牛顿第二定律教学用

1、牛顿第二定律由牛一定律可知：由牛一定律可知：物体不受外力物体不受外力所受合外力为零所受合外力为零物体处于静止或匀速直线运动物体处于静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。状态，即运动状态不变。那么设想：如果物体所受合外力那么设想：如果物体所受合外力不为零不为零，则物体运，则物体运动会怎样？动会怎样？物体物体不受力不受力时时的运动情况的运动情况点球守门员扑球力改变物体运动状态质量保持物体运动状态物体具有加速度力相同，质量大，加速度小；质量小，加速度大质量相同，力大，加速度大；力小，加速度小 a保持力不变，改变质量，由运动学规律求出加速度，分析加速度和质量的关系研究加速度与合力和质量的关系 F m

2、复习保持质量不变，改变力，由运动学规律求出加速度，分析加速度和力的关系控制变量设计探究实验方案m一定， 研究a与F的关系F一定， 研究a与m的关系实验研究 实验装置原理将两小车同时由静止释放，再同时使小车停下，由v0=0、sat2/2可知as，比较小车的位移s就可以比较它们的加速度a影响加速度的因素有力和质量，研究时先保持小车质量不变，研究加速度和力的关系；再保持力不变，研究加速度和质量的关系(控制变量)牛顿第二定律简易探究实验F N /ms -20.150.300.450.600.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5控制变量法54321 /m s -2 /N次数0.10 0.146

3、0.20 0.3020.30 0.4280.40 0.5920.50 0.751aF当小车的质量不变时aFa /ms-21/m1kg0.20.40.60.81.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2a当当拉拉力力不不变变时时次数次数a/m s -21 12 23 34 45 5 2.50 0.8612.00 0.692 1.33 0.470 1.00 0.3520.83 0.290ma111/ kgm 控制变量法 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方向相同。这就是牛顿第二定律ma1 mFa maF 写成等式kmaF 比例系数牛顿第二定律

4、Fa 1、在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？m 是标量，F 和 a 是矢量。2、这两个矢量的方向关系是怎么样？ “力是产生加速度的原因”，即物体受力方向决定物体的加速度方向。故力 F 的方向和加速度 a 的方向是一致的。我们能否想个办法把我们能否想个办法把k 消掉消掉?定义定义: : 使质量是使质量是1千克千克的物体产生的物体产生1米米/秒秒2加速度的力，叫做加速度的力，叫做1牛顿牛顿。即：。即：1牛牛=1千克千克米米/秒秒2可见，如果都用可见，如果都用国际单位制国际单位制的单位，在上式的单位，在上式中就可以使中就可以使k k=1=1，上式简化成，上式简化成Fm

5、a Fkmama 牛顿第二定律表明牛顿第二定律表明 (1)力力是产生加速度的原因。加速度随合外力的变化而改是产生加速度的原因。加速度随合外力的变化而改变变 (2)要产生同样大小的加速度，物体要产生同样大小的加速度，物体 越大所需合外越大所需合外力也越大，因此力也越大，因此 是物体惯性大小的量度。是物体惯性大小的量度。意义意义 (1)确定了加速度、力、质量间的定量关系。确定了加速度、力、质量间的定量关系。 (2)确定了加速度与合外力这两个矢量间的确定了加速度与合外力这两个矢量间的 关系，关系，即加速度方向与引起这个加速度的合外力的方向即加速度方向与引起这个加速度的合外力的方向 。质量质量质量质量

6、方向方向相同相同理解理解: :a a =m mF(1)同体性同体性: a 、F、m对应于同一物体对应于同一物体 牛顿第二定律内容中前半句话牛顿第二定律内容中前半句话的的“物体物体”是指同一个物体吗是指同一个物体吗?理解理解: :a a =m mF牛顿第二定律内容中后半句话：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。加速度的方向跟作用力的方向相同。F FA A光滑水平面光滑水平面F和和a都是矢量都是矢量, 牛顿第二定律牛顿第二定律F=ma是一个矢量式是一个矢量式, 它反映了它反映了加速度方向始终跟合力方向相同加速度方向始终跟合力方向相同, 而而速度方向与合力方向无必然联系速度

