物理必修 第一册3 牛顿第二定律优秀课后测评

3　牛顿第二定律

[学习目标]　1.知道牛顿第二定律的内容及表达式的确切含义(重点)。2.知道国际单位制中力的单位。3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题(难点)。

一、牛顿第二定律

1．牛顿第二定律

内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成________，跟它的质量成________，加速度的方向跟作用力的方向________。

2．表达式：F＝________，式中F指的是物体所受的________。

3．力的单位

(1)力的国际单位：牛顿，简称________，符号为________。

(2)“牛顿”的定义：使质量为________的物体产生________________的加速度的力叫作1 N，即1 N＝________________。

(3)在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝________，此时牛顿第二定律可表示为F＝________。

1．从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它。这跟牛顿第二定律矛盾吗？应该怎样解释这个现象？

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2．下列是甲、乙两同学对加速度的认识，甲说：“由a＝可知物体的加速度a与Δv成正比，与Δt成反比。”乙说：“由a＝知物体的加速度a与F成正比，与m成反比。”你认为哪一种说法是正确的？

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(1)公式F＝kma中，各物理量的单位都为国际单位时，k＝1。(　　)

(2)质量大的物体，其加速度一定小。(　　)

(3)物体加速度的大小由物体的质量和所受合力大小决定，与物体的速度大小无关。(　　)

(4)物体的加速度的方向不仅与它所受合力的方向有关，且与速度方向有关。(　　)

(5)物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致。(　　)

(6)一旦物体所受合力为零则物体的加速度和速度立即变为零。(　　)

例1　(2022·汉阴中学高一期末)翠鸟俯冲捕捉小鱼的精彩画面如图所示，如果整个俯冲过程翠鸟做加速直线运动，用O表示翠鸟，G表示翠鸟受到的重力，F表示空气对它的作用力，下列四幅图可能正确表示此过程中翠鸟受力的是(　　)

牛顿第二定律的四个性质

1．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。

2．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。

3．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。

4．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。

二、牛顿第二定律的简单应用

例2　平直路面上质量是30 kg的手推车，在受到60 N的水平推力时做加速度为1.5 m/s2的匀加速直线运动。如果撤去推力，车的加速度大小是多少？方向如何？

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例3　如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角θ＝37°，小球和车厢相对静止，小球的质量为1 kg(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)。求：

(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；

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(2)悬线对小球的拉力大小。

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例4　一个质量为20 kg的物体，从足够长的固定斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面的倾角为37°(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。

(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度。

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(2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑过程的加速度。

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应用牛顿第二定律解题的一般步骤

(1)确定研究对象。

(2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程。

(3)求出合力或加速度。

①当物体受两个非共线共点力作用时，可用矢量合成法，也可用正交分解法(用矢量合成法作图时注意：合力方向与合加速度的方向相同)。

②物体受多个非共线共点力作用，求合力时需用正交分解法。

(4)根据牛顿第二定律列方程求解。