2024_2025学年高中物理第四章牛顿运动定律3牛顿第二定律学案新人教版必修1.doc
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牛顿其次定律
一、牛顿其次定律
质量小、动力大的小轿车提速特殊快，而质量大、动力大的大货车提速慢，这是为什么？
提示：上节的试验已经形成结论，力肯定的状况下，a与m成反比
1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
2．牛顿其次定律可表述为a∝eq\f(F,m)，也可以写成等式F＝kma，其中k是比例系数，F指的是物体所受的合力。牛顿其次定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系，还明确了加速度的方向与力的方向一样。
二、力的单位
1．F＝kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取。
2．“牛顿”的定义：当k＝1时，质量为1kg的物体在某力的作用下获得1m/s2的加速度，这个力即为1牛顿(用符号N表示)，1N＝1__kg·m/s2。此时牛顿其次定律可以表述为F＝ma。
(1)由牛顿其次定律知，合外力大的物体的加速度肯定大。(×)
(2)物体的加速度大，说明它的质量肯定小。(×)
(3)我们用较小的力推很重的箱子，箱子不动，可见牛顿其次定律不适用于较小的力。(×)
(4)任何状况下，物体的加速度方向肯定与它的合力方向相同。(√)
(5)比例式F＝kma中的k肯定为1。(×)
(6)两单位N/kg和m/s2是等价的。(√)
学问点一牛顿其次定律的六大特性
同体性
F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的
瞬时性
加速度与合外力是瞬时对应关系，它们同生、同灭、同变更
矢量性
合外力的方向确定了加速度的方向，合外力方向变更，加速度方向变更，加速度方向与合外力方向一样
独立性
作用在物体上的每个力都会产生一个加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和
因果性
力是产生加速度的缘由，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度
相对性
物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿其次定律只适用于惯性参考系
如图，假如推轿车，轿车没有推动，依据牛顿其次定律，有力就能产生加速度，但为什么轿车始终没动呢？
提示：轿车没有动，是因为轿车所受的合力为0，加速度为0。
【典例】(多选)关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是()
A．做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的
B．做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上
C．物体受到的合外力增大时，物体的运动速度肯定加快
D．物体所受合外力为零时，可能处于匀速直线运动状态
【解析】选A、D。做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿其次定律知，它所受合外力是恒定不变的，故选项A正确；由牛顿其次定律可知加速度与合外力方向相同，与速度不肯定在同一方向上，故选项B错误；物体受到的合外力增大时，加速度肯定增大，物体的运动速度变更肯定加快，而速度不肯定加快，故选项C错误；物体所受合外力为零时，物体的加速度肯定等于零，处于静止状态或匀速直线运动状态，故选项D正确。
(多选)由牛顿其次定律表达式F＝ma可知()
A．质量m与合外力F成正比，与加速度a成反比
B．合外力F与质量m和加速度a都成正比
C．在公式F＝ma中，若F为合力，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．物体的加速度a跟其所受的合外力F成正比，跟它的质量m成反比
【解析】选C、D。物体的质量与合外力以及加速度无关，由本身的性质确定，故A错误；物体的合外力与物体的质量和加速度无关，故B错误；由力的独立作用原理可知，作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度，与其他力的作用无关，物体的加速度是每个力产生的加速度的矢量和，故C正确；依据牛顿其次定律a＝eq\f(F,m)可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比，故D正确。
学问点二牛顿其次定律的应用
角度1牛顿其次定律在定性分析中的应用
1．物体的运动状况由其受力状况确定。分析运动过程要由分析受力入手，再依据牛顿其次定律分析物体的运动状况和加速度变更状况。
2．定性问题的分析思路：
(1)对物体进行受力分析，分析物体所受各力的合力的方向、大小。
(2)分析物体加速度的方向、大小。
(3)依据“同向加、反向减”分析物体速度增加还是减小，依据加速度的大小分析速度变更的快慢。
【典例1】(多选)在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动，在其前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是()
A.物块接触弹簧后马上做减速运动
B．物块接触弹簧后先加速后减速
C．当物块的速度最大时，物块的加速度等于零
D．当弹簧处于压缩量最大时，它受到的合力为零
【解析】选B、C。物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，起先水平恒力大于弹簧的弹力，依据牛顿其次定律有