第2课时 牛顿第二运动定律
[学习目标] 1.[科学思维]通过上节实验,能得出并准确描述牛顿第二运动定律. 2.[科学思维]理解力的单位的由来,理解关系式F=kma是如何变成F=ma的. 3.[科学方法]能运用牛顿第二运动定律分析和处理简单的问题. 4.[科学方法]知道单位制和国际单位制,知道力学中其他物理量的单位都可以用基本单位导出.
一、牛顿第二定律
1.内容:物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比,与物体的质量成反比,加速度方向与合外力方向相同.
2.表达式:F合=kma.
质量的单位用kg,加速度的单位用m/s2,且规定质量为1 kg的物体获得1 m/s2的加速度所需的力为1 N,这样表达式中的k就等于1,牛顿第二定律表达式可简化为F=ma.
二、力学单位制
1.国际单位
(1)基本单位:在力学中有米(m)(长度单位)、千克(kg)(质量单位)、秒(s)(时间单位).
(2)导出单位:在力学中利用物理公式从三个基本单位导出的其他单位.
2.意义与作用:用公式计算的时候,所列的等式中就不必一一写出每个物理量的单位,只要在计算结果的数据后面写出待求量的单位即可.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)由牛顿第二定律可知,物体的质量与物体所受合外力成正比,与物体的加速度成反比. (×)
(2)物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力大小决定,与物体的速度大小无关. (√)
(3)物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定,与速度方向无关.
(√)
(4)在力学问题的分析计算中,只能采用国际单位,不能采用其他单位.
(×)
(5)力学单位制中,国际单位制的基本单位有千克、米、秒. (√)
(6)只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F=ma.
(√)
2.关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是( )
A.牛顿第二定律的表达式F=ma在任何情况下都适用
B.某一瞬时的加速度,不但与这一瞬时的外力有关,而且与这一瞬时之前或之后的外力有关
C.在公式F=ma中,若F为合外力,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.物体的运动方向一定与物体所受合外力的方向一致
C [牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运动,A错误;F=ma具有同时性,B错误;如果F=ma中F是合外力,则a为合外力产生的加速度,即各分力产生加速度的矢量和,C正确;如果物体做减速运动,则v与F反向,D错误.]
3.(多选)下列说法中正确的是 ( )
A.质量是物理学中的基本物理量
B.长度是国际单位制中的基本单位
C.kg·m/s是国际单位制中的导出单位
D.时间的单位——小时,是国际单位制中的导出单位
AC [质量是力学中的基本物理量,A正确;长度是物理量,不是单位,B错误;kg·m/s是国际单位制中的导出单位,C正确;小时是时间的基本单位,不是导出单位,D错误.]
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牛顿第二定律
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1.牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系,指明了加速度大小和方向的决定因素.
2.牛顿第二定律的五点说明
因果性
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只要物体所受合外力不为0(无论合外力多么小),物体就获得加速度,即力是产生加速度的原因
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矢量性
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物体加速度的方向与物体所受合外力的方向总是相同的,加速度的方向由合外力的方向决定
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瞬时性
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物体的加速度与物体所受合外力总是同时存在、同时变化、同时消失的,所以牛顿第二定律反映的是力的瞬时作用效果
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同一性
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F、m、a三者对应同一个物体
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独立性
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作用在物体上的每个力都将独立产生各自的加速度,且遵从牛顿第二定律,物体的实际加速度为每个力产生的加速度的矢量和.分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律,即Fx=max,Fy=may
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