4.3 牛顿第二定律.doc

《4.3 牛顿第二定律.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、4.3牛顿第二定律43牛顿第二定律［教学目标］一、知识与技能１、掌握牛顿第二定律的字内容和数学公式２、理解公式中各物理量的意义及相互联系３、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的４、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算二、过程与方法１、以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律２能从实际运动中抽象出模型并用第二定律加以解决三、情感态度与价值观１、渗透物理学研究方法的教育２、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法［教学重点］１、牛顿第二定律２、牛顿第二定律的应用［教学难点］牛顿第二定律的应用［

2、时安排］1时［教学过程］引入师：牛顿第一定律告诉我们，力是改变物体运动状态的原因即产生加速度的原因，加速度同时又与物体的质量有关。上一节的探究实验我们已经看到，小车的加速度可能与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论，由此可以总结出一般性的规律：物体加速度的大小跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。一、牛顿第二定律：定义：物体加速度的大小跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。比例式：或。等式：其中是比例系数。（公式中的F是合外力，而

3、a是作用效果，不要看成力，它们只是大小相等）力的单位是比例常数，那应该是多少呢？这里要指出的是，在17世纪，人类已经有了一些基本物理量的计量标准，但还没有规定多大的力为一个单位力，当然也没有力的单位牛顿。科学家们在做与力有关的实验时并没有准确计算力的大小，利用的仅仅是简单的倍数关系。比如当挂一个钩码时，质量为1g的小车产生大小为2/s2的加速度，当挂两个钩码时，此时小车受力是第一次的两倍，实验结果是小车产生大小为4/s2的加速度，由此可以得出物体的加速度与所受的合外力成正比（因为还没有规定一个单位的力是多大，所以你也无法知道一个钩码是几个单位的力。比如

4、只有当我们规定了多长的距离为一个单位长度（1）后才能知道一根棒有几个单位长度即几米。）。由于单位力的大小还没有规定，所以的选择有一定的任意性，只要是常数，它就能正确表示F与、a之间的比例关系。（或者反过讲，如果我们当时已经规定了力的单位为N，并且规定一个钩码的重量为1N，那么公式中的就不具有随意性。在计算时质量的单位用g，加速度的单位用/s2，当Fa三者都取值为单位1时有：1N=•1g•1/s2而我们知道1g•1/s2表示使质量为1g的物体产生1/s2的力，对照上例应该是半个钩码，那就应该等于2。如果当时规定两个钩码

5、重量为1N时，那应该是4。而当规定半个钩码重为1N时，就是1了。所以由于没有规定1N的力是多大，的值任意的，只要常数就行。既然是任意取的，那取1将会使公式最简便。当值取定后，力的单位理所当然也定下了：一个单位力=1•1g•1/s2，即规定了1N的力是使质量为1g的物体产生1/s2加速度的力。用手托住两个鸡蛋大约就是1N。从上可知力的单位是g•/s2，后为了纪念牛顿，把g•/s2称做“牛顿”，用N表示。公式：例1、一物体质量为1g的物体静置在光滑水平面上，0时刻开始，用一水平向右的大小为2N的力F1拉物体，

6、则（1）物体产生的加速度是多大？2S后物体的速度是多少？（2）若在3秒末给物体加上一个大小也是2N水平向左的拉力F2,则物体的加速度是多少？4秒末物体的速度是多少？（3）3S内物体的加速度2/s2是由力F1产生的，3S后物体的加速度为0，那是说3S后F1不再产生加速度了？解：（1）受力分析知：物体所受的合外力为F1=2N，则根据公式有；从0时刻开始做初速度为0，加速度为2/s2的匀加速直线运动，据得2S末速度为4/s。（2）3S末加上F2后，物体所受的合外力为0，则据有加速度为0；从3S末开始物体做匀速直线运动，4S末速度仍是4/s。（3）可以用平形四

7、边形定则进行分解合成的不仅仅是力，所有的矢量均可以用平形四边形定则进行分解合成，当然也包括加速度。3S后F1仍然产生2/s2的加速度，不过F1产生的加速度与F2产生的加速度相互抵消，所以总的加速度是0。牢记：物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的合加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和；也等于合外力与质量的比值。例2：光滑水面上，一物体质量为1g，初速度为0，从0时刻开始受到一水平向右的接力F，F随时间变化图如下，要求作出速度时间图象。牢记：加速度与合外力存在着瞬时对应

8、关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失