4.3 牛顿第二定律 课件-高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

牛顿第二定律回顾实验

利用光电门验证牛顿第二定律小组成员:齐宇轩段祥宇闫治敏胡小楠张思威指导教师:刘宇实验器材:小车、导轨、光电门、遮光片、钩码、细线实验过程:控制小车用力传感器测出钩码的重力代替小车所受的拉力F；用光电门测出小车经过1、2位置所用时间，算出小车在1、2位置的速度，利用a=（v₂-v₁）/Δt算出小车的加速度a，控制小车质量不变，改变拉力，验证是否满足F∝a。调试设备平衡摩擦力测量钩码重力实验数据Probeintotherelationshipbetweenmassandaccelerationwithsensors.组员：丛靖时王禹博乔羿童董一骁薛铭鹤用传感器探究质量与加速度的关系目录CONTENTS1实验设计2实验过程及结果3误差分析4收获与反思1实验设计探究加速度与质量的关系，掌握利用图像处理数据的方法，通过实验形成严谨的实验思维实验目的保持外力大小不变，改变小车配重，测量加速度，通过画图探究关系。实验思路实验设计实验器材：小车，一段带有定滑轮的长木板，细绳，配重，光电门，电脑，遮光片2实验过程及结果万分之一秒误差实验结论：在力不变的条件下加速度与小车质量成反比3误差分析在实验的过程中，小组成员虽然尽量减小了摩擦力对测量精度的影响，但是却没有办法完全克服掉摩擦力引起的误差误差分析ClickHereToAddTheTitle.小组在实验中是采用机械撞击的方法将小车的速度减为零，此时几乎可以认为小车在与挡板相碰后是立刻变为静止的，导轨难免会产生些许滑动，进而使平衡摩擦力的效果发生改变，导致实验误差。由于器材均为手动安装且未经水平尺与重锤的检验，器材安装是否标准也是导致实验误差的原因之一。4收获与反思1对于每一次将要进行的实验，我们都要做好预习，通过阅读实验教材，上网搜索资料，自己翻阅其他辅导书，弄清本次实验的目的、原理和所要使用的仪器，明确测量方法，了解实验要求及实验中特别要注意的问题等。2物理实验培养了我们耐心、恒心和信心，使我们明白了对待科学应保持踏实严谨的态度，让我们的科学素养有了很大的飞越，提升了我们的思维和创造力也激发了我们的学习热情。3本次实验使我们对于实验的操作能力有了较大提升，对知识的理解进一步深入实验反思谢谢结合两组同学的实验成果我们可以得出这样的结论

a

∝

FF∝ma

a

∝m1a∝mFF＝kma物体加速度的大小跟物体所受作用力（合外力）成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力（合外力）的方向相同。F为合外力用文字来描述讨论任务一：k作为比例系数应该如何取值？k取值为1的原因：1简化公式2规定力的单位牛顿第二定律：F=ma请同学们阅读教材中力的单位这一小节，思考讨论后回答1.内容：物体加速度的大小跟物体所受作用力（合外力）成正比，跟物体的质量成反比；加速度的方向跟作用力（合外力）的方向相同F=ma2.表达式:加速度质量合外力一、牛顿第二定律a=mFFA光滑水平面GN光滑水平面上有一物体处于静止状态2物体受到拉力F之后做什么运动？若一段时间后F的变为水平向左，物体做什么样的运动，加速度方向如何？1若给物体施加一个水平向右的恒力F，物体作什么运动？若撤去拉力，物体又应该做什么运动？若拉力增大或减小，物体的加速度又应该如何变化？3除了拉力物体还受哪几个力?分别产生加速度吗?同时（瞬时）性:a与F是瞬时对应关系a与F总是同生同灭同变化矢量性:a与F的方向总是相同独立性:每个力各自独立地使物体产生一个加速度讨论任务二：牛顿第二定律中隐含了哪些性质？请同学们利用导学工具单上提供的情景和问题，通过小组讨论找到其中隐含的性质牛顿第二定律的性质总结同时（瞬时）性:a与F是瞬时对应关系a与F总是同生同灭同变化矢量性:a与F的方向总是相同独立性:每个力各自独立地使物体产生一个加速度因果性：F是原因，a是结果，同一性：a，F，m对应的是同一物体同一过程局限性：牛顿第二定律只适用与宏观低速的惯性参考系从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾?应该怎样解释这个现象?质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释?反馈练习1例题1：某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,当达100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度应为多大?假定试车过程中汽车受到的阻力不变。任务三：

练习利用牛顿第二定律解决实际问题可按照下面提示过程进行分析：1对汽车停下前进行受力分析和运动状态分析（注意规范作图）2物体的合力怎么求或怎么表示3求出汽车停下前的加速度4利用牛顿第二定律求出阻力5对汽车起步过程重新进行受力分析6求出合力(1)取初速度方向为正方向，汽车在减速过程:f=ma1Vo=100km／h≈27.8m／s，V=0，t=70s根据

a1＝(v-vo)/t得:加速度为a1

≈－0.397m／s2,方向向后.根据牛顿第二定律得:受到的阻力f＝ma1≈－437N,方向向后.解：(2)汽车重新启动时:牵引力为F=2000N，根据牛顿第二定律得:F－

f=ma加速度为a2=(F－

f)/m≈1.42m／s2方向向前.GNffFNG1、确定研究对象2、分析受力、运动情况，画出受力分析图3、求合力或加速度4、选正方向，根据牛顿运动定律建立方程并求解注意:各量统一用国际单位制的单位.解决牛顿第二定律问题的一般步骤正交分解法平行四边形法例题2：光滑水平面上有一个物体，质量是2kg，受到互成120°两个水平方向力的作用，这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大？F1F20Fxy0F1F2有没有其他方法？0F1F2a2a1a600600600600反馈练习2一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑，重力加速度为g。（1）若斜面光滑，求物体的加速度?（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度?θ本节主要内容牛顿第二定律内容：物体加速度的大小跟作用力（合外力）成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力（合外力）的方向相同。表达式：F=ma性质：同时性，矢量性，独立性，因果性，同一性，局限性解决牛顿第二定律问题的一般步骤：1确定研究对象2对研究对象进行受力分析（画力的示意图）及运动过程分析（画运动过程示意图）3