4.3牛顿第二定律（解析版）-2022-2023学年高一物理备课必备讲义（人教2019必修第一册 ）

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第四章 运动和力的关系
4.3 牛顿第二定律
课标要求 素养要求
课
标
解
读
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.
3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问
题．
1．物理观念：(1)理解牛顿第二定律
的内容，知道其表达式的确切含
义。
(2) 通 过 对 力 的 单 位 “ 牛 顿 ” 的 定
义，掌握牛顿第二定律表达式 F＝
ma 成立的条件。
2．科学思维：通过实例分析，加深
对牛顿第二定律的理解，并能利用
其解决简单的问题。
3．科学态度与责任：能运用牛顿第
二定律解决生活、生产、科技中的
实际问题。
教材原句 01 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度
的方向跟作用力的方向相同。
自主思考
(1)如图所示，赛车车手要想赢得比赛，除了赛车手的技术高超外，赛车本身也是赢得比
赛的关键．要想使赛车启动获得较大的加速度，该如何设计赛车？为什么？
(2)如图所示，用一个力推大石头，没有推动，大石头没有产生加速度，为什么？要使大
石头产生加速度应该满足什么条件？
【答案】(1)设计赛车时要有大的加速度，一方面需要有强大动力的发动机，另一方面在保障
安全的前提下减小赛车的质量．
(2)大石头没有运动的原因是推力与摩擦力相等，大石头受到的合外力为 0，加速度为 0.
要使大石头产生加速度，则应加大推力，推力大于摩擦力时，合外力不为 0，才能产生加速
度．
教材原句 02 质 量 为 1 kg
的 物 体 在 某 力 的 作 用 获 得 1 m/s 2
的 加 速 度 ， 则 这 个 力
如果我们把这个力叫作“一个单位”的力的话，力 F的单位就是千克米每二次方秒。后人为
了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号 N表示。
自主思考
取质量的单位是千克(kg)，加速度的单位是米每二次方秒(m/s2)，根据牛顿第二定律中加速度
与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？
【答案】表达式 F＝kma 中，k为比例系数，那么 F的单位应该与 ma 的单位一致，即力的单
位为 kg·m/s2.
教材原句 03 在质量的单位取千克（kg）,加速度的单位取米每二次方秒（ ），力
的单位取牛顿（N）时，牛顿第二定律可以表述为
自主思考
如图所示，某人在客厅内用力推沙发，但是沙发没有动。
(1)根据牛顿第二定律，有力就能产生加速度，人给沙发施加力后，沙发为什么没动？
(2)如果地板光滑，当人给沙发施加力的瞬间，沙发会有加速度吗？是否立刻获得速度？
【答案】
(1)推力小于地面对沙发的最大静摩擦力。
(2)沙发可立即获得加速度，但速度的获得需要时间，故不能立即获得速度。
探究点 01 对牛顿第二定律的理解
情境探究
1．加速度方向取决于合力方向还是速度方向？
2．你了解赛车吗？如图所示是一辆方程式赛车，车身结构一般采用碳纤维等材料进行轻量化
设计，比一般小汽车的质量小得多，而且还安装了功率很大的发动机，可以在 4～5 s 的时间
内从静止加速到 100 km/h.你知道为什么要使赛车具备质量小、功率大两个特点吗？
【答案】
1．加速度方向取决于合力的方向．如图所示，光滑水平面上物体受一大小不变、方向向右的
力F1的作用，物体的加速度 a1方向向右．一段时间后，只改变 F1的方向，即改为向左，这时
物体速度 v的方向向右，但是加速度的方向向左．
2．赛车的质量小，赛车的运动状态容易改变；功率大，可以为赛车提供较大的动力．因此，
这两大特点可以使赛车提速非常快(加速度大)．
探究归纳
1．对表达式 F＝ma 的理解
(1)单位统一：表达式中 F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位．
(2)F的含义：F是合力时，加速度 a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个力时，
加速度 a是该力产生的加速度．
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