2018-2019高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.3 牛顿第二定律学案 沪科版必修1

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1、5．3　牛顿第二定律[目标定位]　1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义.2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.3.能应用牛顿第二定律解决简单的实际问题.4.了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位．一、牛顿第二定律[问题设计]由上一节的探究我们已经知道当小车的质量不变时，小车的加速度与它所受的力成正比，即a∝F，当小车所受的力不变时，小车的加速度与它的质量成反比，即a∝，那么小车的加速度a、小车的质量m以及小车所受的力F的关系是怎样的？答案　由于a∝F，a∝，所以a∝写成等式为F＝kma若F、m、a都用国际单位，则F＝ma.[要点

2、提炼]1．牛顿第二定律(1)内容：物体的加速度跟受到的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．(2)公式：F＝kma，F指的是物体所受的合力．当各物理量的单位都取国际单位时，k＝1，F＝ma.(3)力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N.“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1N，即1N＝1_kg·m/s2.2．对牛顿第二定律的理解(1)瞬时性：a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系．(2)矢量性：F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与合力F的方向一致，当合力方向变化时a的方向同时变化

3、，即a与F的方向在任何时刻均相同．(3)同体性：公式F＝ma中各物理量都是针对同一物体的．(4)独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F＝ma，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度．故牛顿第二定律可表示为3．合力、加速度、速度的关系(1)力与加速度为因果关系．力是因，加速度是果，只要物体所受的合力不为0，就会产生加速度，加速度与合力方向总是相同、大小与合力成正比．(2)力与速度无因果关系．合力与速度方向可以同向，可以反向；合力与速度方向同向时，物体做加速运动，反向时物体做减速运动．(3)两个加速度公式的区别．a＝

4、是加速度的定义式，是比值法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无关；a＝是加速度的决定式，加速度由其受到的合力和质量决定的．[延伸思考]在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动，这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？答案　不矛盾，牛顿第二定律公式中的F指的是物体受到的合力，大卡车在水平方向上不只受到推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相互平衡，即卡车受到的合力为零，加速度为零，故卡车不做加速运动．二、物理量与单位制[问题设计]美国国家航空航天局(NASA)在20世纪末曾发射过一个火星探测器，但它由于靠火星过近，结果因温度过高而起火，并脱离

5、轨道坠入火星的大气层．航空航天局调查事故原因时发现：原来探测器的制造商洛克希德·马丁公司计算加速时的力使用了英制单位，而喷气推动实验室的工程师理所当然地认为他们提供的数据是以国际单位制算出来的，并把这些数据直接输入电脑．从这次事故的原因上，你能得到什么启示？答案　在国际上采用统一的单位制是非常重要的，也是非常必要的．[要点提炼]1．单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制．(1)基本量和基本单位首先被选定的几个物理量叫做基本量．基本物理量的单位叫基本单位．国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、物质的量(n)

6、、发光强度(I)七个量为基本量；对应的七个基本单位是米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉．(2)导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度、加速度的单位，叫做导出单位．2．国际单位制中的力学单位(1)基本单位长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s.(2)常用的导出单位速度(v)，由公式v＝导出，单位：m/s.加速度(a)，由公式a＝导出，单位：m/s2.力(F)，由公式F＝ma导出，单位：N(或kg·m/s2)．此外还有功、功率、压强等．3．单位制的应用(1)单位制可以简化计算过程计算时首先将各物理量的单位统

7、一到国际单位制中，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便．(2)单位制可检查物理量关系式的正误根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者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．一、对牛顿第二定律的理解例1　(多选)下列对牛顿第二定律的理解正确的是(　　)A．由F＝ma可知，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　虽然F＝ma，但m与a无关，因a是

8、由m和F共同决定的，即a∝且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；a与F的方向永远相同