【原創(chuàng)】高中物理必修一_第六章第2節(jié)牛頓第二定律1

1、 什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變？什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變？ 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因是什么？物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因是什么？ 通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已知道：物體運(yùn)通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已知道：物體運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)產(chǎn)生了加速度，而產(chǎn)生的加動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)產(chǎn)生了加速度，而產(chǎn)生的加 速度又和什么有關(guān)呢？速度又和什么有關(guān)呢？ 力是產(chǎn)生加速度的原因力是產(chǎn)生加速度的原因 感受實(shí)例 加速度加速度a a 與力與力F F有有 關(guān)關(guān) 感受實(shí)例 加速度加速度a a與與 質(zhì)量質(zhì)量m m有關(guān)有關(guān) F1賽車(chē)從賽車(chē)從0加速到時(shí)速加速到時(shí)速100公里只需公里只需2.3秒秒 質(zhì)量是慣性大小的量度質(zhì)量是慣性大小的量度 物體的加速度a

2、與所受到的合外力F、物 體質(zhì)量m有怎樣的定量關(guān)系？ 研究方法： 保持m不變，研究a 與F的關(guān)系; 保持F不變，研究a與m的關(guān)系。 明確幾個(gè)問(wèn)題明確幾個(gè)問(wèn)題: 2.如何由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論如何由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論? 1.怎么設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)怎么設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)? 1.測(cè)量哪些量測(cè)量哪些量? 2.怎么測(cè)量怎么測(cè)量? 數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理： m不變時(shí)，不變時(shí)，a與與F關(guān)系；關(guān)系； F不變時(shí)，不變時(shí)，a與與m關(guān)系。關(guān)系。 a、F、m m： a: F: 天平天平 求出物體所求出物體所 受的合力受的合力 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):用用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究探究 小車(chē)小車(chē): 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)

3、過(guò)程中的加速度 鉤碼鉤碼:重力提供拉力重力提供拉力 研究對(duì)象研究對(duì)象,可用天平稱(chēng)其質(zhì)量可用天平稱(chēng)其質(zhì)量 合力合力F=? G FN F f 平衡摩擦力： 鉤碼重力鉤碼重力近似近似等于繩子拉力，用以表示小車(chē)受到等于繩子拉力，用以表示小車(chē)受到 的合外力的合外力F G G1 FN f G1平衡摩擦力平衡摩擦力f。 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟: 1.用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量。用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量。 2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在小車(chē)上裝好紙帶，紙帶另一端穿安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在小車(chē)上裝好紙帶，紙帶另一端穿 過(guò)計(jì)時(shí)器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。過(guò)計(jì)時(shí)器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。 3.控制小車(chē)質(zhì)量不變，用細(xì)線(xiàn)將

4、鉤碼與小車(chē)相連（鉤碼控制小車(chē)質(zhì)量不變，用細(xì)線(xiàn)將鉤碼與小車(chē)相連（鉤碼 質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量），打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車(chē)，質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量），打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車(chē)， 測(cè)出一組數(shù)據(jù)。測(cè)出一組數(shù)據(jù)。 4.改變鉤碼質(zhì)量，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。改變鉤碼質(zhì)量，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。 5.控制鉤碼質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量，再測(cè)幾組數(shù)據(jù)?？刂沏^碼質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量，再測(cè)幾組數(shù)據(jù)。 演示實(shí)驗(yàn)：演示實(shí)驗(yàn)：探究加速度探究加速度a與力與力F的關(guān)系的關(guān)系 數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集與處理 演示實(shí)驗(yàn)：演示實(shí)驗(yàn)：探究加速度探究加速度a與質(zhì)量與質(zhì)量m的關(guān)系的關(guān)系 數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集與處理 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論： m一定時(shí)，aF F一定時(shí)，

5、a1/m 1 1、表述、表述 物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量 成反比，且加速度的方向跟引起這個(gè)加速度的力成反比，且加速度的方向跟引起這個(gè)加速度的力 的方向相同。的方向相同。 2 2、公式表示、公式表示： a 或者或者Fma 即：即：F=kma 如果每個(gè)物理量都采用國(guó)際單位，則如果每個(gè)物理量都采用國(guó)際單位，則k k1 1； 3 3、力的單位（牛頓）的定義：、力的單位（牛頓）的定義：使質(zhì)量為使質(zhì)量為1kg1kg的物的物 體產(chǎn)生體產(chǎn)生1m/s21m/s2的加速度的力叫做的加速度的力叫做1N1N。 m F 物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的加速度

