20xx人教版高中物理必修1第4章第3節(jié)《牛頓第二定律》(文件)
【正文】 1 ． 應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟： ( 1) 確定研究對象 ． ( 2) 進(jìn)行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫出受力分析圖，明確運動性質(zhì)和運動過程 ． ( 3) 求出合力或加速度 ． ( 4) 根據(jù)牛頓第二定律列方程求解 ． 2 ． 應(yīng)用牛頓第二定律解題的兩種方法 ( 1) 矢量合成法：若物體只受兩個力作用時，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個力的合力，再由牛頓第二定律求出 物體的加速度的大小及方向 ． 加速度的方向就是物體所受合力的方向 ． 反之，若知道加速度的方向也可應(yīng)用平行四邊形定則求物體所受的合力 ． ( 2) 正交分解法：當(dāng)物體受多個力作用時，常用正交分解法求物體的合外力 ． 應(yīng)用牛頓第二定律求加速度，在實際應(yīng)用中常將受力分解，并將加速度所在的方向選為 x 軸或 y 軸，有時也可分解加速度，即????? F x ＝ ma xF y ＝ ma y. 第 3 步 例證 —— 典例印證，思維深化 質(zhì)量為 m 的木塊，以一定的初速度沿傾角為 θ 的斜面向上滑動，斜面靜止不動，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為 μ ，如圖 4 － 3 － 5 所示 ． 圖 4 － 3 － 5 ( 1) 求向上滑動時木塊的加速度的大小和方向 ． ( 2) 若此木塊滑到最大高度后，能沿斜面下滑，求下滑時木塊的加速度的大小和方向 ． 【思路點撥】 解答本題時可按以下思路進(jìn)行分析： 【解析】 ( 1) 以木塊為研究對象，因木塊受到三個力的作用，故采用正交分解法求解，建立坐標(biāo)系時，以加速度的 方向為 x 軸的正方向 ． 木塊上滑時其受力分析如圖甲所示，根據(jù)題意，加速度的方向沿斜面向下，將各個力沿斜面和垂直斜面方向正交分解 ． 根據(jù)牛頓第二定律有 mg s in θ ＋ f ＝ ma ， N － mg c os θ ＝ 0 又 f ＝ μN ，聯(lián)立解得 a ＝ g ( s in θ ＋ μ c os θ ) ，方向沿斜面向下 ． ( 2) 木塊下滑時其受力分析如圖乙所示，由題意知，木塊的加速度方向沿斜面向下 ． 根據(jù)牛頓第二定律有 mg s in θ － f ′ ＝ ma ′ ， N ′ － mg c os θ ＝ 0 又 f ′ ＝ μN ′ ，聯(lián)立解得 a ′ ＝ g (s in θ － μ c os θ ) ，方向沿斜面向下 ． 【答案】 ( 1) g ( s in θ ＋ μ c os θ ) ，方向沿斜面向下 ( 2) g ( s in θ － μ c os θ ) ，方向沿斜面向下 應(yīng)用牛頓第二定律應(yīng)注意的三個問題 ( 1) 要注意分析物體的受力情況和運動情況，而加速度是聯(lián)系受力情況和運動情況的橋梁 ． ( 2) 使用公式 F ＝ ma 時， F 、 m 、 a 三個物理量的單位必須采用統(tǒng)一的國際單位，否則公式中比例系數(shù) k 不等于 1. (3 ) 對于多個物體組成的系統(tǒng)，若各個物體加速度相同，則可以看作一個整體來應(yīng)用牛頓第二定律，否則不能看成一個整體 ． 第 4 步 巧練 —— 精選習(xí)題，落實強化 5 ． ( 2020m/s2 3 ． 比例系數(shù)的意義 ( 1) 在 F ＝ km a 中， k 的選取有一定的任意性 ． ( 2) 在國際單位制中 k ＝ 1 ，牛頓第二定律的表達(dá)式為 ，式中 F 、 m 、 a 的單位分別為 、 、 ． F＝ ma 牛頓 千克 米每二次方秒 [ 再思考 ] 在任何情況下， F ＝ km a 中的 k 都等于 1 嗎？ 【提示】 在不同的單位制中 k 值不同，只有在國際單位制中 k ＝ 1. [ 后判斷 ] 1 ． 只要力的單位取 N ， F ＝ km a 的 k 就等于 1.( ) 2 ． 只要加速度的單位為 m /s2， F ＝ km a 中的 k 就等于 1.( ) 3 ． 1 N 的力可以使質(zhì)量為 1 k g 的物體，產(chǎn)生 1 m /s2的加速度 ． ( √ ) 預(yù)習(xí)完成后，請把你認(rèn)為難以解決的問題記錄在下面的表格
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