高中物理人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律教学设计

江苏省常熟市梅李中学物理必修一

【知识要点】

1．理解牛顿第二定律；

（1）内容                                            

（2）表达式                       

（3）适用范围                            

2．理解力与运动的关系，会进行相关的判断；会求解瞬时性问题；

【典型例题】

一、关于力和运动的分析

【例1】放在光滑水平面上的物体，在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态，若其中一个力逐渐减小到零后，又恢复到原值，则该物体的（    ）

A．速度先增大后减小

B．速度一直增大，直到某个定值

C．加速度先增大，后减小到零

D．加速度一直增大到某个定值

【例2】如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（     ）

A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大

B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上

C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小

D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大

【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37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况．

（2）求悬线对球的拉力．

【例4】三个完全相同物块1、2、3放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦数都相同.现用大小相同的外力F沿图示方向分别作用在1和2上,用F的外力沿水平方向作用在3上,使三者做加速运动.令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度,则（  ）

A. a1=a2=a3                   B. a1=a2,a2>a3

C. a1>a2,a2< a3               D. a1>a2 ,a2> a3

二、关于瞬时加速度的求法

【例5】（2001年上海高考题）如图（1）所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1 、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。

（1）下面是某同学对该题的某种解法：

解：设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下处于平衡。mg，，解得 =mgtanθ，剪断线的瞬间，T2突然消失，物体却在T2反方向获得加速度，因为mgtanθ=ma所以加速度a=gtanθ，方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗？说明理由。

（2）若将图（1）中的细线L1改为长度相同，质量不计的轻弹簧，如图（2）所示，其它条件不变，求解的步骤和结果与（1）完全相同，即a=gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。

【例6】如图所示，在倾角为=300的光滑斜面上，有两个用轻弹簧连接的木块A和B，已知A的质量为2kg，B的质量为3kg，有一恒力F=50N的力作用在A上，在AB具有相同加速度的瞬间，撤去外力F，则这一瞬时，A和B的加速度分别是多大？（g＝10m/s2）

【巩固与提高】

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，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比

B．由可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比

C．由可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比

D．由可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得

2．下列关于力和运动关系的几种说法中，正确的是（   ） 

A．物体所受合外力的方向，就是物体运动的方向

B．物体所受合外力不为零时，其速度不可能为零

C．物体所受合外力不为零，其加速度一定不为零

D．合外力变小的，物体一定做减速运动

3．一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动。探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确是（    ）

A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气    B．探测器加速运动时，竖直向下喷气

C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气      D．探测器匀速运动时，不需要喷气

4.在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时达到最低点，若不计空气阻力，则在弹性绳从原长达最低点的过程中，以下说法正确的是（    ）

A.速度先减小后增大         B.加速度先减小后增大

C.动能增加了mgL           D.重力势能减少了mgL

5.如图，一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中（     ）

A.升降机的速度不断减小            

B.升降机的加速度不断变大

C.先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功

D.到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值

6. 如图所示，A和B的质量分别是1 kg和2kg，弹簧和悬线的质量不计，在A上面的悬线烧断的瞬间（      ）

A.A的加速度等于3g    B.  A的加速度等于g

C.B的加速度为零     D  .B的加速度为g

7.如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为m0的平盘，盘中有一物体，质量为m.当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了L.今向下拉盘使弹簧再伸长  ΔL后停止，然后松手放开.设弹簧总处在弹性限度以内，则刚刚松开手时盘对物体的支持力等于（  ）

AA.（1＋）mg  B.（1＋）（m＋m0）g  C. mg               D.（m＋m0）g

8.如图所示，质量m=10kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体产生的加速度是（    ）（g取为10m/s2）

A．0  B．4m/s2,水平向右  C．2m/s2，水平向左     D．2m/s2，水平向右

9、如图所示，一物块位于光滑水平桌面上；用一大小为F、方向如图所示的力去推它，使它以加速度a向右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小，则：  (       )

A． a变大   B．a不变

C． a变小  D．因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势

10.质量为M的木块位于粗糙的水平面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a.当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度为a′,则（   ）

A.a′=a     B.a′＜2a            C.a′＞2a   D.a′=2a

11．（2002年春季高考北京卷)质量为m的三角形木楔A置于倾角为的固定斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为，一水平力F作用在木楔A的竖直平面上，在力F的推动下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动，则F的大小为：（   ）

A      B 

C       D 

12.一支架固定于放于水平地面上的小车上，细线上一端系着质量为m的小球，另一端系在支架上，当小车向左做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为θ，此时放在小车上质量M的A物体跟小车相对静止，如图所示，则A受到的摩擦力大小和方向是（                 ）

A．Mgsinθ，向左   

B．Mgtanθ，向右

C．Mgcosθ，向右     

D．Mgtanθ，向左

13.如图所示为一光滑竖直圆槽，AP、BP、CP为通过最低点P与水平面分别成30°、45°、60°角的三个光滑斜面，与圆相交于A、B、C点.若一物体由静止分别从A、B、C滑至P点所需的时间为t1，t2，t3，则  （   ）

A.t1＜t2＜t3   B.t1＞t2＞t3   C.t1=t2=t3   D.t1=t2＜t3

14.如图所示，一倾角为θ的斜面上放着一小车，小车上吊着小球m，小车在斜面上下滑时，小球与车相对静止共同运动，当悬线处于下列状态时，分别求出小车下滑的加速度及悬线的拉力。

（1）悬线沿竖直方向。

（2）悬线与斜面方向垂直。

（3）悬线沿水平方向。

§3.2参考答案

【典型例题】

以B为对象：

解得：