4.3牛顿第二定律导学案

资源简介

§4-3牛顿第二定律

课程标准要求：通过实验，探索对象运动加速度与物体的力和质量之间的关系。了解牛顿运动法可以利用牛顿运动定律来解释生产和生活中的相关现象，并解决相关问题。

学习目标：

1。通过对特定问题的归纳和分析，我们可以知道牛顿第二定律的内容以及表达式的确切含义。

2。知道国际单位体系中“牛顿”部队的定义是如何定义的。

3。通过对特定示例的分析和答案，学习应用牛顿的第二定律来解决相关问题。

学习过程：

[场景1]如图所示，小敏将盒子用力拉到地面上开元ky888棋牌官网版，但盒子没有移动。

请想：

1。根据牛顿的第二定律，力量可以产生加速。为什么盒子不移动？

2。如果盒子的底部光滑，当将张力施加到盒子上时，盒子会立即获得加速度吗？你立即获得速度吗？

3。哪些因素与对象的加速有关？牛顿第二定律反映了什么规则？

4。写牛顿第二定律的表达？在什么情况下可以写为f = ma？无论如何，k等于1吗？

5。如何定义1N（一个力单位）？

法律摘要（了解牛顿第二定律）

1。牛顿第二定律的六个特征

同质性f = ma全部用于同一对象。

因果力是加速的原因。只要对象的联合力不是0，对象就会加速。

矢量f = ma是矢量公式。物体的加速度方向取决于其所承受的联合力的方向，并且始终与联合力的方向相同

瞬时加速度和联合力是瞬时对应，同时产生，更改和消失。

相对对象的加速度相对于惯性参考系统，即牛顿的第二定律仅适用于惯性参考系统。

独立作用于物体的每种力都会产生加速度，对象的实际加速度是这些加速度的向量

2。结合外力，加速度和速度之间的关系

（1）外力与加速度之间的关系

（2）外力与速度之间的关系

当联合力与速度朝着相同的方向时，物体将加速和减速。

（3）力与运动之间的关系

（4）加速的定义和决定性公式

①a=是加速度的定义，它提供了一种测量对象加速度的方法。这是一种用比率物理定义物理量的方法。

②a=是加速度的决定性公式，它揭示了对象产生加速度的原因以及影响对象加速的因素。

后续培训1。（多项选择）以下对牛顿第二定律的理解是正确的（）

答：从f = ma，我们可以看到f与a成正比，m与A成反比

B. Newton的第二定律表明，当对象加速时，该物体会受到外部力量的影响。

C.加速度的方向始终与外力的方向一致

D.当外力停止行动时，加速度消失了

后续训练2。块从一定高度自由落下，并落在垂直于地面的光弹簧上。如图所示开元ky888棋牌官方版，该块开始在A点A接触弹簧，当块速度到达点B时，块速度变为零，然后：在块从A到B的移动过程中，以下语句是正确的（）

A.统一加速B.保持均匀减速

C.加速度首先增加，然后降低D.加速度首先减少，然后增加

[方案2]如图所示，一个质量为m = 2 kg的对象在水平面上是固定的。众所周知，物体和水平地面之间的动态摩擦因子为μ= 0.3。最大静态摩擦力等于滑动摩擦力。现在应用水平张力的效果f = 10n。g= 10 m/s2

查找（1）物体的加速度幅度和方向？

（2）运动开始后5秒的速度？

请考虑以下问题：

1。将哪些力应用于对象？请画出压力图

2。物体接收的外力的大小和方向？

3。物体的加速度和方向是什么？

4。运动开始后5秒的速度是多少？

后续训练3：如图所示，质量为m = 2 kg的物体在水平面上是固定的。众所周知，物体和水平地面之间的动态摩擦因子为μ= 0.2。最大静态摩擦力等于滑动摩擦力。现在应用于对象。对角线张力F = 5 N的作用与水平面的角度为37°。 SIN 37°= 0.6，COS 37°= 0.8，G = 10 m/s2。

