4.3 牛頓第二定律 課件-高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

牛頓第二定律回顧實驗

利用光電門驗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教師:劉宇實驗器材:小車、導軌、光電門、遮光片、鉤碼、細線實驗過程:控制小車用力傳感器測出鉤碼的重力代替小車所受的拉力F；用光電門測出小車經(jīng)過1、2位置所用時間，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，驗證是否滿足F∝a。調(diào)試設(shè)備平衡摩擦力測量鉤碼重力實驗數(shù)據(jù)Probeintotherelationshipbetweenmassandaccelerationwithsensors.組員：叢靖時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實驗設(shè)計2實驗過程及結(jié)果3誤差分析4收獲與反思1實驗設(shè)計探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法，通過實驗形成嚴謹?shù)膶嶒炈季S實驗目的保持外力大小不變，改變小車配重，測量加速度，通過畫圖探究關(guān)系。實驗思路實驗設(shè)計實驗器材：小車，一段帶有定滑輪的長木板，細繩，配重，光電門，電腦，遮光片2實驗過程及結(jié)果萬分之一秒誤差實驗結(jié)論：在力不變的條件下加速度與小車質(zhì)量成反比3誤差分析在實驗的過程中，小組成員雖然盡量減小了摩擦力對測量精度的影響，但是卻沒有辦法完全克服掉摩擦力引起的誤差誤差分析ClickHereToAddTheTitle.小組在實驗中是采用機械撞擊的方法將小車的速度減為零，此時幾乎可以認為小車在與擋板相碰后是立刻變?yōu)殪o止的，導軌難免會產(chǎn)生些許滑動，進而使平衡摩擦力的效果發(fā)生改變，導致實驗誤差。由于器材均為手動安裝且未經(jīng)水平尺與重錘的檢驗，器材安裝是否標準也是導致實驗誤差的原因之一。4收獲與反思1對于每一次將要進行的實驗，我們都要做好預習，通過閱讀實驗教材，上網(wǎng)搜索資料，自己翻閱其他輔導書，弄清本次實驗的目的、原理和所要使用的儀器，明確測量方法，了解實驗要求及實驗中特別要注意的問題等。2物理實驗培養(yǎng)了我們耐心、恒心和信心，使我們明白了對待科學應保持踏實嚴謹?shù)膽B(tài)度，讓我們的科學素養(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)了我們的學習熱情。3本次實驗使我們對于實驗的操作能力有了較大提升，對知識的理解進一步深入實驗反思謝謝結(jié)合兩組同學的實驗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為合外力用文字來描述討論任務一：k作為比例系數(shù)應該如何取值？k取值為1的原因：1簡化公式2規(guī)定力的單位牛頓第二定律：F=ma請同學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狀態(tài)2物體受到拉力F之后做什么運動？若一段時間后F的變?yōu)樗较蜃?，物體做什么樣的運動，加速度方向如何？1若給物體施加一個水平向右的恒力F，物體作什么運動？若撤去拉力，物體又應該做什么運動？若拉力增大或減小，物體的加速度又應該如何變化？3除了拉力物體還受哪幾個力?分別產(chǎn)生加速度嗎?同時（瞬時）性:a與F是瞬時對應關(guān)系a與F總是同生同滅同變化矢量性:a與F的方向總是相同獨立性:每個力各自獨立地使物體產(chǎn)生一個加速度討論任務二：牛頓第二定律中隱含了哪些性質(zhì)？請同學們利用導學工具單上提供的情景和問題，通過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（瞬時）性:a與F是瞬時對應關(guān)系a與F總是同生同滅同變化矢量性:a與F的方向總是相同獨立性:每個力各自獨立地使物體產(chǎn)生一個加速度因果性：F是原因，a是結(jié)果，同一性：a，F(xiàn)，m對應的是同一物體同一過程局限性：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€很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾?應該怎樣解釋這個現(xiàn)象?質(zhì)量不同的物體，所受的重力不一樣，它們自由下落時加速度卻是一樣的。你怎樣解釋?反饋練習1例題1：某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車,當達100km/h的速度時關(guān)閉發(fā)動機,經(jīng)過70s停下來,汽車受到的阻力是多大?重新起步加速時牽引力為2000N,產(chǎn)生的加速度應為多大?假定試車過程中汽車受到的阻力不變。任務三：

練習利用牛頓第二定律解決實際問題可按照下面提示過程進行分析：1對汽車停下前進行受力分析和運動狀態(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對汽車起步過程重新進行受力分析6求出合力(1)取初速度方向為正方向，汽車在減速過程: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)汽車重新啟動時: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、確定研究對象2、分析受力、運動情況，畫出受力分析圖3、求合力或加速度4、選正方向，根據(jù)牛頓運動定律建立方程并求解注意:各量統(tǒng)一用國際單位制的單位.解決牛頓第二定律問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物體，質(zhì)量是2kg，受到互成120°兩個水平方向力的作用，這兩個力的大小都是10N，這個物體產(chǎn)生的加速度是多大？F1F20Fxy0F1F2有沒有其他方法？0F1F2a2a1a600600600600反饋練習2一個物體質(zhì)量為m，放在一個傾角為θ的斜面上，物體從斜面頂端由靜止開始加速下滑，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，已知動摩擦因數(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。表達式：F=ma性質(zhì)：同時性，矢量性，獨立性，因果性，同一性，局限性解決牛頓第二定律問題的一般步驟：1確定研究對象2對研究對象進行受力分析（畫力的示意圖）及運動過程分析（畫運動過程示意圖）3