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成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修1第四章牛顿运动定律成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1牛顿运动定律第四章第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13牛顿第二定律第四章第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5易错案例剖析6课时作业7学习目标定位1第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1学习目标定位第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1※※理解牛顿第二定律的内容，知道其表达式的确切含义※知道力的国际单位“牛顿”的定义※※熟练运用牛顿第二定律处理有关问题第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1课堂情景切入第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1短跑运动员在起跑时的好坏，对于取得好成绩十分关键，因此，发令枪响必须奋力蹬地(见下图)，发挥自己的最大体能，以获取最大的加速度，在最短的时间内达到最大的运动速度。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1知识自主梳理第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．内容：物体加速度的大小跟作用力________，跟物体的质量________，加速度的方向跟________________。2．表达式(1)表达式：F＝________，式中k是比例系数，F是物体所受的________。(2)国际单位制中：F＝________。牛顿第二定律成正比成反比作用力的方向相同kma合外力ma第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．国际单位：________，简称________，符合为________。2．“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生________的加速度的力，称为1N，即1N＝________。3．比例系数k的含义：关系式F＝kma中的比例系数k的数值由F、m、a三量的单位共同决定，三个量都取国际单位，即三量分别取________、________、________作单位时，系数k＝________。力的单位牛顿牛N1m/s21kg·m/s2Nkgm/s21第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1重点难点突破第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1一、牛顿第二定律的六个特性同体性F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的因果性力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度矢量性F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同瞬时性加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失相对性物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系独立性作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和分力和分加速度在各个方向上的分量关系也遵循牛顿第二定律，即Fx＝max，Fy＝may第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1静止在光滑水平面上的重物，受到一个很小的水平推力，在力刚开始作用的瞬间，重物是否立即获得加速度，是否立即有了速度？答案：力是产生加速度的原因，力与加速度具有同时性，故在力作用的瞬间，物体立即获得加速度，但由Δv＝aΔt可知，要使物体获得速度必须经过一段时间。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1二、合外力、加速度、速度的关系1．合外力与加速度的关系合外力与加速度合外力方向决定加速度方向→a与F方向总相同合外力大小决定加速度大小→a与F大小成正比2．合外力与速度的关系合力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13．力与运动的关系物体受力作用→运动状态变化—物体速度变化力与速度同向→v增加力与速度反向→v减小4．加速度的定义式与决定式a＝ΔvΔt是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法；a＝Fm是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1特别提醒：物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即a与合力F方向总是相同，但速度v的方向不一定与合外力的方向相同。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1如图所示，一个小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车，但无论怎样用力都无法使它做加速运动，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外力，汽车在水平方向上不只受到小孩的推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相互平衡，所以汽车不会加速运动。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1三、牛顿第二定律的应用1．解题的一般步骤(1)明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体(2)进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确运动性质和运动过程。(3)建立坐标系，一般以加速度方向和垂直加速度方向为两坐标轴的方向。(4)根据牛顿第二定律列方程求解。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12．常用方法(1)矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物体所受合外力的方向。反之，若知道加速度的方向，也可应用平行四边形定则求物体所受的合外力。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(2)正交分解法：当物体受到多个力的作用时，利用正交分解法较为简单，利用正交分解法需要建立直角坐标系，建系原则是尽可能少分解矢量。因此建系有两种情况：①沿加速度的方向建一坐标轴，沿垂直加速度方向建一坐标轴。这种方法不需要分解加速度。②沿某特定方向建立坐标轴，这样可能少分解力，但需要分解加速度，此时应用：Fx＝max，Fy＝may。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1一辆小车在水平地面上沿直线行驶，在车厢上悬挂的摆球相对小车静止，其悬线与竖直方向成θ角，如图所示，问小车的加速度多大，方向怎样？答案：gtanθ方向水平向左解析：摆球与小车相对静止，摆球的加速度等于小车的加速度。解法一(利用合成法求解)：摆球的受力情况如图所示，(其合力水平向左)第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1由图甲可知，F合＝mgtanθ，所以加速度a＝F合m＝gtanθ，方向水平向左。解法二(利用正交分解法求解)：摆球的受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律得：Fsinθ＝ma①Fcosθ－mg＝0②由①②得a＝gtanθ，方向水平向左。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1考点题型设计第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1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，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关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．物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致对牛顿第二定律的理解第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：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正确；如果F＝ma中F是合力，则a为合力产生的加速度，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。答案：BC第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是()A．由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B．由m＝Fa可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1答案：CD解析：牛顿第二定律的表达式F＝ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，但物体的质量是由物体本身决定的，与受力无关；作用在物体上的合力，是由和它相互作用的物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关；故排除A、B，选C、D。C．由a＝Fm可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比D．由m＝Fa可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力而求出第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(如皋市2013～2014学年高一上学期期末)如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是()A．速度变大，加速度变小B．速度变小，加速度变大根据牛顿第二定律分析力与运动的关系C．速度先变小，后变大；加速度先变大，后变小D．速度先变大，后变小；加速度先变小，后变大第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：开始阶段，弹簧的压缩量较小，因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力，此时合外力大小：F＝mg－kx，方向向下，随着压缩量的增加，弹力增大，故合外力减小，则加速度减小，由于合外力与速度方向相同，小球的速度变大；当mg＝kx时，合外力为零，此时速度最大；由于惯性物体继续向下运动，此时合外力大小为：F＝kx－mg，方向向上，物体减速，随着压缩量增大，物体合外力增大，加速度增大，故整个过程中加速度先变小后变大，速度先变大后变小，故D正确。答案：D第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1点评：本题容易错误地认为小球接触弹簧后，立即做减速运动。建立正确的受力图景，是处理此类问题的关键。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(天津市2014～2015学年高一上学期五校期末联考)如图所示，在光滑水平面上，轻质弹簧的右端固定在竖直墙壁上。一物块在水平恒力F作用下做直线运动，接触弹簧后，压缩弹簧，直至速度为零，整个过程中，物体一直受到力F作用，弹簧一直在弹性限度内，在物体与弹簧接触后向右运动的过程中，下列说法正确的是()第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1A．物块接触弹簧后立即做减速运动B．物块接触弹簧后先加速后减速C．当弹簧形变量最大时，物块的加速度等于零D．当物块的速度最大时，它所受的合力为零答案：BD解析：当木块接触弹簧后，水平方向受到向右的恒力F和弹簧水平向左的弹力，弹簧的弹力先小于恒力F，后大于恒力F，木块所受的合力方向先向右后向左，则木块先做加速运动，后做减速运动，当弹力大小等于恒力F时，木块的速度为最大值。当弹簧压缩量最大时，弹力大于恒力F，合力向左，加速度大于零，故A、C错误，B、D正确。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1如图所示，自动扶梯与水平面夹角为θ，上面站着质量为m的人，当自动扶梯以加速度a加速向上运动时，求扶梯对人的弹力FN和扶梯对人的摩擦力Ff。牛顿第二定律的应用解析：这是一个动力学问题，人受到竖直向下的重力mg、竖直向上的支持力FN和水平向右的摩擦力Ff，因为人的加速度方向沿扶梯向上，所以人所受的这三个力的合力方向也沿扶梯向上。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解法一：建立如图甲所示的直角坐标系，人的加速度方向正好沿x轴正方向，由题意可得x轴方向：Ffcosθ＋FNsinθ－mgsinθ＝may轴方向：FNcosθ＋Ffsinθ－mgcosθ＝0解得FN＝mg＋masinθ，Ff＝macosθ。第四章3成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解法二：建立如图乙所示的直角坐标系(水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向)。由于人的加速度方向是沿扶梯向上的，