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1、1第四章、牛顿第二定律第二节、第二节、实脸：探究加速度与力、质实脸：探究加速度与力、质量的关系量的关系提问：提问：说明：在地面滑行的物体，为什么说明：在地面滑行的物体，为什么会慢慢地停下来。会慢慢地停下来。什么是惯性？它和什么因素有关？什么是惯性？它和什么因素有关？图图 4.2 一一 1 竟赛用汽车的质量竟赛用汽车的质量不很大，却安装着强大的发动不很大，却安装着强大的发动机，可以获得很大的加速度机，可以获得很大的加速度。2第四章、牛顿第二定律3第四章、牛顿第二定律4第四章、牛顿第二定律一.探究思路 控制变量法5第四章、牛顿第二定律m一定一定，研究研究a与与F的关系的关系F一定，研究a与m的关系
2、Foa1、加速度和力的关系：、加速度和力的关系：控制控制m不变，改变物体受力（合外力），不变，改变物体受力（合外力），若以若以 a 为纵坐标、为纵坐标、F 为横坐标，为横坐标，根据各组数据根据各组数据如果这些点在一条过原点如果这些点在一条过原点的直线上，说明的直线上，说明 a 与与 F 成成正比，正比，Fa 即即oam、加速度和质量的关系、加速度和质量的关系控制控制F不变，改变物体质量不变，改变物体质量m若以若以 a 为纵坐标、为纵坐标、m为横坐标，为横坐标，根据各组数据根据各组数据根据我们的经验，在相同力的作用下，质量根据我们的经验，在相同力的作用下，质量 m 越大，加速度越大，加速度 a
3、越小。越小。可能是可能是“a 与与 m 成反比成反比”，oam1ma1 即即8第四章、牛顿第二定律如何设计探究实验方案如何设计探究实验方案?9第四章、牛顿第二定律3.制定实验方案时的两个问题制定实验方案时的两个问题这个实验需要测量的物理量有三这个实验需要测量的物理量有三个：物体的个：物体的加速度加速度、物体所受、物体所受的的力力、物体的、物体的质量质量。怎样测量（或比较）物体的加速度怎样测量（或比较）物体的加速度.质量可以用天平测量质量可以用天平测量10第四章、牛顿第二定律 可以在运动物体上安装一条打点计时器可以在运动物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。的纸带，根据
4、纸带上打出的点来测量加速度。怎样测量（或比较）物体的怎样测量（或比较）物体的加速度加速度.11第四章、牛顿第二定律方案二12第四章、牛顿第二定律 因为我们探究的是加速度与其他量之间的因为我们探究的是加速度与其他量之间的比例关系。因此，测量不同情况下（即不同比例关系。因此，测量不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值，受力时、不同质量时）物体加速度的比值，就可以了就可以了.2020:txav 若若2121xxaa 2.怎样提供和测量物体所受的恒力怎样提供和测量物体所受的恒力两个相同的小车放在光滑水平板上，两个相同的小车放在光滑水平板上，增减小盘中的祛码就可以改变小车受到的合增减小盘
5、中的祛码就可以改变小车受到的合力。力。2121xxaa 2020:txav 若若实验实验212121aaFFxxm 一定，从实验得到一定，从实验得到当当Fa 即即121221aammxxF 一定时，从实验得到一定时，从实验得到当当ma1 即即15第四章、牛顿第二定律对探究过程的反思1.在实验中，小车包括砝码的质量为什么在实验中，小车包括砝码的质量为什么要远大于砂和砂桶的总质量。要远大于砂和砂桶的总质量。2.实验前为什么要平衡摩擦力？应当如何实验前为什么要平衡摩擦力？应当如何平衡摩擦力？平衡摩擦力？a3.a-F图线出现截距的原因和调整方法是什图线出现截距的原因和调整方法是什么？么？3、牛顿第二定
6、律：、牛顿第二定律：物体的加速度跟所受的外力的合力成正物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。合外力的方向相同。表达式：表达式：mFa 或或maF 力的单位：若力的单位：若 m=1kg a=1m/s2 则：则：F为为1N如果都用国际单位制中的单位，就可以使如果都用国际单位制中的单位，就可以使k=1 公式则简化为：公式则简化为：maF kmaF 定律具有矢量性、瞬时性定律具有矢量性、瞬时性 即：即：1N=1kg.m/s2(1)定律中各物理量的意义及关系：定律中各物理量的意义及关系：F合合是物体是物体(研究对象
