4.3牛顿第二定律 学案-2021年粤教版(新教材)物理必修第一册
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1、第三节第三节 牛顿第二定律牛顿第二定律 学习目标 1.了解数据采集器在探究牛顿第二定律实验中的作用.2.理解牛顿第二定律的内容和公式的确切 含义.3.知道力的国际单位“牛顿”的定义.4.会用牛顿第二定律解决简单的动力学问题. 一、数字化实验的过程及结果分析 1.数据采集器:通过各种不同的传感器,将各种物理量转换成电信号记录在计算机中. 2.位移传感器记录的实验结果 (1)保持滑块的质量 m 不变,改变拉力 F,可得到滑块的速度时间图像,经分析可得,物体的加速度与合 外力之间的关系:aF. (2)保持拉力 F 不变,改变滑块的质量 m,可得到滑块的速度时间图像,经分析可得,物体的加速度和质 量的
2、关系:a1 m. 二、牛顿第二定律的表述 1.内容:物体的加速度与物体所受到的作用力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与作用力的方向 相同. 2.表达式:akF m,当物理量的单位都使用国际单位制单位时,表达式为 Fma. 3.力的单位“牛顿”的定义:国际上规定,使质量为 1 kg 的物体获得 1 m/s2的加速度的力为 1 N. 4.F、a 的关系 加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生,同时变化,同时消失,这就是牛顿第二定律的瞬时性. 1.判断下列说法的正误. (1)由 Fma 可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比.( ) (2)公式 Fma 中,各量的单
3、位可以任意选取.( ) (3)使质量是 1 kg 的物体产生 1 m/s2的加速度的力叫作 1 N.( ) (4)物体的运动方向一定与它所受合外力的方向一致.( ) 2.光滑水平桌面上有 A、B 两个相距较远的物体,已知 mA2mB.当用 F10 N 的水平力作用在 A 上时,能 使 A 产生 5 m/s2的加速度,当用 2F 的水平力作用在 B 上时,能使 B 产生的加速度为 m/s2. 答案 20 一、对牛顿第二定律的理解 1.对表达式 Fma 的理解 (1)F 的含义: F 是合力时,加速度 a 指的是合加速度,即物体的加速度; F 是某个分力时,加速度 a 是该分力产生的加速度. (2
4、)单位统一:表达式中 F、m、a 三个物理量的单位必须都用国际单位制单位. 2.牛顿第二定律的四个性质 (1)因果性:力是产生加速度的原因,只要物体所受的合力不为 0,物体就具有加速度. (2)矢量性:Fma 是一个矢量式.物体的加速度方向由它所受的合力方向决定,且总与合力的方向相同. (3)瞬时性:加速度与合力是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失. (4)独立性:作用在物体上的每一个力都产生加速度,物体的实际加速度是这些加速度的矢量和. 深度思考 甲同学说:“由 av t可知,物体的加速度 a 与速度的变化量 v 成正比,与时间的变化量 t 成反比.”乙同学说:“由 aF m可知,物
5、体的加速度 a 与合力 F 成正比,与质量 m 成反比.”哪一种说法是 正确的?谈谈你对加速度的进一步认识. 答案 乙同学的说法正确. (1)av t是加速度的定义式,不能决定 a 的大小,a 与 v、v、t 均无关. (2)aF m是加速度的决定式,加速度由物体受到的合力和质量共同决定. (多选)下列对牛顿第二定律的表达式 Fma 及其变形公式的理解,正确的是( ) A.由 Fma 可知,物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比 B.由 mF a可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比 C.由 aF m可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比 D.由
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