查找（1）物体的加速度幅度和方向？

（2）运动开始后2s内物体的位移大小？

法律摘要（应用牛顿的第二定律来解决问题）

1。使用牛顿第二定律解决问题的一般步骤

（1）确定研究主题。

（2）对研究对象进行力分析和运动分析，绘制力量分析图，并阐明运动和运动过程的性质。

（3）找到联合力或加速度。

（4）建立一个笛卡尔坐标系统，根据牛顿的第二定律制定方程并解决它们。

2。使用牛顿第二定律解决问题的方法

（1）矢量合成方法：如果对象仅受两个力影响，请使用平行四边形规则找到这两种力的合并力。对象上的联合力的方向是加速度的方向。

（2）正交分解方法：当对象受到多种力时，正交分解方法通常用于查找对象的组合力。

①建立矩形坐标系时，加速度通常被选为特定坐标轴的正方向（即，加速度未分解）。正交分解对象施加的力后，列出方程式fx = ma，fy = 0（或fx = 0，fy = ma）。

②如果对象在两个垂直方向上受到力，则坐标轴也可以朝向力的方向建立并分解加速度A正交A。根据牛顿的第二定律制作方程来解决它。

[方案3]如图所示，由浅弹簧连接的两个相同质量的小球从天花板上抬起，用细绳子抬起，两个球保持静止。

思考：1。分别绘制小球A和小球B的压力图B

2。分别找到弦和弹簧的弹性

3。现在燃烧弦并计算球A和球B被燃烧时受到的外力。

4。燃烧弦时计算球A和球B的加速度

后续训练4。如图所示，两个小球A和B连接到光线的两端，而球B的另一端则固定在平滑的倾斜倾斜上，倾斜角为30° 。球A和B的质量分别为MA和MB，重力加速度为g。如果忽略了弹簧的质量，则在切开绳索的那一刻，球A和B的加速度分别为（）。

A.都等于B和0c。和D.和

规则摘要（解决瞬时加速问题）

不同模型瞬时加速的方法

在应用牛顿的第二定律来解决物体的瞬时加速度时，经常会遇到常见的机械模型，例如轻绳，轻杆，轻弹簧和橡胶绳。对其特征的全面，准确的理解可以帮助我们灵活，正确地分析问题。

1。模型的共同点都是具有可忽略不计的理想化模型，它将变形并产生弹性。同时，内部弹性无处不在，与运动状态无关。

2。模型的差异：

（1）刚性绳索模型（细丝，细线，轻杆等）：这种类型的变形是略有变形，并且其发生的过程和变化的过程非常短。当物体的力条件发生变化（例如某种力消失）时，其变形可能会突然改变，其弹性力可能会突然改变

（2）光弹簧模型（浅弹簧，橡胶绳，弹性绳等）：这种变形是明显的变形，并且需要一段时间才能改变。在即时问题中，弹性不能突然更改，这可以看作是没有改变

合并练习

1。关于运动与力之间的关系，以下正确的陈述是（）

答：当对象的速度为零时，它收到的外力必须为零。

B.物体移动的速度越大，外力将越大。

C.物体接收到的外力越大，其速度变化越快

D.当物体施加的外力不是零时，其速度将会增加

2。在5个共同点力的作用下，具有质量的物体保持静止。如果分别同时去除大小的两个力并保持其余力保持不变，则加速度幅度可能为（）

ab

光盘

3。如图所示，质量M = 10 kg的对象向左移动在水平地面上，并且对象和水平地面之间的动态摩擦因子为0.2。同时，对象受到水平推力f = 20n。g，g需要10 m/s2，然后对象生成的加速度为（）

A. 0b。 4 m/s2，水平向右

C. 2 m/s2，水平向左D。2m/s2，水平向右

4。某些水平恒定力会在具有质量M1的物体的光滑水平平面上引起A1的加速度，并且还可能在具有质量M2的对象的光滑水平平面上引起A2的加速。如果这种水平恒定力作用于具有质量（M1+M2）的对象，如果在光滑水平平面上产生的加速度为A，则A和A1和A2之间满足的关系是（）

