4.2牛顿第二定律

1 5 泰安三中学案泰安三中学案 学案编号 4 2 高一物理高一物理 编制时间 编制时间 2013 12 22 课题名称 课题名称 4 2 牛顿第一定律牛顿第一定律 编制 陈耀宗编制 陈耀宗 审核 武胜利审核 武胜利 学习目标 1 学会用控制变量法研究物理规律 2 学会怎样由试验结果得出结论 3 探究加速度与力 质量的关系 4 知道牛顿第二定律的内容 表达式 并会用来解决简单的运动学问题 课堂探究学习内容 认真阅读课本 P74 74 内容 完成下列问题 一 实验目的 探究加速度与力 质量的关系 二 实验原理 1 控制变量法 当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时 我们设法控制 某些参量使之不变 而研究其中 的变化的方法 本试验有 F m a 三个参量 研究加速度与力 质量的关系时 我们先控制一个变量 即当力不变时 看加速度与 的关系 当质量不变时 看加速度与 的关系 2 实验器材 如图所示 本实验主要用到以下器材 打点计时器 纸带 小车 一端带有定 滑轮的长木板 小桶 砂 细绳 交流电源 砝码 2 5 思考 实验中我们应该测量哪些物理量 三 实验步骤 1 用天平测出小车用小桶和桶中砂子的质量 M 和 m 把数值记录下来 2 按图把实验器材装好 不挂小桶 3 平衡摩擦力 在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块 让小车能在 其上面做匀速运动 4 把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶 先接通电源 再放开小车 让小 车拉动纸带运动 打点完毕 关闭电源 取下纸带 并在纸带上标上序号 记 录 M 和 m 5 保持小车质量不变 多次改变小桶中砂的质量 重复上述实验 在纸带上做 好相应记录 6 保持小桶中的砂的质量不变 在小车上添加砝码 重复上述实验 在纸带上 做好相应记录 7 根据纸带 算出小车每次运动的加速度 并做出相应的力与加速度的关系图 像 表一 物理量123456 质量 M kg 1 M kg 1 加速度 a ms 1 表二 画出图像 物理量123456 作用力 F N 加速度 a ms 1 a ms 1 1 M kg 1 0 0 F N a ms 1 3 5 四 实验结论 牛顿第二定律 物体的加速度的大小跟它受到的作用力成 跟它的 质量成 加速度的方向跟作用力的方向 说明 m 一定时 加速度与合外力成 比 即 F 一定时 加速度与质量成 比 即 综合以上两个因素 加速度与合外力和质量的关系表达为 如果 k 1 这样牛顿第二定律就可以表达为 力的国际单位是 是根据 定义的 使 m 1kg 的 物体获得 1m s2的加速度 所需要的外力为 F 我 们就把它定义为 1 牛顿 例 1 质量为 1 100kg 的汽车在平直路面试车 当车速达到 100km h 时 关闭 发动机 经过 70s 停下来 汽车受到的阻力是多大 重新起步加速时的牵引力 为 2 000N 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 总结 用牛顿第二定律解题的一般步骤 4 5 小试牛刀 一个物体静止在光滑水平面上 从某一时刻开始受到一个方向向 右 大小为 5N 的恒定外力作用 若物体质量为 5kg 求物体的加速度 若 2s 后撤去外力 物体的加速度是多少 物体 2s 后的运动情况如何 当堂自测 1 下列对牛顿第二定律的表达式 F ma 及其变形公式的理解 正确的是 A 由 F ma 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 B 由 m F a 可知 物体的质量与其所受合外力成正比 与其运动的加速度成 反比 C 由 a F m 可知 物体的加速度与其所受合外力成正比 与其质量成反比 D 由 m F a 可知 物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合外力而 求得 2 在牛顿第二定律公式 F kma 中 有关比例系数 k 的说法正确的是 A 在任何情况下都等于 1 B k 值是由质量 加速度和力的大小决定的 C k 值是由质量 加速度和力的单位决定的 D 在国际单位制中 k 的数值一定等于 1 3 已知甲物体受到 2N 的力作用时 产生的加速度为 4m s 乙物体受到 3N 的 力作用时 产生的加速度为 6m s2 则甲 乙物体的质量之比等于 A 1 3 B 2 3 C 1 1 D 3 2 4 一个物体受到 F1 4N 的力 产生 a1 2m s2的加速度 要使它产生 a2 6m s2的加速度