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文档介绍
【物理】2018届人教版第3章第2节 牛顿运动定律力学单位制教案
第2节 牛顿运动定律 力学单位制 考点一| 牛顿第二定律 1.内容及表达式 物体加速度的大小跟所受外力的合力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟合外力方向相同.表达式:F=ma. 2.适用范围(加试要求) (1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系). (2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况. 1.牛顿第二定律的“五性” 矢量性 F=ma是矢量式,a与F同向 瞬时性 a与F对应同一时刻 因果性 F是产生a的原因 同一性 a、F、m对应同一个物体,应用时统一使用SI制 独立性 每一个力都产生各自的加速度 2.合力、加速度、速度间的决定关系 (1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,只要合力不为零,不管速度是大是小,或是零,物体都有加速度,只有合力为零时,加速度才为零.一般情况下,合力与速度无必然的联系. (2)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动. (3)a=是加速度的定义式,a与Δv、Δt无直接关系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝. 1.(2017·临海市调研)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=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 C.由a=可知,物体的加速度与其所受合力成正比,与其质量无关 D.由m=可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力求出 D [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;但物体的加速度与质量有关,故排除A、B、C,选D.] 2.关于牛顿第二定律的下列说法中,不正确的是( ) A.物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力的大小决定,与物体的速度无关 B.物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定,与速度方向无关 C.物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的 D.一旦物体所受合外力为零,则物体的加速度立即为零,其运动速度将不再变化 【解析】 对于某个物体,合外力的大小决定了加速度的大小,合外力的方向决定了加速度的方向,而速度的方向与加速度方向无关.根据牛顿第二定律的瞬时性特征,合外力一旦为零,加速度立即为零,则速度不再发生变化,以后以此时的速度做匀速直线运动,综上所述,A、B、D正确,C错误. 【答案】 C 3.如图321所示,质量为1 kg的物体与桌面的动摩擦因数为0.2,物体在7 N的水平拉力作用下获得的加速度大小为(g取10 m/s2)( ) 【导学号:81370100】 图321 A.0 B.5 m/s2 C.8 m/s2 D.12 m/s2 B [物体所受合外力F合=F-μmg=5 N,加速度a==5 m/s2,选项B正确.] 4.(加试要求)如图322所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的弹簧,则当木块接触弹簧后( ) 图322 A.木块立即做减速运动 B.木块在一段时间内速度仍可增大 C.当F等于弹簧弹力时,木块速度最大 D.弹簧压缩量最大时,木块加速度为0 BC [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,木块的速度最大,加速度为0.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0,故B、C正确,A、D错误.] 考点二| 力学单位制 1.力学中的基本物理量及单位 (1)力学中的基本物理量是长度、质量、时间. (2)力学中的基本单位:基本物理量的所有单位都是基本单位.如:毫米(mm)、克(g)、毫秒(ms)等等.三个基本物理量的单位在国际单位制中分别为米(m)、千克(kg)、秒(s). 2.单位制 (1)由基本单位和导出单位组成的单位系统叫做单位制. (2)国际单位制(SI):国际计量大会制定的国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制. 3.单位制的应用 问题中的已知量的单位都用国际单位制表示时,计算的结果也是用国际单位制表示的.因此,用国际单位制进行计算时,可以不必一一写出各个已知量的单位,只在数字后面写出正确的单位就可以了.高中阶段进行物理量的计算时,一律采用国际单位制. 在进行计算或检查的过程中,如果发现所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致,那么该公式或计算结果肯定是错误的. (2015·浙江10月学考)kg和s是国际单位制两个基本单位的符号,这两个基本单位对应的物理量是( ) A.质量和时间 B.质量和位移 C.重力和时间 D.重力和位移 A [kg是质量对应的单位,s是时间对应的单位,位移的单位是m,重力的单位是N且不是国际单位制基本单位,故A正确.] (2016·浙江10月学考)下列均属于国际制基本单位的是( ) A.m、N、J B.m、kg、J C.m、kg、s D.kg、m/s、N C [7个国际单位:米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉.故选C.] 1.下列叙述中正确的是( ) A.在力学的国际单位制中,力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位 B.牛顿、千克、米/秒2、焦、米都属于力的单位 C.在厘米、克、秒单位制中,重力加速度g的值等于9.8厘米/秒2 D.