4.3 牛頓第二定律 課件-高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

牛頓第二定律回顧實(shí)驗(yàn)

利用光電門驗(yàn)證牛頓第二定律小組成員:齊宇軒段祥宇閆治敏胡小楠張思威指導(dǎo)教師:劉宇實(shí)驗(yàn)器材:小車、導(dǎo)軌、光電門、遮光片、鉤碼、細(xì)線實(shí)驗(yàn)過(guò)程:控制小車用力傳感器測(cè)出鉤碼的重力代替小車所受的拉力F；用光電門測(cè)出小車經(jīng)過(guò)1、2位置所用時(shí)間，算出小車在1、2位置的速度，利用a=（v?-v?）/Δt算出小車的加速度a，控制小車質(zhì)量不變，改變拉力，驗(yàn)證是否滿足F∝a。調(diào)試設(shè)備平衡摩擦力測(cè)量鉤碼重力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Probeintotherelationshipbetweenmassandaccelerationwithsensors.組員：叢靖時(shí)王禹博喬羿童董一驍薛銘鶴用傳感器探究質(zhì)量與加速度的關(guān)系目錄CONTENTS1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果3誤差分析4收獲與反思1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)思維實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋３滞饬Υ笮〔蛔?，改變小車配重，測(cè)量加速度，通過(guò)畫圖探究關(guān)系。實(shí)驗(yàn)思路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)器材：小車，一段帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，細(xì)繩，配重，光電門，電腦，遮光片2實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果萬(wàn)分之一秒誤差實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在力不變的條件下加速度與小車質(zhì)量成反比3誤差分析在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，小組成員雖然盡量減小了摩擦力對(duì)測(cè)量精度的影響，但是卻沒(méi)有辦法完全克服掉摩擦力引起的誤差誤差分析ClickHereToAddTheTitle.小組在實(shí)驗(yàn)中是采用機(jī)械撞擊的方法將小車的速度減為零，此時(shí)幾乎可以認(rèn)為小車在與擋板相碰后是立刻變?yōu)殪o止的，導(dǎo)軌難免會(huì)產(chǎn)生些許滑動(dòng)，進(jìn)而使平衡摩擦力的效果發(fā)生改變，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。由于器材均為手動(dòng)安裝且未經(jīng)水平尺與重錘的檢驗(yàn)，器材安裝是否標(biāo)準(zhǔn)也是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差的原因之一。4收獲與反思1對(duì)于每一次將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，我們都要做好預(yù)習(xí)，通過(guò)閱讀實(shí)驗(yàn)教材，上網(wǎng)搜索資料，自己翻閱其他輔導(dǎo)書，弄清本次實(shí)驗(yàn)的目的、原理和所要使用的儀器，明確測(cè)量方法，了解實(shí)驗(yàn)要求及實(shí)驗(yàn)中特別要注意的問(wèn)題等。2物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了我們耐心、恒心和信心，使我們明白了對(duì)待科學(xué)應(yīng)保持踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，讓我們的科學(xué)素養(yǎng)有了很大的飛越，提升了我們的思維和創(chuàng)造力也激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)熱情。3本次實(shí)驗(yàn)使我們對(duì)于實(shí)驗(yàn)的操作能力有了較大提升，對(duì)知識(shí)的理解進(jìn)一步深入實(shí)驗(yàn)反思謝謝結(jié)合兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)成果我們可以得出這樣的結(jié)論

