［学习目标］ 1.了解数据采集器在探究牛顿第二定律实验中的作用。2.理解牛顿第二定律的内容和公式的确切含义(重点)。3.知道力的国际单位“牛顿”的定义。4.会用牛顿第二定律解决简单的动力学问题(难点)。
一、牛顿第二定律
1.数字化实验的过程及结果分析
(1)数据采集器：通过各种不同的传感器，将各种物理量转换成记录在计算机中。
(2)位移传感器记录的实验结果
①保持滑块的质量m不变，改变，可得到滑块的速度—时间图像，经分析可得，物体的加速度与合外力之间的关系：。
②保持拉力F不变，改变滑块的质量m，可得到滑块的速度—时间图像，经分析可得，物体的加速度和质量的关系：。
2.牛顿第二定律
(1)内容：物体的加速度与物体所受到的作用力成，与物体的质量成，加速度的方向与作用力的方向。
(2)表达式：a=，式中F指的是物体所受的。
(3)力的单位
①力的国际单位：牛顿，简称，符号为。
②“牛顿”的定义：使质量为的物体获得的加速度的力为1 N，即1 N=。
③在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F=kma中的k=，此时牛顿第二定律可表示为F=。
1.从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它。这跟牛顿第二定律矛盾吗？应该怎样解释这个现象？
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2.下列是甲、乙两同学对加速度的认识，甲说：“由a=
可知物体的加速度a与Δv成正比，与Δt成反比。”乙说：“由a=
知物体的加速度a与F成正比，与m成反比。”你认为哪一种说法是正确的？
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(1)公式F=kma中，各物理量的单位都为国际单位时，k=1。()
(2)质量大的物体，其加速度一定小。()
(3)物体的加速度的方向不仅与它所受合力的方向有关，且与速度方向有关。()
(4)物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致。()
例1 (2023·中山市高一期末)翠鸟俯冲捕捉小鱼的精彩画面如图所示，如果整个俯冲过程翠鸟做加速直线运动，用O表示翠鸟，G表示翠鸟受到的重力，F表示空气对它的作用力，下列四幅图可能正确表示此过程中翠鸟受力的是( )
牛顿第二定律的矢量性
F=ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同。
二、牛顿第二定律简单应用
例2平直路面上质量是30 kg的手推车，在受到60 N的水平推力时做加速度为1.5 m/s2的匀加速直线运动。如果撤去推力，手推车的加速度大小是多少？方向如何？
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牛顿第二定律的因果性和瞬时性
1.因果性：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。
2.瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。
例3如图所示，质量为m的人站在倾角为θ的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上做匀减速直线运动，加速度大小为a，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.人未受到摩擦力作用
B.踏板对人的支持力大小FN=mg-masin θ
C.踏板对人的作用力方向竖直向上
D.踏板对人的摩擦力大小Ff=masin θ
牛顿第二定律的独立性
作用在同一个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。
例4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的夹角θ=37°，小球和车厢相对静止，小球的质量为1 kg(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10 m/s2)。求：
(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；
(2)悬线对小球的拉力大小。
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例5如图所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上。现用大小为40 N、与水平方向夹角为37°斜向上的力F拉物体，使物体沿水平面做匀加速直线运动(g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)。
(1)若水平面光滑，求物体加速度的大小；
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，求物体加速度的大小。
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应用牛顿第二定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象。
(2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程。
(3)求出合力或加速度。①当物体受两个非共线共点力作用时，可用矢量合成法，也可用正交分解法(用矢量合成法作图时注意：合力方向与合加速度的方向相同)。
②物体受多个非共线共点力作用，求合力时需用正交分解法。
(4)根据牛顿第二定律列方程求解。
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