在力学的计算中,若涉及的物理量都采用国际单位制中的单位,则所计算的物理量的单位也是国际单位制中的单位 D [力的单位不是基本单位,焦、米不是力的单位,厘米、克、秒单位制中,重力加速度的值不是9.8厘米/秒2而是980厘米/秒2,A、B、C错误;D正确.] 2.在国际单位制中规定“质量”为力学基本物理量,它对应的单位名称是( ) A.米 B.千克 C.秒 D.牛顿 【答案】 B 3.(2017·东阳模拟)关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是( ) 【导学号:81370101】 A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量 B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位 C.1 N=1 kg·m·s-2 D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制中的单位 C [力学中的三个基本物理量为长度、质量、时间,选项A错误;“牛顿”是为了纪念牛顿而作为力的单位,但不是基本单位,选项B错误;根据“牛顿”的定义,1 N=1 kg·m·s-2,选项C正确;“克”“摄氏度”不是国际单位制中的单位,选项D错误.] 4.在国际单位制中,与质量、长度和时间对应的基本单位是( ) A.克、米、秒 B.千克、米、小时 C.克、厘米、分钟 D.千克、米、秒 D [在国际单位制中选定七个基本单位,其中力学有三个基本单位,即质量、长度和时间对应的单位,它们的单位分别是千克(kg)、米(m)、秒(s).D选项正确.] 5.国际单位制由基本单位和导出单位组成.下列物理单位属于基本单位的是( ) 【导学号:81370102】 A.m/s B.N C.m D.J C [在国际单位制中,长度的基本单位为米,符号为m,故C项正确.] 考点三| 瞬时加速度问题 两类模型(加试要求) (1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间. (2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳),特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变. 1.求解瞬时加速度问题的一般步骤 第一步:分析原来物体的受力情况. 第二步:分析物体在突变时的受力情况. 第三步:由牛顿第二定律列方程. 第四步:求出瞬时加速度,并讨论其合理性. 2.求解瞬时加速度问题时应抓住“两点” (1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析. (2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变. 1.如图323所示,两小球悬挂在天花板上,a、b两小球用细线连接,上面是一轻质弹簧,a、b两球的质量分别为m和2m,在细线烧断瞬间,a、b两球的加速度为(取向下为正方向)( ) 图323 A.0,g B.-g,g C.-2g,g D.2g,0 C [在细线烧断之前,a、b可看成一个整体,由二力平衡知,弹簧弹力等于整体重力,故大小为3mg,方向向上.当细线烧断瞬间,弹簧的形变量不变,故弹力不变,故a受向上3mg的弹力和向下mg的重力,故加速度aa==2g,方向向上.对b而言,细线烧断后只受重力作用,故加速度ab==g,方向向下.如以向下方向为正,有aa=-2g,ab=g.故选项C正确.] 2.(2017·东阳市联考)如图324所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m,物块2、4质量为M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g,则有( ) 【导学号:81370103】 图324 A.a1=a2=a3=a4=0 B.a1=a2=a3=a4=g C.a1=a2=g,a3=0,a4=g D.a1=g,a2=g,a3=0,a4=g C [在抽出木板的瞬间,物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失,受到的合力均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a1=a2=g;而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变,此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg,因此物块3满足mg=F,a3=0;由牛顿第二定律得物块4满足a4==g,所以C正确.] 3.(多选)质量均为m的A、B 两个小球之间连接一个质量不计的弹簧,放在光滑的台面上.A球紧靠墙壁,如图325所示,今用恒力F将B球向左挤压弹簧,达到平衡时,突然将力撤去,此瞬间( ) 图325 A.A球的加速度为 B.A球的加速度为0 C.B球的加速度为 D.B球的加速度为 BD [撤去恒力F前,A和B都平衡,它们的合力都为0,且弹簧弹力为F.突然将力F撤去,对A来说水平方向依然受弹簧弹力和墙壁的弹力,二力平衡,所以A球的合力为0,加速度为0,A项错,B项对.而B球在水平方向只受水平向右的弹簧的弹力作用,加速度a=,故C项错,D项对.] 4.(加试要求)(2017·平湖选考模拟)(多选)如图326所示,质量为m的小球与弹簧Ⅰ和水平细绳Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q两点.小球静止时,Ⅰ中拉力的大小为F1,Ⅱ中拉力的大小为F2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ其中一根的瞬间,球的加速度a应是( ) 【导学号:81370104】 图326 A.若剪断Ⅰ,则a=g,方向竖直向下 B.若剪断Ⅱ,则a=,方向水平向左 C.若剪断Ⅰ,则a=,方向沿Ⅰ的延长线方向 D.若剪断Ⅱ,则a=g,方向竖直向上 AB [没有剪断Ⅰ、Ⅱ时,小球受力情况如图所示.在剪断Ⅰ的瞬时,由于小球的速度为0,绳Ⅱ上的力突变为0,则小球只受重力作用,加速度为g,选项A正确,选项C错误;若剪断Ⅱ,由于弹簧的弹力不能突变,F1与重力的合力大小仍等于F2,所以此时加速度为a=,方向水平向左,选项B正确,选项D错误.]查看更多