2019-2020年高中物理必修一第5章《牛顿第二定律》word学案
[学习目标定位] 1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义.2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.3.能应用牛顿第二定律解决简单的实际问题.4.了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位．
一、牛顿第二定律
1．内容：物体的加速度跟受到的作用力成正比，跟物体的质量成反比． 2．公式：a∝或F∝ma也可以写成等式F＝kma. 3．对公式F＝kma的理解
(1)在国际单位制中，力的单位就是根据牛顿第二定律定义的．使质量为1_kg的物体产生1_m/s加速度的力，规定为1 N，即1 N＝1_kg·m/s，所以当F、m、a取国际单位制单位时，公式中k＝1.
(2)在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式为F＝ma. 二、物理量与单位制
1．单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制． (1)基本单位：选定几个物理量的单位作为基本单位．
(2)导出单位：根据有关公式，导出其他有关物理量的单位，这些导出的单位叫导出单位． 2．在国际单位制中，长度单位米(m)、时间单位秒(s)和质量单位千克(kg)属于基本单位.
2
2
Fm
一、牛顿第二定律 [问题设计]
由上一节的探究我们已经知道当小车的质量不变时，小车的加速度与它所受的力成正比，即
1
a∝F，当小车所受的力不变时，小车的加速度与它的质量成反比，即a∝，那么小车的加m速度a、小车的质量m以及小车所受的力F的关系是怎样的？
1F答案 由于a∝F，a∝，所以a∝ mm写成等式为F＝kma
若F、m、a都用国际单位，则F＝ma. [要点提炼]
1．牛顿第二定律的表达式
F＝ma，式中各量都要用国际单位，F指物体所受的合力．
2．对牛顿第二定律的理解
(1)因果性：力F是产生加速度a的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度． (2)瞬时性：a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系．
(3)矢量性：F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与合力F的方向一致，当合力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均相同． (4)同体性：公式F＝ma中各物理量都是针对同一物体的．
(5)独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F＝ma，每个力都会产生一个加
?Fx＝max?
速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度．故牛顿第二定律可表示为?
?F＝ma.y?y
3．合力、加速度、速度的关系
(1)力与加速度为因果关系．加速度与合力方向总相同、大小与合力成正比．
(2)力与速度无因果关系．合力与速度方向可以同向，可以反向；合力与速度方向同向时，物体做加速运动，反向时物体做减速运动．
(3)两个加速度公式的区别
ΔvFa＝是加速度的定义式，是比值法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无关；a＝是加速Δtm度的决定式，加速度由其受到的合力和质量决定． [延伸思考]
在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动，这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？
答案 不矛盾，牛顿第二定律公式中的F指的是物体受到的合力，大卡车在水平方向上不只受到你的推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相互平衡，即卡车受到的合力为零，故卡车不做加速运动． 二、物理量与单位制 [问题设计]
美国国家航空航天局(NASA)在20世纪末曾发射过一个火星探测器，但它由于靠火星过近，结果因温度过高而起火，并脱离轨道坠入火星的大气层．航空航天局调查事故原因时发现：原来探测器的制造商洛克希德·马丁公司计算加速度时使用了英制单位，而喷气推动实验室的工程师理所当然地认为他们提供的数据是以国际单位制算出来的，并把这些数据直接输入电脑．从这次事故的原因上，你能得到什么启示？
答案 在国际上采用统一的单位制是非常重要的，也是非常必要的． [要点提炼] 1．国际单位制
(1)国际单位制中的基本量
国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、
物质的量(n)七个量为基本量． (2)国际单位制中的力学单位 ①基本单位
长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s. ②常用的导出单位
速度(v)，由公式v＝导出，单位：m/s. 加速度(a)，由公式a＝
stvt－v02
导出，单位：m/s. t2
力(F)，由公式F＝ma导出，单位：N(或kg·m/s)． 此外还有功、功率、压强等等． 2．单位制的应用
(1)单位制可以简化计算过程
计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便． (2)推导物理量的单位
物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位． (3)判断比例系数的单位
根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，如公式F＝kx中k的单位为N/m，f＝μN中μ无单位． (4)单位制可检查物理量关系式的正误
根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者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．
一、对牛顿第二定律的理解
例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，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比
FaFC．由a＝可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比
mFD．由m＝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力求出
aF解析 a＝是加速度的决定式，a与F成正比，与m成反比；F＝ma说明力是产生加速度的
mB．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
原因，但不能说F与m成正比，与a成正比；质量是物体的固有属性，与F、a皆无关．