鲁科版物理必修一课件第5章-2

高中物理课件
灿若寒星整理制作
第2节牛顿第二定律
教师用书独具演示
●课标要求 1．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系． 2．深刻理解牛顿第二定律，把握a＝mF的含义． 3．知道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计算和处理有关问题．
●课标解读 1．使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制 变量法实现． 2．指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得 出结论． 3．掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式． 4．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义 的． 5．会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算．
(6)保持小车所受合力不变，在小车上加砝码，并测出 小车和放上砝码后的总质量M1，接通电源放开小车，用纸 带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码．
(7)继续在小车上加放砝码，重复步骤(6)，多做几次实 验，在每次得到的纸带上标上号码．
由以上数据画出它的a－F关系图象如图6－2－2所示． 通过a－F关系图象，我们可以得出小车的加速度a与力 F成正比．
2．思考判断 (1)kg，m/s，N是基本单位．(×) (2)kg，m，s是基本单位．(√) (3)只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F ＝ma.(√)
3．探究交流 基本量、基本单位、国际单位制中的基本单位有何区 别？ 【提示】 基本量是根据物理运算需要而选定的少数几 个物理量．如力学中的“长度”、“质量”、“时间”，基本单位 是基本量的单位，有国际单位制中的基本单位和常用基本单 位之分，国际单位制中的基本单位是唯一的，而常用基本单 位可有多个，例如质量的国际单位是“千克”，常用单位有 “克”、“毫克”、“斤”、“公斤”等.
(3)由(1)中图象可得：M1 ＝ΔΔFa，解得M＝1 kg. (4)由a－F图象可知，当力F＝0.1 N时，小车开始运 动，说明此时小车受到的阻力为0.1 N. 【答案】 (1)见解析 (2)小车和砝码总质量的倒数 (3)1 (4)小车受到的阻力为0.1 N
1．(2012·昌江高一期末)如图6－2－5所示是某同学根据 实验数据画出的图象，下列说法中正确的是( )
图象是不是过
原点的直线，就能判断a是不是与质量m成反比.
牛顿第二运动定律
1.基本知识 (1)内容：物体加速度的大小与所受_合__外__力___的大小成正 比，与物体的_质__量___成反比，加速度方向与__合_外__力__的方向 相同． (2)数学表达式：F＝_m__a_. (3)单位“牛顿”的规定：把使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力规定为1 N，即1 N＝__1__k_g_·m__/_s2__.
(2)保持物体所受的_力__相同，测量不同质量的物体在该 力作用下的加速度，探究加速度与质量的关系．探究的方法 是采用根据实验数据绘制图象的方法．
3．要测量的物理量 小车与其上砝码的总质量m——用天__平____测量． 小车受的拉力F——用天平测出__砂_桶___和_砂__子__的质量 m′，由F＝m′g算出． 小车的加速度a——通过打__点_计__时__器_____在纸带上打出的 点测算出．
【答案】 AD
力和运动关系的定性分析 根据牛顿第二定律先由受力情况分析加速度，再由加速 度与速度的关系分析运动性质，即同向加速运动，反向减速 运动．
2．(2012·安徽高考)如图6－2－7所示，放在固体斜面上 的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一 个竖直向下的恒力F，则
A．物块可能匀速下滑
车可能是( ) A．向右做加速运动 B．向右做减速运动 C．向左做加速运动 D．向左做减速运动
图6－2－6
【审题指导】 解答该题注意应用以下程序
【解析】 小球所受到的合外力等于弹簧对小球的弹力 F，方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向 右的加速度，由于小球与小车相对静止，所以小车具有向右 的加速度．由于小车的速度方向可能向左，也可能向右，故 小车可能向右加速运动或向左减速运动．
1．力和加速度是因果关系，力是因，加速度是果，力与 加速度无先后关系．
2．关系图6－2－6所示，一辆有动力驱动的小车上 有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球
相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压 缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小
●教学流程设计
课前预习安排： 1．通读教材 2．填写【课前自主导学】
步骤1：导入新课 (本节教学地位分析)
步骤2：提问：检 查预习效果
步骤3：a.完成“探究1”可变换 角度更改或补充例题启发学生 理解探究内容．b.完成【迁移 应用】．c.也可联系【当堂双 基达标】的相关内容
步骤4：同步骤3但要变 换形式，改变方法完成 “探究2、3、4”
4．实验数据的处理技巧
(1)探究加速度与力的关系
以_a_为纵坐标、_F_为横坐标，根据各组数据在坐标系中 描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正
比．
(2)探究加速度与质量的关系
“a与m成反比”实际上就是：“a与
1 m
成正比”，如果以
_a_为纵坐标，
1 m
横坐标建立坐标系，根据a－