a

∝

FF∝ma

a

∝m1a∝mFF＝kma物體加速度的大小跟物體所受作用力（合外力）成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力（合外力）的方向相同。F為合外力用文字來(lái)描述討論任務(wù)一：k作為比例系數(shù)應(yīng)該如何取值？k取值為1的原因：1簡(jiǎn)化公式2規(guī)定力的單位牛頓第二定律：F=ma請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材中力的單位這一小節(jié)，思考討論后回答1.內(nèi)容：物體加速度的大小跟物體所受作用力（合外力）成正比，跟物體的質(zhì)量成反比；加速度的方向跟作用力（合外力）的方向相同F(xiàn)=ma2.表達(dá)式:加速度質(zhì)量合外力一、牛頓第二定律a=mFFA光滑水平面GN光滑水平面上有一物體處于靜止?fàn)顟B(tài)2物體受到拉力F之后做什么運(yùn)動(dòng)？若一段時(shí)間后F的變?yōu)樗较蜃螅矬w做什么樣的運(yùn)動(dòng)，加速度方向如何？1若給物體施加一個(gè)水平向右的恒力F，物體作什么運(yùn)動(dòng)？若撤去拉力，物體又應(yīng)該做什么運(yùn)動(dòng)？若拉力增大或減小，物體的加速度又應(yīng)該如何變化？3除了拉力物體還受哪幾個(gè)力?分別產(chǎn)生加速度嗎?同時(shí)（瞬時(shí)）性:a與F是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系a與F總是同生同滅同變化矢量性:a與F的方向總是相同獨(dú)立性:每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度討論任務(wù)二：牛頓第二定律中隱含了哪些性質(zhì)？請(qǐng)同學(xué)們利用導(dǎo)學(xué)工具單上提供的情景和問(wèn)題，通過(guò)小組討論找到其中隱含的性質(zhì)牛頓第二定律的性質(zhì)總結(jié)同時(shí)（瞬時(shí)）性:a與F是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系a與F總是同生同滅同變化矢量性:a與F的方向總是相同獨(dú)立性:每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度因果性：F是原因，a是結(jié)果，同一性：a，F(xiàn)，m對(duì)應(yīng)的是同一物體同一過(guò)程局限性：牛頓第二定律只適用與宏觀低速的慣性參考系從牛頓第二定律知道，無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€(gè)很重的物體時(shí)卻提不動(dòng)它，這跟牛頓第二定律有無(wú)矛盾?應(yīng)該怎樣解釋這個(gè)現(xiàn)象?質(zhì)量不同的物體，所受的重力不一樣，它們自由下落時(shí)加速度卻是一樣的。你怎樣解釋?反饋練習(xí)1例題1：某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車,當(dāng)達(dá)100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),經(jīng)過(guò)70s停下來(lái),汽車受到的阻力是多大?重新起步加速時(shí)牽引力為2000N,產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大?假定試車過(guò)程中汽車受到的阻力不變。任務(wù)三：

練習(xí)利用牛頓第二定律解決實(shí)際問(wèn)題可按照下面提示過(guò)程進(jìn)行分析：1對(duì)汽車停下前進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析（注意規(guī)范作圖）2物體的合力怎么求或怎么表示3求出汽車停下前的加速度4利用牛頓第二定律求出阻力5對(duì)汽車起步過(guò)程重新進(jìn)行受力分析6求出合力(1)取初速度方向?yàn)檎较颍囋跍p速過(guò)程:f=ma1Vo=100km／h≈27.8m／s，V=0，t=70s根據(jù)

a1＝(v-vo)/t得:加速度為a1

≈－0.397m／s2,方向向后.根據(jù)牛頓第二定律得:受到的阻力f＝ma1≈－437N,方向向后.解：(2)汽車重新啟動(dòng)時(shí):牽引力為F=2000N，根據(jù)牛頓第二定律得:F－

f=ma加速度為a2=(F－

f)/m≈1.42m／s2方向向前.GNffFNG1、確定研究對(duì)象2、分析受力、運(yùn)動(dòng)情況，畫出受力分析圖3、求合力或加速度4、選正方向，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立方程并求解注意:各量統(tǒng)一用國(guó)際單位制的單位.解決牛頓第二定律問(wèn)題的一般步驟正交分解法平行四邊形法例題2：光滑水平面上有一個(gè)物體，質(zhì)量是2kg，受到互成120°兩個(gè)水平方向力的作用，這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大？F1F20Fxy0F1F2有沒(méi)有其他方法？0F1F2a2a1a600600600600反饋練習(xí)2一個(gè)物體質(zhì)量為m，放在一個(gè)傾角為θ的斜面上，物體從斜面頂端由靜止開(kāi)始加速下滑，重力加速度為g。（1）若斜面光滑，求物體的加速度?（2）若斜面粗糙，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為μ，求物體的加速度?θ本節(jié)主要內(nèi)容牛頓第二定律內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力（合外力）成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力（合外力）的方向相同。表達(dá)式：F=ma性質(zhì)：同時(shí)性，矢量性，獨(dú)立性，因果性，同一性，局限性解決牛頓第二定律問(wèn)題的一般步驟：1確定研究對(duì)象2對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析（畫力的示意圖）及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析（畫運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖）3