均匀板可绕中点 。转动，两人站在板上时，板恰能水平静止，AO=2BO.若两人在板上同时开始作初速为零的匀加速运动，板仍保持静止，关于人1和人2的运动方向，加速度的大小，下列判断中正确的是().(D) 相背运动，a1：a 2=4:1(A)相向运动，ai：a 2=1:4(B)相背运动,a i：a 2=2:1(C) 相向运动,a i：a 2=2:1整体法与隔离法4 .如图所示，五块完全相同的木块并排放在水平地面上，它们与地面间的摩擦不计.当用力F推

13、1使它们共同加速运动时，第2块木块对第3块木块的推力为 .-5 .如图所示，质量不等的木块 A和B的质量分别为 m和m2,置于光滑的水平面上.当水平力 作用于左端A上，两物体一起作匀加速运动时，A、B间作用力大小为F1.当水平力F作用于右端).上，两物体一起作匀加速运动时，A、B间作用力大小为F25U(C)在两次作用过程中，F1+F2=F(D)在两次作用过程中,F1_ m 1F2一 m 2F6.如图所示，物体P置于水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N的重物，物体P向右运动的加速度为a"若细线下端不挂重物，而用F=10N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加

14、速度为22,则().(A)a 1>a2(B)a 1=a2(C)a1<a2(D)条件不足，无法判断7.如图所示，在固定的光滑水平地面上有质量分别为质弹簧相连接，用水平向右的外力 F推A,弹簧稳定后，A、mA和m1的木块 A B.A、B之间用轻一a kvwfTB一起向右作匀加速直线运动，加速 (A)在两次作用过程中，物体的加速度的大小相等(B)在两次作用过程中，F1+F2<F度为a以向右为正方向.在弹簧稳定后的某时刻，突然将外力F撤去，撤去外力的瞬间，木块A的加速度是aA=小块B的加速度是aB=.超重与失重8 .匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球.若升降机突然

15、停止，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中(A.速度逐渐减小.B.速度先增大后减小.C.加速度逐渐增大.D.加速度逐渐减小.9某超市，一位顾客推着一辆装有许多商品的货车匀加速前进,加速度为a ,顾客对车的推力为F。货车内有一质,木块,扶梯与水平面问的夹角为 0,A.ma.B. pmg.C.(rn(g+asin 0).D.macos 0.,两绳的拉力大小分别为Ta和13如图所示，在车厢内用倾斜绳 A和水平绳B同系一个小球，车厢向右作加速运动Tb.现使车厢向右作加速运动的加速度增大，则两绳拉力大小的变化情况是A.TA变小.B.Ta不变.C.Tb变大.D.Tb不变.14如图所示，升降机以加速

16、度a加速下降，升降机内有一倾角为”的粗糙斜面，质量为m的物体与斜面相对静止则斜面对物体的支持力大小为A. m(ga)cos 0.B.mgcos aB. C.m(g+a)cos 0.D.mgcos Dmasin 0.JI量为m的哈密瓜所受周边其他商品的总作用力大小为10 .如图所示，质量为m的物块A紧贴着小车的竖直壁，它们之间的动摩擦因数为出 小车运动时，A相对于车以g/2的加速度沿壁加速下滑，则小车的加速度大小为 方向为11 .如图所示，小车上有一竖直杆，总质量为M,杆上套有一块质量为m的木块，杆与木块间的动摩擦因数为出小车静止时木块可沿杆自由滑下.问：必须对小车施加多大的水平力让车在光滑水平

17、面上运动时 才能匀速下滑？12 .如图所示，质量为m的人在自动扶梯上，已知鞋底与扶梯间的滑动摩擦系数为卢 假定人随扶梯以加速度 a一起向上加速运动，这时人受到的摩擦力大小是15 .不计质量的细绳依次连接两个质量不同的小球，上面的小球质量较大些，悬挂在密闭图2 9车厢的顶上.当车厢向左匀加速运动时，图中能正确反映上、下两段细绳与竖直方向的关系的是（）16、如图2-9天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时，上面小球A与下面小球B的加速度为A. ai=g a2=gB . ai=2g a2=g C . ai=2g a 2=0D. ai=0 a2=g17有一只质量为 m的小猫，竖直跳上一根用细线悬挂起来的质量为M的长木柱上。当猫跳上木柱后，细线断裂，此时猫要与地面保持不变的高度，在此过程中，猫要使木柱对地面的加速度为 18.某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法