【原创】高中物理必修一_第六章第2节牛顿第二定律1

1、 什么是物体运动状态的改变？什么是物体运动状态的改变？ 物体运动状态发生改变的原因是什么？物体运动状态发生改变的原因是什么？ 通过上节课的学习，我们已知道：物体运通过上节课的学习，我们已知道：物体运 动状态改变时产生了加速度，而产生的加动状态改变时产生了加速度，而产生的加 速度又和什么有关呢？速度又和什么有关呢？ 力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因 感受实例 加速度加速度a a 与力与力F F有有 关关 感受实例 加速度加速度a a与与 质量质量m m有关有关 F1赛车从赛车从0加速到时速加速到时速100公里只需公里只需2.3秒秒 质量是惯性大小的量度质量是惯性大小的量度 物体的加速度a

2、与所受到的合外力F、物 体质量m有怎样的定量关系？ 研究方法： 保持m不变，研究a 与F的关系; 保持F不变，研究a与m的关系。 明确几个问题明确几个问题: 2.如何由实验得出结论如何由实验得出结论? 1.怎么设计这个实验怎么设计这个实验? 1.测量哪些量测量哪些量? 2.怎么测量怎么测量? 数据处理：数据处理： m不变时，不变时，a与与F关系；关系； F不变时，不变时，a与与m关系。关系。 a、F、m m： a: F: 天平天平 求出物体所求出物体所 受的合力受的合力 实验设计实验设计:用用打点计时器打点计时器探究探究 小车小车: 打点计时器打点计时器:测量小车运动过程中的加速度测量小车运动

3、过程中的加速度 钩码钩码:重力提供拉力重力提供拉力 研究对象研究对象,可用天平称其质量可用天平称其质量 合力合力F=? G FN F f 平衡摩擦力： 钩码重力钩码重力近似近似等于绳子拉力，用以表示小车受到等于绳子拉力，用以表示小车受到 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。 实验步骤实验步骤: 1.用天平测出小车的质量。用天平测出小车的质量。 2.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿 过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。 3.控制小车质量不变，用细线将

4、钩码与小车相连（钩码控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码 质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车， 测出一组数据。测出一组数据。 4.改变钩码质量，多测几组数据。改变钩码质量，多测几组数据。 5.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。 演示实验：演示实验：探究加速度探究加速度a与力与力F的关系的关系 数据采集与处理数据采集与处理 演示实验：演示实验：探究加速度探究加速度a与质量与质量m的关系的关系 数据采集与处理数据采集与处理 实验结论：实验结论： m一定时，aF F一定时，

5、a1/m 1 1、表述、表述 物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量 成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力 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 如果每个物理量都采用国际单位，则如果每个物理量都采用国际单位，则k k1 1； 3 3、力的单位（牛顿）的定义：、力的单位（牛顿）的定义：使质量为使质量为1kg1kg的物的物 体产生体产生1m/s21m/s2的加速度的力叫做的加速度的力叫做1N1N。 m F 物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的加速度

6、跟所受的合力成正比，跟 物体的质量成反比，加速度的方向跟合力物体的质量成反比，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：两人对拉质量为两人对拉质量为m m 的小车，的小车，F F1 1FF2 2， 小车加速度沿什么方向？小车加速度沿什么方向？ F合 同体性：是指同体性：是指F合 合、 、m和和a都是对于同一个物都是对于同一个物 体而言的。体而言的。 矢量性：是指加速度的方向总是和合外力的矢量性：是指加速度的方向总是和合外力的 方向相同。方向相同。 瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬时对应瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬时对应 关系。关系。 独立性：是指作用在物体上的每个力都将

7、独独立性：是指作用在物体上的每个力都将独 立地产生各自的加速度，与物体是否受其他立地产生各自的加速度，与物体是否受其他 力的作用无关力的作用无关力的独立作用原理，合力的力的独立作用原理，合力的 加速度即是这些加速度的矢量和。加速度即是这些加速度的矢量和。 物体所受合外力物体所受合外力恒定恒定时，加速度也时，加速度也恒定恒定不变，物不变，物 体做体做匀变速直线运动匀变速直线运动； 合外力随时间合外力随时间改变改变时，加速度也随时间时，加速度也随时间改变改变，物，物 体做体做变速直线运动变速直线运动； 合外力为合外力为零零时，加速度也为时，加速度也为零零，物体就处于，物体就处于静止静止 或匀速直线

8、运动状态或匀速直线运动状态 牛顿第二定律以简牛顿第二定律以简 单的数学形式表明单的数学形式表明 了运动和力的关了运动和力的关 系系 球一旦离开手，球的加速度为多大？球一旦离开手，球的加速度为多大？ 1.1.一个物体，质量是一个物体，质量是2kg2kg，受到互成，受到互成120120o o角角 的两个力的两个力F F1 1和和F F2 2的作用，这两个力的大小都的作用，这两个力的大小都 10N10N，这个物体产生的加速度是多大？，这个物体产生的加速度是多大？ 分析：要求物体的加速度，质量分析：要求物体的加速度，质量m m已知，必已知，必 须先求须先求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 作图法求解，也可以用计算法求解。作图法求解，也可以用计算法求解。 如图所示，建立平面直角坐标如图所示，建立平面直角坐标 系，把力系，把力F F1 1和和F F2 2分别沿分别沿x x轴和轴和y y 轴方向分解，轴方向分解，F F1 1的两个分力为的两个分力为： 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 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 据据F合合ma知知 F F2 2的两个分力为：的两个分力为： 2.2.某型号长征火箭在竖直向上发射起动时，质量为某型号长征火箭在竖直向上发射起动时，质量为 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， 则起动时的加速度为多大？则起动时的加速度为多大？ 分析：分析：首先对火箭起飞状态作受力分析，火箭发射首先对火箭起飞状态作受力分析，火箭发射 时受到向上的推力时受到向上的推力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，所以产生向上加速度。，所以产生向上加速度。 解答：解答：根据