计算月份的公式2020年高考物理：牛顿第二定律

2020年高考物理：牛顿第二定律
学习目标
1.理解牛顿第二定律的内容和表达式的含义．
2.理解公式中各物理量的意义及相互关系．
3.认识国际单位制在物理学中的重要意义，知道国际
单位制中的力学单位．
4.会用牛顿第二定律解决相关的实际问题.
物理观念： 牛顿第二定律、单位制
科学思维：牛顿第二定律的瞬时性、
牛顿第二定律表达式F＝ma
素养提炼


一、牛顿第二定律
1．内容：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物 体的质量成反比，加速度的方向跟
合力方向相同．
2．公式表示为F＝ma，式中的F与a都是矢量，且它们在任何时刻方向都相同．
3．力的单位N：如果一个力作用在1 kg的物体上，使物体产生的加速度为 1_ms
2
，则
这个力的大小为1 N.
[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？
提示：不矛盾，牛顿第二定律公式中的F指的是物体受到的合外力，大卡车在水平方
向上不只受到推力， 还同时受到地面摩擦力的作用，它们相互平衡，即卡车受到的合外力为
零，加速度为零，故卡车不做加速 运动．
二、力学单位制
1．基本单位：物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了 物理量的单位关系．在
物理学中，先选定几个物理量的单位作为基本单位．
2．导出单位：根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系，导出来的单位叫导
出单位．
3．单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制．
4．在力学中，选定长度、质量和时间 这三个物理量的单位作为基本单位．在国际单位
制中，它们的单位分别是米、千克、秒．
[思考]
赛车比赛中，两摩托车的速度分别为v
1
＝160 kmh，
v
2
＝50 ms，有人说“因为160>50，
所以v
1
>v
2
”，这种说法对吗？

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提示：以上说法不对，先统一单位再比较，如v
2
＝50 ms＝180 kmh>160 kmh，显然
v
2
大．


要点一 对牛顿第二定律的理解
[探究导入]
(1)赛车以其风驰电掣的速度给观众莫大的精神刺激 和
美的享受，这种赛车比一般的小汽车质量小得多，动力大得多．赛车为何
设计得质量小，动力 大？这对比赛有何益处？
提示：为了提高赛车的灵活性，根据牛顿第二定律可知，要使物体有
较大的加速度，需减小其质量或增大其受到的作用力，赛车就是通过增加发动机动力，减小
车身质量来增 大启动、刹车时的加速度，从而提高其机动灵活性，这样有利于提高比赛成绩．
(2)赛车在水平路面 上行驶，水平方向受到哪些力？这些力会产生加速度吗？这些力产
生的加速度可以合成吗？合力跟合加速 度有什么关系？
提示：赛车水平方向受两个力，动力和阻力，每个力产生各自的加速度，加速度是矢量 ，
可以合成，合力产生合加速度F
合
＝ma
合．


1．对牛顿第二定律的理解
(1)公式F＝ma中，若F是合力，加速度a为物体的实际加速 度；若F是某一个力，加
速度a为该力产生的加速度．
F
(2)a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素．
m
(3)F、m、a三个物理量的单位都为国际单位制时，才有公式F＝kma中k＝1，即F ＝
ma.
2．牛顿第二定律的五个性质
性质
因果性
矢量性
瞬时性
同体性
独立性
理解
力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度
F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的
方向相同
加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生、同时变化、同时消失
F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的
作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量
和
[易错提醒]

(1)物体的加速度和合力是同时产生的，不分先后，但有因果性，力是产生加速度的原

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因，没有力就没有加速度．
F1
(2)不能根 据m＝得出m∝F、m∝的结论，物体的质量m与物体所受的合力和运动的
aa
加速度无关，也 不能由F＝ma得出F∝m、F∝a的结论．
[典例1]
关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是( )
A．牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用
B．某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力
无关 < br>C．在公式F＝ma中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速
度的代数和
D．物体的运动方向一定与物体所受的合外力的方向一致
[思路点拨] 解此题关键有两点：
(1)理解公式F＝ma中各符号的意义、公式的意义及适用条件．
(2)掌握牛顿第二定律的五个性质．
[解析] 牛顿运动定律只适用于宏观物体在低速时的 运动，故选项A不正确；F＝ma具
有瞬时性，故选项B正确；F＝ma，如果F指合力，则a为合力产 生的加速度，它是各分
力产生加速度的矢量和，故选项C不正确；如果物体做减速运动，则v与a反向， 即物体
的运动方向与物体所受合外力方向相反，故选项D不正确．
[答案] B
[规律总结]
两个加速度公式的区别
Δv
(1)a＝是加速度的定义式，是比值定义法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无关；
Δt
F
(2)a＝是加速度的决定式，加速度由物体受到的合外力和质量决定．
m

