牛顿第二定律(公开课)

(1643-1727)牛顿复习：力和运动的关系是怎样的？力是改变物体运动状态的原因力是物体速度改变的原因力是产生加速度的原因问题：加速度与哪些因素有关？加速度与力、质量有关实验装置图一、实验：探究加速度与力、质量的关系小车纸带打点计时器方案：利用打点计时器来探究加速度与力、质量的关系（1）保持小车质量不变，改变拉力，测出不同拉力F作用下小车的加速度a，然后作出a——F图象（2）保持拉力不变，改变小车质量，测出不同质量时小车的加速度a，然后作出a——m图象，再转化为a——1/m困难：如何求加速度？1、实验方案（控制变量法）（1）、小桶和砝码的质量要远远小于小车的质量，这样小车受到的拉力才等于砝码的质量。（2）、要将长木板的一端适当垫高，用小车的重力的分力将摩擦力平衡掉。（3）、控制变量法：m不变，F变时：小车的质量不变，改变小桶内钩码的个数。F不变，m变时：保持小桶和小桶内钩码个数不变，在小车上放上钩码。2、注意事项实验数据的记录处理：Fa0实验数据实验次数aF第一次第二次第三次（一）、加速度与力的关系实验基本思路：保持小车的质量不变，测量小车在不同的合力（拉力）作用下物体的加速度，分析加速度与合外力的关系。实验数据记录处理：m1实验数据实验次数am第一次第二次第三次1/ma0（二）、加速度与质量的关系实验的基本思路：保持小车所受的合外力相同，测量不同质量的小车在该力的作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。实验结论：实验：探究加速度与力、质量的关系•探究方法：控制变量法aF加速度与力的关系am1加速度与质量的关系a∝Fa∝m1一定：maF1一定：FamFamF∝ma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牛顿第二定律F=kma归纳：1N=1kg.m/s2牛顿第二定律的数学表达式：F=ma若规定则K=1牛顿第二定律的理解从F=ma可知：无论一个多小的力F都可以使物体产生加速度a，可是蚂蚁用力却推不动放在水平地面上的一块砖，这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？思考与讨论牛顿第二定律进一步的表述为：物体的加速度的大小与合外力成正比.与质量成反比.加速度方向与合外力方向相同.表达式：F合=ma理解:a=mF(1)同体性:a、F、m对应于同一物体牛顿第二定律内容中前半句话的“物体”是指同一个物体吗?理解:a=mF牛顿第二定律内容中后半句话：加速度的方向跟作用力的方向相同。FA光滑水平面F和a都是矢量,牛顿第二定律F=ma是一个矢量式,它反映了加速度方向始终跟合力方向相同.(2)矢量性:a与F的方向总是相同理解:a=mFFA光滑水平面物体受到拉力F之前静止物体受到拉力F之后做什么运动?撤去拉力F后，物体做什么运动?F增大、减小时，a怎样?物体的加速度随合力的变化而变化,存在瞬时对应的关系.(3)瞬时性（同时性）:a与F是瞬时对应关系a与F总是同生同灭同变化下列说法正确的是：A.物体的运动方向一定跟合外力的方向相同B.物体的加速度方向一定跟合外力的方向相同C.物体合外力减小时，加速度一定减小D.物体合外力减小时，速度一定减小E.受恒力作用的物体加速度大小一定不变巩固练习某质量为1000kg的汽车在平直路面试车，当达到108km/h的速度时关闭发动机，经过60s停了下来。汽车受到的阻力的多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。例题1汽车减速时的受力情况GF阻N汽车重新加速时的受力情况GF阻NF牵500N1.5m/s2小结明确研究对象受力情况运动情况受力分析画力的示意图加速度运动分析画运动草图牛顿定律应用的一般思路如图4－3－4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37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；(2)求悬线对球的拉力。图4－3－4例题2a=mF矢量性如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时，上面的小球A与下面的小球B的加速度为()A．aA＝g，aB＝gB．aA＝g，aB＝0C．aA＝2g，aB＝0D．aA＝0，aB＝g例题3Ca=mF瞬时性(4)独立性:每个力各自独立地使物体产生一个加速度(2)矢量性:a与F的方向总是相同(3)同时（瞬时）性:a与F总是同生同灭同变化(5)因果性:m是内因、F是外因;a由F、m共同决定(6)相对性:惯性参照系(地面系)(7)统一性:统一用国际制的单位a=mF(1)同体性:F、m、a对应于同一物体理解:牛顿第二定律1、内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质量m成反比.加速度方向与合外力方向相同.小结一、研究过程：控制变量法二、牛顿第二定律F合=ma2、公式：3、对牛顿第二定律的理解：同体性矢量性瞬时性独立性1、一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑（1）若斜面光滑，求物体的加速度?（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度?θGNθFafF2F1θ•一质量为20kg的物体放在水平地面上，它与水平地面的动摩擦因数为0.5,现在将一与水平方向成370角的拉力F作用在物体上，使物体从静止开始加速运动，10s末撤去平力。g取10m/s2。求：•（1）物体在10s内的位移•（2）撤去拉力后物体还能滑行多远？练习2