牛顿第二定律教学探讨

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1、牛顿第二定律教学探讨：本文对牛顿第二定律的研究，把摩擦力归纳入牛顿第二定律中，使之更符合客观规律。为使古老的物理学适应现代科技发展，物理教材教学改革，是我们广大教师责无旁贷的光荣使命。　　关键词：中学物理；牛顿定律；教学探讨　　：G633.7：B：1672-1578（2011）03-0207-01　　　　物理教材中，牛顿第二定律指出：物体的加速度跟物体所受的外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度方向和外力方向相同。　　表达式：F∝ma　　上式可改写成：F=kma　　k=1　　此式只能用在没有摩擦阻力的情况下，如果在有摩擦阻力时牛顿第二定律的表达式可写成：　　F合=ma　

2、　F牵-f=ma　　或F牵=μNma　　从上式可以看出：作加速运动的物体，摩擦力的大小，只与正压力和摩擦系数有关，而与加速度大小无关。　　这个理论与实践是否一致，下面我们通过大量自然现象和实验重新验证这个观点。自然界中与生产实践中，有大量的现象表明摩擦力与加速度有密切关系。如夜空的流星，航天飞机表面的隔热瓦，防止表面被摩擦燃烧；机械加工中磨床磨屑零件；用摩擦焊接……体育运动中的冲浪，划水，都是利用摩擦阻力的原理，加速度与摩擦阻力有密切关系。　　在教学实验中也证明了加速度和摩擦力有密切关系。　　实验方法：　　在水平的气垫导轨上，用砝码牵引滑块在导轨上从静止开始滑动，最后

3、测出滑块的加速度。用同样方法只改变砝码的质量，测量滑块的加速度a'。　　然后算出同样质量，同样牵引力无摩擦力时的a0。，最后得出一个规律：a0a'=k也就是滑块在气垫轨上测得的a'与无摩擦力的a0之比是个常数，气垫导轨的k=2.4　　公式的变换　　a0a'=k　　a0=ka'　　两边同乘M　　ma0=ka'm　　F牵引=ka'm　　如k=2.4，其物理意义是一定质量的物体，在相同加速度的情况下，有摩擦力时的牵引是无摩擦力时的牵引力的2.4倍。　　下一步工作是测出不同滑动平面的比例系数k，还可以改善滑动面的润滑程度，也可以减小比例系数k。　　公式分析：　

4、　F=kma　　从公式看出摩擦力是动态的，随a变化，a不变时，摩擦力也不变；a为零时，摩擦力也为零。a为零时，物体静止，而不是匀速运动。　　传统理论认为，加速度为零的运动为匀速运动；并认为物体受到平衡力作用时，原来运动的要保持匀速直线运动。　　下面从小车的运动为例来研究。　　要使F牵=f.又要使小车作匀速运动，这时F牵引的速度必须与小车保持一致，如果F牵引与小车的速度相同，试问F牵引如何通过小车，克服摩擦力呢?答案是否!物体只广要受外力作用，就要作变速运动，不是加速运动，就是减速运动，自然界决没有匀速运动。物理学也不承认匀速运动，不能把速度变化很小的运

5、动叫匀速运动。　　为了更好地运用公式。下面编出一个例题，　　例：质量为10千克的小车，在24牛顿力的牵引下运动，2秒钟后牵引力撤消，小车继续滑行，问小车一共前进了多少距离?(k=2.4)　　解:F牵引=kma　　a=F牵引km=242.4×10=1米/秒2　　S112at2=12×1×22=2米　　f=F牵引-ma=24-10×1=14牛顿　　当牵引力撤消时的摩擦力是14牛顿，小车停止时摩擦力是零。所以平均摩擦力是F=142=7牛顿。　　F