1 m
力学单位制
1.基本知识 (1)一个物理公式在确定了相关物理量的数量关系的同 时，也确定了物理量的_单__位___关系． (2)国际单位制由_基___本__单__位__和_导__出__单__位__组成． (3)力学中的三个基本物理量是：长度、质量、时 间 ． 它 们 的 单 位 为 基 本 单 位 ， 国 际 单 位 制 中米依(m次) 是 __千__克___(k、g)___________、秒(s)． (4)导出单位：在力学中利用_物__理__公__式___从三个基本单位 导出的其他单位．
步骤5：指导学生完成【当堂 双基达标】并检查学习效果， 进行个别指导(此项内容也可 融合在课堂互动探究中)．
步骤6：先由学生总结本 节内容，教师点评并小 结，布置课下完成【课 后知能检测】
演示结束
实验探究：加速度与力、质量的关系
1.实验目的：探究加速度与_力__、_质__量___三者的关系． 2．实验原理 控制变量法 (1)保持物体的_质__量___不变，测量物体在不同外力作用下 的加速度，探究加速度与外力的关系．探究的方法是采用根 据实验数据绘制图象的方法，也可以采用比较的方法，看不 同的外力与由此外力产生的加速度的比值有何关系．
【解析】 (1)根据所给数据在所给坐标系中准确描 点，作出的a－F图象如图所示．
(2)根据(1)中图象可知，保持小车和砝码的总质量不 变，小车的加速度a和拉力F成正比；若保持力F不变，改变 小车和砝码的总质量，通过实验探究可知小车的加速度a与 小车和砝码的总质量成反比；因此可以判断(1)中图象斜率表 示小车和砝码总质量的倒数．
●教学地位 牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心 内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要 铺垫．本节是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探 究过程．在教师的引导下学生动手、动脑进行设计研究，体 会通过控制变量来研究物理规律的重要方法，只有让学生在 实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法， 达到掌握方法、提高能力的目的.
图6－2－5
A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大 B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小 C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大 D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小 【解析】 a-F图象纵轴有截距说明力F为零时加速度不 为零，此时倾角过大，A正确．横轴有截距说明施加力F后加 速度有一过程仍为零，说明倾角太小，平衡摩擦力不足，C 错．a-m1 图象纵轴有截距说明倾角太大，平衡摩擦力过大，B 错．而横轴有截距，说明平衡摩擦力不足，倾角太小，故D正 确． 【答案】 AD
实验步骤、数据处理和注意事项
【问题导思】 1．探究加速度和质量的关系时需要控制变量吗？ 2．如何改变物体的质量呢？ 3．图象法处理数据一定要作a－m图象吗？
1．实验步骤 (1)用天平测出小车和小盘(包括其中砝码)的质量分别为 M0、m0，并把数值记录下来． (2)按图6－2－1所示将实验器材安装好(小车上不系 绳)．
●新课导入建议 复习导入 复习提问：物体运动状态的改变是指哪个物理量的改 变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？ 回答：物体运动状态的改变是指速度的改变，加速度是 反映物体运动状态变化快慢的物理量． 通过上一节学习，我们知道：物体的质量越大，物体的 运动状态越难改变；物体的质量越小，物体的运动状态越易 改变．请同学们根据上节所学知识及日常见闻实例猜测一 下：加速度的大小与哪些物理量有关？ 学生猜想：加速度的大小与物体的受力、质量有关．
图6－2－1
(3)在长木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，以平衡摩 擦力．
(4)将小盘通过细绳系在小车上，接通电源放开小车， 用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码 及此时所挂小盘的重力m0g.
(5)保持小车的质量不变，改变小盘(包括其中砝码)的质 量重复步骤(4)多做几次实验．每次小车应从同一位置释放并 记录好相应纸带．
对牛顿第二定律的理解
【问题导思】 1．合外力与加速度有怎样的关系？ 2．作用在物体上的各个力都产生加速度吗？当其中一 个力变化时，其余力产生的加速度变化吗？ 3．F＝ma中各物理量必须对应同一物体吗？
1．牛顿第二定律的物理意义 牛顿第二定律提示了加速度与力和质量的定量关系，指 明了加速度大小和方向的决定因素，更进一步阐明了力不是 维持物体运动的原因，而是改变物体的运动状态即产生加速 度的原因．
(5)作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在 直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远 的点是错误数据，可舍去不予考虑．
(2)图象斜率的物理意义是 ________________________________________________ ________________________. (3)小车和砝码的总质量为________kg. (4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是 ____________________________________________________ ____________________. 【审题指导】 根据题设中所给数据在坐标纸中正确标 注合适坐标，然后准确描点是解决本题的关键．