【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 9页

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．]‎