6、跟所受的合力成正比，跟 物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力 的方向相同。即的方向相同。即 思考：思考：兩人對(duì)拉質(zhì)量為兩人對(duì)拉質(zhì)量為m m 的小車(chē)，的小車(chē)，F(xiàn) F1 1FF2 2， 小車(chē)加速度沿什么方向？小車(chē)加速度沿什么方向？ F合 同體性：是指同體性：是指F合 合、 、m和和a都是對(duì)于同一個(gè)物都是對(duì)于同一個(gè)物 體而言的。體而言的。 矢量性：是指加速度的方向總是和合外力的矢量性：是指加速度的方向總是和合外力的 方向相同。方向相同。 瞬時(shí)性：是指加速度與合外力存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)瞬時(shí)性：是指加速度與合外力存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng) 關(guān)系。關(guān)系。 獨(dú)立性：是指作用在物體上的每個(gè)力都將

7、獨(dú)獨(dú)立性：是指作用在物體上的每個(gè)力都將獨(dú) 立地產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他立地產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他 力的作用無(wú)關(guān)力的作用無(wú)關(guān)力的獨(dú)立作用原理，合力的力的獨(dú)立作用原理，合力的 加速度即是這些加速度的矢量和。加速度即是這些加速度的矢量和。 物體所受合外力物體所受合外力恒定恒定時(shí)，加速度也時(shí)，加速度也恒定恒定不變，物不變，物 體做體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)； 合外力隨時(shí)間合外力隨時(shí)間改變改變時(shí)，加速度也隨時(shí)間時(shí)，加速度也隨時(shí)間改變改變，物，物 體做體做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)； 合外力為合外力為零零時(shí)，加速度也為時(shí)，加速度也為零零，物體就處于，物體就處于靜止靜止 或勻速直線(xiàn)

8、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 牛頓第二定律以簡(jiǎn)牛頓第二定律以簡(jiǎn) 單的數(shù)學(xué)形式表明單的數(shù)學(xué)形式表明 了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān) 系系 球一旦離開(kāi)手，球的加速度為多大？球一旦離開(kāi)手，球的加速度為多大？ 1.1.一個(gè)物體，質(zhì)量是一個(gè)物體，質(zhì)量是2kg2kg，受到互成，受到互成120120o o角角 的兩個(gè)力的兩個(gè)力F F1 1和和F F2 2的作用，這兩個(gè)力的大小都的作用，這兩個(gè)力的大小都 10N10N，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大？，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大？ 分析：要求物體的加速度，質(zhì)量分析：要求物體的加速度，質(zhì)量m m已知，必已知，必 須先求須先求F1和和F2的合力，而合力的大小可以用的合力，

9、而合力的大小可以用 作圖法求解，也可以用計(jì)算法求解。作圖法求解，也可以用計(jì)算法求解。 如圖所示，建立平面直角坐標(biāo)如圖所示，建立平面直角坐標(biāo) 系，把力系，把力F F1 1和和F F2 2分別沿分別沿x x軸和軸和y y 軸方向分解，軸方向分解，F(xiàn) F1 1的兩個(gè)分力為的兩個(gè)分力為： X 600 600 Y F1 F1Y F2Y F2 F 1X =F2x o x FF60cos 11 o y FF60sin, 11 o x FF60cos 22 o y FF60sin, 22 F F1y 1y和 和F F2y 2y大小相等，方向相反，相互抵消， 大小相等，方向相反，相互抵消，F(xiàn) F1x 1x和 和

10、 F F2x 2x的方向相同，所以： 的方向相同，所以： NNNFFFFF oo xx 105560cos60cos 2121 合 2 /5 2 10 sm kg N Fa 合合 據(jù)據(jù)F合合ma知知 F F2 2的兩個(gè)分力為：的兩個(gè)分力為： 2.2.某型號(hào)長(zhǎng)征火箭在豎直向上發(fā)射起動(dòng)時(shí)，質(zhì)量為某型號(hào)長(zhǎng)征火箭在豎直向上發(fā)射起動(dòng)時(shí)，質(zhì)量為 4.64 4.64 105 kg 105 kg ，初始的推力是，初始的推力是6 6 106 N 106 N， 則起動(dòng)時(shí)的加速度為多大？則起動(dòng)時(shí)的加速度為多大？ 分析：分析：首先對(duì)火箭起飛狀態(tài)作受力分析，火箭發(fā)射首先對(duì)火箭起飛狀態(tài)作受力分析，火箭發(fā)射 時(shí)受到向上的推力時(shí)受到向上的推力F F和向下的重力和向下的重力G G的作用，由于的作用，由于F F大大 于于G G，所以產(chǎn)生向上加速度。，所以產(chǎn)生向上加速度。 解答：解答：根據(jù)