1．(多选)关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是( )
A．加速度和力是瞬时对应关系，即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失的
B．物体只有受到力的作用时，才有加速度，才有速度
C．任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，也总与速度的方向相同
D．当物体受到 几个力的作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各
个加速度的矢量和
解析 ：根据牛顿第二定律的瞬时性，选项A正确；物体只有受到力的作用时，才有加
速度，但速度有无与物体 是否受力无关，选项B错误；任何情况下，加速度的方向总与合
外力方向相同，但与速度的方向没关系， 选项C错误；根据牛顿第二定律的独立性，选项D

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正确．
答案：AD
要点二 力学单位制及其应用
[探究导入]
为了便于交流合作，1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、
包括一切计量领域的单位 制，叫作国际单位制．简称SI.
(1)如果我们不小心忘记了某个物理量的单位有没有办法把这个单位找回来呢？
提示：有， 因为物理学的关系式不仅确定物理量数量之间的关系，也确定了物理量单位
之间的关系．只要选定几个物 理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量
的单位．
(2)美国NBA官方公布，姚明身高7.414 7英尺，中国篮协官方公布姚明身高2.26米，
关于姚明的两个身高，数据为什么不一样？

提示：因为采用的单位制不一样，所以两个数据不一样．

1．力学中选长度、质量 、时间为基本物理量，对应的国际单位制中的单位分别为米(m)、
千克(kg)、秒(s)．
2．单位制的应用
(1)利用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，从而使计算更简便．
(2)利用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．
(3)利用单位制可导出物理量的单位：根据物理公式中物理量之间的关系可推导出物理
量的单 位．
[易错提醒]

(1)比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统 一到同一单位制中，再根
据数值来比较．

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( 2)数值较大或较小的单位，统一成国际单位制单位后，为方便书写，可用科学计数法
表示，如：1 μm＝10
6
m.
－
[典例2]
一物体在2 N的外力作用下，产生10 cms
2
的加速度，求该物体的质量．下列
有几种不同的 求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是( )
F2
A．m＝＝ kg＝0.2 kg
a10
F2 Nkg·ms
2
B．m＝＝＝20 ＝20 kg
a0.1 ms
2
ms
2
F2
C．m＝＝＝20 kg
a0.1
F2
D．m＝＝ kg＝20 kg
a0.1
F2
[解析] 统一单位，F＝2 N，a＝10 cms
2
＝0.1 ms
2
，由牛顿第二定律得m＝＝ kg
a0.1
＝20 kg，D项运算既正确，又规范简洁．
[答案] D

2．关于力学单位制，下列说法正确的是( )
A．kg、ms、N是基本单位
B．kg、m、s是导出单位
C．在国际单位制中，质量的单位可以是kg，也可以是g
D．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma
解析：所谓导出单位，是利用 物理公式和基本单位推导出来的，力学中的基本单位只有
三个，即kg、m、s，其他单位都是由这三个 基本单位推导出来的，如“牛顿”(N)是导出单
位，即1 N＝1 kg·ms
2
( F＝ma)，所以A、B项错误．在国际单位制中，质量的单位只能是
kg，C项错误．在牛顿第二定律 的表达式中，F＝ma(k＝1)只有在所有物理量都采用国际单
位制时才能成立，D项正确．
答案：D
F
3．在解一道文字计算题时(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得 位移x＝(t
1
＋t
2
)，
2m
用单位制的方法检查，这个 结果( )
A．可能是正确的
B．一定是错误的
C．如果用国际单位制，结果可能正确
D．用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确
解析：可以将式子右边的力F、时间t和质量m的单位代入公式，看得到的单位是否和

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