A. A = A1+A2B。 a = c。 a = d。 a =

5。测量空间胶囊中对象质量的原理如下：首先将水平推力f应用于标准对象，将其加速度测量为20m/s2，然后用对象将标准对象关闭，然后用对象为测量并施加相同​​的水平推力F。共同加速度为8m/s2。众所周知，标准对象的质量M1 = 2.0kg，然后要测量的对象的质量M2为（）

ABCD

6。（多项选择），如图所示，带有质量M的小球悬挂在汽车的屋顶上，有细线，并将带有质量M的木制块放在汽车底部的板块上。当汽车沿着水平面直线移动时，球很薄。线的角度偏离垂直方向的角度为θ，木制块和托架保持相对固定，重力加速度为g。以下内容的正确陈述是（）

答：汽车可能会均匀地放慢

B.汽车的加速度大小为Gcosθ

C.细线对小球的张力是mg

D.木块的摩擦力为mgtanθ

7。如图A和B所示，块A1，A2，B1和B2的质量为m。 A1和A2通过垂直刚性灯杆连接，B1和B2通过垂直灯弹簧连接，并且将两个设备置于水平支撑上，并处于平衡状态。现在，支持对象突然删除，并且对象块掉落。在删除支持对象的时刻，A1和A2的加速度分别为A1和A2，而B1和B2的加速度为A3和A4，无论空气阻力如何，重力加速度为g。但（）

A. A1 = 0，A2 = 2GB。 a1 = g，a2 = g

C. A3 = 0，A4 = 2GD。 a3 = g，a4 = g

8。如图所示，它是孩子们玩的惯性滑板车。孩子站在汽车上，用一只脚向后踩踏，以便汽车可以获得初始速度，然后用惯性用汽车向前滑动。假设儿童用脚向后推的水平平均力为F = 30N开yunapp体育官网入口下载手机版，孩子的总质量和汽车为20kg，并且在运动过程中的阻力始终为F = 5N。求：

（1）当孩子用脚踩踏时，汽车获得的加速度A1；

（2）当汽车的初始速度为5m/s时，停止踩踏板，并将时间t用于人和汽车停车；

（3）在上述问题（2）条件下，一个人和汽车可以一起滑动的最大距离x。

9。在无人机的一定垂直输送实验中，无人机M = 1.5 kg的质量，货物M = 1 kg的质量，无人机和货物通过轻绳连接。无人机加速并从地面上升起一段时间，恒定功率f = 30N。关闭功率。当无人机达到h = 30 m时，速度降至0。无论空气阻力如何，重力加速度G都会取10 m/s2。求：

（1）无人机加速并上升时的加速度A；

（2）当无人机加速并升高时，光线绳上的张力ft；

（3）无人机的时间t加速了上升。

参考答案：

后续培训1，CD后续培训2，D，D

【方案2】摩擦力f = 6n向左水平；加速度a = 2m/s2向右水平; 5S最终速度v = 10m/s向右水平

后续培训3：

解决方案：（1）将对象作为研究对象，力如图所示，并如图所示建立了笛卡尔坐标系。根据牛顿的第二定律：

水平方向：

垂直方向：

（2）运动开始后，物体的位移在5s之内

【方案3】

后续培训4：d

合并练习

1.c 2.a 3.b 4.b 5.a 6.Ad 7.BC

8。[分析]（1）从问题中，我们可以看到，当孩子踢地面时，他会受到水平向前力f = 30n

牛顿的第二定律，

必须

（2）孩子停止地面后仅遭受阻力。初始速度v0 = 5m/s，最终速度v = 0，加速度为A2

牛顿的第二定律有

通过运动学公式

人和购物车之间的最大距离为t = 20s

（3）从速度和运动学中的位移之间的关系，我们可以获得

替换数据并获得最大距离x = 50m，该人和汽车可以一起滑动

9。

分析：（1）根据牛顿的第二定律，在加速上升期间，我们可以知道

f－（m ＋ m）g =（m ＋ m）a

解决方案：A = 2 m/s2

（2）根据牛顿的第二定律，可以看出ft-mg = ma

解决方案为ft = 12 n

（3）在上升过程中，首先加速，然后减速，总位移为H = AT2+，其中v = at，

组合解决方案为t = 5 s

黄山中学2021物理强制性第1卷，第4章，指导研究案例