牛顿第二定律-备课资料一、评价标准学生能否通过探究实验分析得到加速度与力和质量之间的关系，能否利用牛顿第二定律解释生活中的相关现象，能否知道国际单位制的组成.二、学法建议本节的重点是牛顿第二定律，这也是本章的重点.牛顿第二定律是经典力学的基础和核心，仅从字面上来认识和理解是不够的,要从牛顿第二定律所反映的物理实质及自然界机械运动的规律来研究和探讨清楚.在运用牛顿第二定律解决实际问题时，准确地对物体进行受力分析是关键.反之只能在灵活运用和掌握牛顿第二定律的基础上,才能更准确地分析物体受力.因此在学习时要注意,把静力学问题与动力学问题有机地结合起来.三、释疑解难（1）对牛顿第二定律的理解和应用应注意什么？牛顿第二定律的表达式F=ma，等式左边是物体受到的合外力，右边反映了质量是m的物体在这个力作用下的效果是产生加速度a，它突出了力是物体运动状态改变的原因，不是维持物体运动的原因.物体的加速度跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律的物理意义.要掌握和准确地使用牛顿第二定律，还必须弄清加速度与力的瞬时作用关系和方向关系，即牛顿第二定律的瞬时性和矢量性.①瞬时性F=ma是对运动过程中的每一瞬间成立的，某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比,即有力作用就有加速度产生.外力停止作用，加速度随即消失.在持续不断的恒定外力作用下，物体具有持续不断的恒定加速度.外力随着时间而改变，加速度就随着时间而改变.②矢量性作用力F和加速度a都是矢量，所以牛顿第二定律的表达式F=ma是一个矢量表达式，它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同.而速度方向与合外力方向没有必然联系.在使用牛顿第二定律时还应注意:公式中的a是相对于惯性参考系的，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系.另外，牛顿第二定律只适用于低速宏观的物体，对高速、微观物体的研究，牛顿第二定律不能适用.（2）什么是力的独立作用原理，如何理解它的含义？物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立作用原理.原理表明:①作用在物体上的一个力，总是独立地使物体产生一个加速度，与物体是否受到其他力的作用无关.如落体运动和抛体运动中，不论物体是否受到空气阻力，重力产生的加速度总是g.②作用在物体上的一个力产生的加速度，与物体所受到的其他力是同时作用还是有先有后关系.例如，跳伞运动员开伞前，只受重力作用（忽略空气阻力），开伞后既受重力作用又受空气阻力作用，但重力产生的加速度总是g.③物体在某一方向受到一个力，就会在这个方向上产生加速度.这一加速度不仅与其他方向的受力情况无关，还和物体的初始运动状态无关.例如，在抛体运动中，不论物体的初速度方向如何，不论物体沿初速度方向做匀速运动还是做变速运动，重力使物体产生的加速度总是g.④如果物体受到两个互成角度的力F1和F2的作用，那么F1只使物体产生沿F1方向的加速度a1=,F2只使物体产生沿F2方向的加速度a2=.四、典型题例［例1］质量为8×103kg的汽车以1.5m/s2的加速度加速前进，阻力为2.5×103N，那么，汽车的牵引力是多大？图6-2-4分析:选汽车作为研究对象，汽车在运动过程中受到四个力:重力、地面对汽车的支持力、牵引力和阻力，如图6-2-4所示.汽车所受到的合力为（F-f）.解答:由牛顿第二定律F合=ma得:F-f＝maF=f＋ma=(2.5×103＋8×103×1.5)N=1.45×104N.［例2］一个气球以加速度a＝2m/s2下落，当它抛出一些物品后，恰能以加速度a＝2m/s2上升，假设气球运动过程中所受空气阻力不计，求抛出的物品与气球原来质量之比是多少？（g取10m/s2）分析:由于气球在抛出物品前后的加速度均已知，故可取气球为研究对象.设气球总质量为M，抛出物品的质量为m，由题意知下降时气球受到向下的重力Mg和向上的空气浮力F的作用，上升时受到向下的重力（M-m）g和浮力F的作用，它们的受力图分别如图6-2-5和图6-2-6所示.图6-2-5图6-2-6解答:根据牛顿第二定律F合=ma得Mg-F=MaF-（M-m）g＝（M-m）a两式相加得2Ma=m（g＋a），所以=.