7、方向与合力方向无必然联系(2)矢量性矢量性:a与与F 的方向的方向总是总是相同相同理解理解: :a a =m mFF FA A光滑水平面光滑水平面物体受到拉力物体受到拉力F之前静止之前静止 物体受到拉力物体受到拉力F之后做什么运动之后做什么运动? 撤去拉力撤去拉力F后，物体做什么运动后，物体做什么运动? F增大、减小时，增大、减小时，a怎样怎样?物体的加速度随合力的变化而变化物体的加速度随合力的变化而变化, , 存在瞬时对应的关系存在瞬时对应的关系. .(3)同时同时（瞬时）瞬时）性性: a与与F是瞬时对应关系是瞬时对应关系a与与F总是同生同灭同变化总是同生同灭同变化理解理解: :a a =m

8、 mFF FA A光滑水平面光滑水平面物体还受哪几个力物体还受哪几个力?GNG与与N分别产生加速度吗分别产生加速度吗?作用在物体上的每个力都将独立产生各自的作用在物体上的每个力都将独立产生各自的加速度，与物体是否受其他力无关。加速度，与物体是否受其他力无关。 合力的加速度即是这些加速度的矢量和。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。(4)独立性独立性:每个力各自独立地每个力各自独立地能使物体产生一个加速度能使物体产生一个加速度(4)独立性独立性:每个力各自独立地使物体每个力各自独立地使物体 产生一个加速度产生一个加速度(2)矢量性矢量性:a与与F 的方向的方向总是总是相同相同(3)同时（瞬时）性

9、同时（瞬时）性:a与与F总是同生同灭同变化总是同生同灭同变化(5)因果性因果性:m是内因是内因、 F是外因是外因; a由由F、m共同决定共同决定 (6)相对性相对性:惯性参照系惯性参照系 (地面系地面系)(7)统一性统一性:统一用国际制的单位统一用国际制的单位a a =m mF(1)同体性同体性:F、m、a对应于同一物体对应于同一物体 3. .理解理解: :2由牛顿第二定律由牛顿第二定律Fma可知，无论怎样小的力都可能使可知，无论怎样小的力都可能使物体产生加速度，可是当用很小的力去推很重的桌子时，物体产生加速度，可是当用很小的力去推很重的桌子时，却推不动，这是因为却推不动，这是因为 ()A牛顿

10、第二定律不适用于静止的物体牛顿第二定律不适用于静止的物体B桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛观察不到桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛观察不到C推力小于桌子所受到的静摩擦力，加速度为负值推力小于桌子所受到的静摩擦力，加速度为负值D桌子所受的合外力为零，加速度为零桌子所受的合外力为零，加速度为零D根据牛顿第二定律，无论用多么小的力都可以使物体产生一个加速度。用力推车为什么推不动呢？这是否和牛顿第二定律矛盾呢？ GFNFFf0 合合F0 a0 v物体的加速度是由合力产生的。国际单位制国际单位制19601960年第年第1111届国际计量大会制定了一种国届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切

11、计量领域的单位制，际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称叫做国际单位制，简称SISI。国际单位制国际单位制【SISI】基本单位基本单位导出单位导出单位tvvtva12txxtxv12位移：米位移：米时间：秒时间：秒速度：米速度：米/ /秒秒速度：米速度：米/ /秒秒时间：秒时间：秒加速度：米加速度：米/ /秒秒2 2 只要选定几个物理量的单位，就能够只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。单位。这些被选定的物理量称为这些被选定的物理量称为基本量基本量。由由基本量根据物理关系推导出的量称为基本量根据物理关

12、系推导出的量称为导出量导出量。基本单位基本单位导出单位导出单位基本量基本量导出量导出量SISI基本单位基本单位量量 单位单位名称名称单位单位符号符号定义定义长长度度米米m m米是光在真空中米是光在真空中1/299792 1/299792 458458秒的时间间隔内的行程。秒的时间间隔内的行程。量量单位单位名称名称单位单位符号符号定义定义质质量量千克千克KgKg千克等于国际千克原器的质千克等于国际千克原器的质量。量。量量单位单位名称名称单位单位符号符号定义定义时时间间秒秒s s秒是秒是铯铯-133-133原子基态的两个原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应超精细能级之间跃迁所对应的辐射的的辐射的 9 192 631 7709 192 631 770个个周期的持续时间。周期的持续时间。 电流电流单位单位安培安培(A)(A)热力学温度热力学温度单位单位开尔文开尔文(K)(K)物质的量物质的量单位单位摩尔摩尔(mol)(mol)发光强度发光强度单位单位坎德拉坎德拉(cd)(cd)牛牛基本量的单位都是基本