牛頓第二定律(公開課).ppt

1、牛頓第二定律,(1643-1727) 牛頓,復(fù)習(xí)：由牛頓第一定律可知道：力和運動的關(guān)系是怎樣的？,力是改變物體運動狀態(tài)的原因,力是物體速度改變的原因,力是產(chǎn)生加速度的原因,問題：你覺得加速度與哪些因素有關(guān)？,加速度與力、質(zhì)量有關(guān),實驗裝置圖,一、 實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,方案：,利用打點計時器來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,（1）保持小車質(zhì)量不變，改變拉力，測出不同拉力F作用下小車的加速度a，然后作出aF圖象（猜想：a與F可能是什么關(guān)系？）,（2）保持拉力不變，改變小車質(zhì)量，測出不同質(zhì)量時小車的加速度a，然后作出am圖象，再轉(zhuǎn)化為a1/m（ a與m可能是什么關(guān)系？）,困難：如何求加速度

2、？,1、實驗方案（控制變量法）,（1）、小桶和砝碼的質(zhì)量要遠遠小于小車的質(zhì)量，這樣小車受到的拉力才等于砝碼的質(zhì)量。,（2）、要將長木板的一端適當(dāng)墊高，用小車的重力的分力將摩擦力平衡掉。,（3）、控制變量法：,m不變，F(xiàn)變時：小車的質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)鉤碼的個數(shù)。,F不變， m變時：保持小桶和小桶內(nèi)鉤碼個數(shù)不變，在小車上放上鉤碼。,2、注意事項,實驗數(shù)據(jù)的記錄處理：,（一）、加速度與力的關(guān)系 實驗基本思路：保持小車的質(zhì)量不變，測量小車在不同的合力（拉力）作用下物體的加速度，分析加速度與合外力 的關(guān)系。,實驗數(shù)據(jù)記錄處理：,（二）、加速度與質(zhì)量的關(guān)系 實驗的基本思路：保持小車所受的合外力相同，測量

3、不同質(zhì)量的小車在該力的作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。,實驗結(jié)論：實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,探究方法：控制變量法,a F,a ,F ma,物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同,牛頓第二定律,F=kma,歸納：,1N=1kg.m/s2,牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達式：,F=ma,若規(guī)定,則K=1,牛頓第二定律的理解,從F=ma可知：無論一個多小的力F都可以使物體產(chǎn)生加速度a，可是螞蟻用力卻推不動放在水平地面上的一塊磚，這跟牛頓第二定律有沒有矛盾？為什么？,思考與討論,牛頓第二定律進一步的表述為：,物體的加速度的大小與合外力成正比.與質(zhì)

4、量成反比.加速度方向與合外力方向相同.,表達式：,F合=ma,注意：作用在物體上的每個力都會產(chǎn)生加速度，即每個力都有獨立性，當(dāng)要求計算某物體的加速度時，指的是合力產(chǎn)生的加速度,理解:,(1)同體性: a 、F、m對應(yīng)于同一物體,牛頓第二定律內(nèi)容中前半句話的“物體”是指同一個物體嗎?,理解:,牛頓第二定律內(nèi)容中后半句話： 加速度的方向跟作用力的方向相同。,F和a都是矢量, 牛頓第二定律F=ma是一個矢量式, 它反映了加速度方向始終跟合力方向相同.,(2)矢量性: a與F 的方向總是相同,理解:,物體受到拉力F之前靜止 物體受到拉力F之后做什么運動? 撤去拉力F后，物體做什么運動? F增大、減小時

5、，a怎樣?,物體的加速度隨合力的變化而變化, 存在瞬時對應(yīng)的關(guān)系.,(3) 瞬時性（同時性）: a與F是瞬時對應(yīng)關(guān)系 a與F總是同生同滅同變化,下列說法正確的是： A.物體的運動方向一定跟合外力的方向相同 B .物體的加速度方向一定跟合外力的方向相同 C. 物體合外力減小時，加速度一定減小 D.物體合外力減小時，速度一定減小 E.受恒力作用的物體加速度大小一定不變,鞏固練習(xí),小試牛刀,如圖所示，一物體在光滑的水平面上以速度v勻速向右運動，一輕彈簧如圖所示放置，試分析物體在與彈簧接觸后的向右運動的過程中，速度和加速度如何變化？,物體的速度逐漸減小，加速度逐漸增大,某質(zhì)量為1000kg的汽車在平直

6、路面試車，當(dāng)達到108km/h的速度時關(guān)閉發(fā)動機，經(jīng)過60s停了下來。汽車受到的阻力的多大？重新起步加速時牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。,例 題 1,500N 1.5m/s2,小 結(jié),明 確 研 究 對 象,受力情況,運動情況,受力分析,畫力的示意圖,加速度,運動分析,畫運動草圖,牛頓定律應(yīng)用的一般思路,如圖434所示，沿水平 方向做勻變速直線運動的車廂中，懸掛 小球的懸線偏離豎直方向37角，球和 車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1 kg。 (g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8) (1)求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況； (2)

7、求懸線對球的拉力。,圖434,例 題 2,矢量性,如圖所示，天花板上用 細繩吊起兩個用輕彈簧相連的質(zhì)量相同 的小球。兩小球均保持靜止。當(dāng)突然剪 斷細繩時，上面的小球A與下面的小球B 的加速度為() AaAg，aBg BaAg，aB0 CaA2g，aB0 DaA0，aBg,例 題 3,C,瞬時性,(4)獨立性:每個力各自獨立地使物體 產(chǎn)生一個加速度,(2)矢量性:a與F 的方向總是相同,(3)同時（瞬時）性:a與F總是同生同滅同變化,(5)因果性:m是內(nèi)因、 F是外因; a由F、m共同決定,(6)相對性:慣性參照系 (地面系),(7)統(tǒng)一性:統(tǒng)一用國際制的單位,(1)同體性:F、m、a對應(yīng)于同一物體,理解:,牛頓第二定律,1、內(nèi)容:物體加速度與合外力F合成正比.與質(zhì)量m成反比.加速度方向與合外力方向相同.,小 結(jié),一、研究過程：控制變量法,二、牛頓第二定律,3、對牛頓第二定律的理解：,同體性,矢量性,瞬時性,獨立性,一個物體質(zhì)量為m，放在一個傾角為的斜面上，物體從斜面頂端由靜止開始加速下滑 （1）若斜面光滑，求物體的加速度? （2）若斜面粗糙，已知動摩擦因數(shù)為，求物體的加速度?,練習(xí)1,一質(zhì)量為20kg的物體放在水