3. 牛顿第二定律优秀公开课教案

高一物理学案

NO.15

第四章

牛顿运动定律

§4.3 牛顿第二定律

问：1、什么叫物体运动状态发生改变？

2、物体运动状态发生改变的原因？

3、物体运动状态改变的难易程度跟什么有关？

4、探究实验的结论是什么？

一、牛顿第二定律

1、内容：物体加速度的大小跟 成正比、跟 成反比，加速度的方向跟作用力的方向 。 2、表达式：aF或Fkma 。 m当各量均取国际制单位时，上式为：

F合ma

3、对牛顿第二定律的理解： （1）上式中的F为合外力。 （2）

①同体性：F、m、a对应同一物体。 ②矢量性：F、a均为矢量，方向总是相同。

③瞬时性：a与F是瞬时对应关系。同生、同灭、同变化。 ④独立性：作用在物体上的每一个力都将独立产生各自的加速度，合加速度就是这些加速度的矢量和。 分量式：Fxmax，Fymay。

例：一个物体，质量是2kg，受到互成120°角的两个力F1、F2的作用，大小均为10N，此外没有其它力，这个物体产生的加速度是多大？

⑤因果性：m是内因，F是外因；a由F、m共同决定。

⑥统一性：统一用国际制单位

（3）牛顿第二定律只适用于惯性参考系（以地球或相对地球做匀速直线运动的物体为参考系）及宏观低速运动的物体。

例1、某质量为1000kg的汽车在平直路面试车，当达到90km/h的速度时关闭发动机，经过50s停了下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。

例2、光滑水平桌面上有一个质量为2kg的物体，它在水平方向上受到互成90°角的两个力的作用，这两个力都是14N。这个物体加速度的大小是多少？沿什么方向？

例3、如图所示，质量为m的物体，在水平面上受一与水平面成θ角向上的力F作用，做加速度为a的匀加速直线运动，物体与地面间的动摩擦因数为μ，求作用力F。

二、牛顿第二定律解题的方法和步骤

1、明确研究对象（隔离或整体） 2、进行受力分析和运动状态分析，画出示意图 3、规定正方向或建立直角坐标系，求合力F合

4、列方程求解 ①运动方向列牛顿第二定律：F合ma ②垂直于运动方向列力的平衡方程 注意：物体受多个力作用时常用正交分解法（沿加速度方向和垂直加速度方向分解）

列：

Fxmax（加速度方向）

Fy0（垂直于a的方向）

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三、连接体问题（整体法与隔离法）

一、连接体：当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连，或多个物体直接叠放在一起的系统

二、处理方法——整体法与隔离法

整体法：系统运动状态相同，问题不涉及物体间的内力

隔离法：系统各物体运动状态不同，问题涉及物体间的内力

三、连接体题型：

1、连接体整体运动状态相同：（这类问题可以采用整体法求解）

【例1】A、B两物体靠在一起，放在光滑水平面上，它们的质量分别为mA=3kg，mB=6kg，今用水平力FA=6N推A，用水平力FB=3N拉B，A、B间的作用力有多大？

FAABFBBθFA

【练2】如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，则（ ）

A. 车厢的加速度为gsin m1g

cosC. 底板对物体2的支持力为(m2m1)g

D. 物体2所受底板的摩擦力为m2gtan

B. 绳对物体1的拉力为【练3】如图所示，一只质量为m的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的竖直杆。当悬绳突然断裂时，小猴急速沿杆竖直上爬，以保持它离地面的高度不变。则杆下降的加速度为（ ）

A.g B.mg C.Mmg D.Mmg

MMM

【练5】如图所示，A、B的质量分别为mA=0.2kg，mB=0.4kg，盘C的质量mC=0.6kg，现悬挂于天花板O处，处于静止状态。当用火柴烧断O处的B对

细线瞬间，木块A的加速度aA多大？木块2盘C的压力FBC多大？（g取10m/s）

【练1】如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙

水平地面上，动摩擦因数为，物体B与斜面O

间无摩擦。在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动。已A

知斜面的倾角为，物体B的质量为m，则它们的加速度a及推力F的大小为（ ）

B

A.agsin,F(Mm)g(sin)

B.agcos,F(Mm)gcos

C.agtan,F(Mm)g(tan)

D.agcot,F(Mm)g

2

2、连接体整体内部各部分有不同的加速度：（不能用整体法来定量分析）

【例2】如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套有一个环，箱和杆的总质量为M，环的质量为m。已知环沿着杆向下加速运动，当加速度大小为a时（a＜g），则箱对地面的压力为（ ） A. Mg + mg B. Mg – ma C. Mg + ma D. Mg + mg – ma

Mm

【练4】如图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面，现将一个重4 N的物体放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计因4 N物体的存在，而增加的读数是（

A.4 N B.23 N

C.0 N D.3 N

C

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m1m2a，a2=a

mmmm1212瞬时问题主要是讨论细绳（或细线）、轻弹簧（或橡皮条）这两种模型. 细绳模型的特点： D.a1＝a，a2=m1a

m2①轻绳不需要形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力可以突变，成为零或别的值。 例4：如图所示，质量为m的小球用水平轻弹簧②轻弹簧（或橡皮绳）需要较长的形变恢系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小复时间，在瞬时问题中，其弹力不能突变，大球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离小不变。

的瞬间，小球的加速度大小为( )

233例1：如图所示，一质量为m的物体系于长度分A.0 B.g C.g D.g

别为l1、l2的两根细线上，l1的一端悬挂在天花33板上，与竖直方向夹角为θ，l2水平拉直，物体处于平衡状态。现将l2剪断，求剪断瞬间物体的加速度？

四、瞬时性问题

C.a1＝

例2：如图所示，细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，

求：小球静止时细绳的拉力大小？

烧断细线瞬间小球的加速度？

例5：如图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2．重力加速度大小为g．则有（ ）

A.a1g,a2g B.a10,a2g

mMg

MmMg

D.a1g,a2MC.a10,a2

例3：如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和，则 ( )

A.a1＝a2＝0 B.a1＝a，a2＝0

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