7、研究对象)所受的合外力，所受的合外力，m是是研究对象的质量，如果研究对象是几个物体，研究对象的质量，如果研究对象是几个物体，则则m为几个物体的质量和。为几个物体的质量和。a为研究对象在合为研究对象在合力力F合作用下产生的加速度；合作用下产生的加速度；a与与F合的方向合的方向一致。一致。(2)定律的物理意义：定律的物理意义：从定律可看到：一物体所受合外力恒定时，从定律可看到：一物体所受合外力恒定时，加速度也恒定不变，物体做匀变速直线运动；加速度也恒定不变，物体做匀变速直线运动；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力为零时，加速度也为零，物体就处于合
8、外力为零时，加速度也为零，物体就处于静止或匀速直线运动状态。静止或匀速直线运动状态。牛顿第二定律只适用低速，宏观物体牛顿第二定律只适用低速，宏观物体.高高速微观粒子不适用速微观粒子不适用.牛顿第二定律适用范围牛顿第二定律适用范围:1.1.从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都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，这跟牛顿第二个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？定律有无矛盾？为什么？答：没有矛盾，由公式答：没有矛盾，由公式F=maF=ma看，看，F F合为合为合外力，无论怎样
9、小的力都可以使物体产合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力提生加速度，这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知力为零。由受力分析可知F+N-mg=0F+N-mg=0。G GF FN N2.2.对一个静止的物体施加一个力，物体一定对一个静止的物体施加一个力，物体一定做加速运动，对吗？做加速运动，对吗？巩固练习巩固练习3.3.下面哪些说法不对？为什么？下面哪些说法不对？为什么？A A物体所受合外力越大，加速度越大。物体所受合外力越大，加速度越大。B B物体所受合外力越大，速度越大。物体所
10、受合外力越大，速度越大。C C物体在外力作用下做匀加速直线运动，物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。D D物体的加速度大小不变一定受恒力作用。物体的加速度大小不变一定受恒力作用。根据牛顿第二定律，物体受的合外力决根据牛顿第二定律，物体受的合外力决定了物体的加速度。而加速度大小和速定了物体的加速度。而加速度大小和速度大小无关。所以，度大小无关。所以，B B说法错误。说法错误。解答：解答：A是正确的是正确的物体做匀加速运动说明加速度方向与物体做匀加速运动说明加速度方向与速度方向一致。当合外力减小但方向速度方向一致。当合外
11、力减小但方向不变时，加速度减小但方向也不变，不变时，加速度减小但方向也不变，所以物体仍然做加速运动，速度增加。所以物体仍然做加速运动，速度增加。C说法错误。说法错误。当加速度的大小不变时，合外力的大小当加速度的大小不变时，合外力的大小也不变，一但方向改变，合力的方向也也不变，一但方向改变，合力的方向也改变，就不是恒力。故改变，就不是恒力。故D也是错的也是错的F 4.4.质量为质量为m=2kgm=2kg的物体静止在水平面，物体与的物体静止在水平面，物体与水平面间的动摩擦因数为水平面间的动摩擦因数为0.50.5，现对物体施加，现对物体施加与水平面成与水平面成37370 0斜向上的拉力斜向上的拉力F=20NF=20N，则物体，则物体将做什么运动？将做什么运动？GFNFfF1F2解：以物体为研究对象物体解：以物体为研究对象物体受重力（受重力（G G）支持力（）支持力（FNFN）拉力（拉力（F F）和摩擦力（）和摩擦力（Ff Ff）FN+F2=GFf =FNF合合=F1-FfF1-Ff=ma=20 x0.8 0.5x(2020 x0.6)=2a a=6m/s2
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