牛顿第二定律认识初步

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《牛顿第二定律》一等奖说课稿

《牛顿第二定律》一等奖说课稿

《牛顿第二定律》一等奖说课稿1、《牛顿第二定律》一等奖说课稿一、教材分析牛顿第二定律是动力学的核心规律,动力学又是经典力学的基础,也是进一步学习热学、电学等其它部分知识所必须掌握的内容。

所以,牛顿第二定律是本章的中心内容,更是本章的教学重点。

为了使学生对牛顿第二定律的认识自然、和谐,本节之前的“运动状态的改变”就是起到了承上启下的作用。

承上,使学生对第一定律的认识得到强化;启下,即是通过实例的分析使学生定性地了解了牛顿第二定律的内容。

本节教材是在前一节的基础上借助电脑通过实验分析,再进行归纳后总结出定量描述加速度、力和质量三者关系的牛顿第二定律。

由实验归纳总结出物理规律是我们认识客观规律的重要方法。

由于本实验涉及到三个变量:a、m、F,因此我们用控制变量的方法来进行研究:先确定物体的质量,研究加速度与力的关系;再确定力,研究加速度和质量的关系。

在以后学习气体的状态变化规律,平行板电容器的电容,金属导体的电阻等内容中都用到了这一方法。

控制变量法也是我们研究自然、社会问题的常用方法。

通过教学,使学生学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法一列表法和图象法,了解图象法处理数据的优点:直观、减小误差(取平均值的概念),及图象的变换,从a-m图(曲线)变到a-1/m图(直线),在验证玻-马定律中也用了这种方法。

根据以上分析,我们知道本节课的教学目的不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中如何控制实验条件和物理变量,如何用数学公式表达物理规律。

让学生沿着科学家发现物理定律的`历史足迹体会科学家的思维方法。

通过本节课的学习,要让学生记住牛顿第二定律的表达式;理解各物理量及公式的物理意义;了解以实验为基础,经过测量、论证、归纳总结出结论并用数学公式来表达物理规律的研究方法,使学生体会到物理规律的简单美。

本节课的重点是成功地进行了演示实验和用电脑对数据进行分析。

人与人相依的牛顿第二定律-概述说明以及解释

人与人相依的牛顿第二定律-概述说明以及解释

人与人相依的牛顿第二定律-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:在人类社会中,人与人之间的相互依赖是一种普遍存在且不可忽视的现象。

这种相互依赖的关系不仅在日常生活中表现得淋漓尽致,更在科学领域中得到了实质性的阐述和研究。

本文将围绕着人与人相依的牛顿第二定律展开讨论,探究力学规律在人际关系中的应用和意义。

牛顿第二定律,也被称为力的基本定律,描述了物体在受力作用下的运动规律。

然而,这个定律在人与人的相互作用中同样适用。

我们可以将人与人之间的关系看作是相互作用的力,而牛顿第二定律提供了研究这种力的变化和影响的基础。

人与人相依的关系是一种复杂而多样化的现象。

无论是亲情、友情还是爱情,都离不开人与人之间的相互作用和相互影响。

人与人之间的情感、价值观、利益等因素构成了相互依赖的力,这些力的大小和方向会随着时间、空间和情景的改变而发生变化。

正是基于这种人与人相依的关系,我们可以运用牛顿第二定律的概念和原理来解读和分析人际关系中的种种现象。

例如,当我们考虑一个家庭的相互作用时,我们可以将每个成员看作是受力物体,并通过牛顿第二定律来理解他们之间的相互作用和平衡。

同样地,当我们研究一个团队或组织的运作时,牛顿第二定律的应用也能帮助我们分析成员之间的力度和方向,促进合作与发展。

通过对人与人相依的牛顿第二定律的研究,我们可以更好地理解人际关系的本质和规律,进而推动人类社会的进步和发展。

本文将深入探讨牛顿第二定律在人际关系中的应用,并思考这一定律的意义和影响。

最后,我们将展望未来,相信人与人相依的牛顿第二定律的研究将会为我们构建更和谐、稳定的社会提供重要的参考和指导。

1.2文章结构文章结构部分应该包括以下内容:文章结构本文将按照以下结构进行论述:在引言部分,首先对牛顿第二定律进行了简要概述,并介绍了文章的目的。

在正文部分,首先对牛顿第二定律的定义进行了解释和阐述,接着探讨了人与人相依的关系,进而引出了人与人相依的牛顿第二定律的应用。

4.3牛顿第二定律

4.3牛顿第二定律

4.3牛顿第二定律班级________姓名________学号_____学习目标:1.知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。

2.理解牛顿第二定律的内容,知道牛顿第二定律表达式的确切含义。

3.能初步应用牛顿第二定律解决一些简单问题。

学习重点: 牛顿第二定律学习难点: 牛顿第二定律主要内容:一、牛顿第二定律1. 公式推导:————————————————————————————2. 语言表述:—————————————————————————————3.公式表达:————————————————————————————— ①数学表达式:②常用计算式:F 合=ma4.牛顿第二定律是牛顿运动定律的核心,是本章的重点和中心内容,在力学中占有很重要的地位,一定要深入理解牛顿第二定律的确切含义和重要意义。

理解:(1) 因果关系:只要物体所受合力不为零(无论合力多么的小),物体就获得加速度,即力是产生加速度的原因,力决定加速度,力与速度、速度的变化没有直接关系。

如果物体只受重力G=mg 的作用,则由牛顿第二定律知物体的加速度为a=g mm g m G m F ===合。

即重力是使物体产生重力加速度g 的原因,各地的g 值略有差异,通常取g=9.8m /s 2。

在第一章学习《重力》一节时,给出了重量和质量的关系式G=mg ,g 是以比例常数引人的,g=9.8N /kg 。

现在可以证明,这个比例常数就是重力加速度,9.8N /kg 与9.8m /s 2等价。

(2)矢量关系:F 合=ma 是一个矢量式,加速度a 与合外力F 合都是矢量,物体加速度的方向由它所受的合外力的方向决定且总与合外力的方向相同(同向性),而物体的速度方向与合外力方向之间并无这种关系。

这样知道了合外力(或加速度)的方向,就知道了加速度(或合外力)的方向。

(3)瞬时对应关系:牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用规律,物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。

牛顿第二定律

牛顿第二定律

牛顿第二定律刘老板【知识点的认识】1.内容:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.2.表达式:F合=ma.该表达式只能在国际单位制中成立.因为F合=k•ma,只有在国际单位制中才有k=1.力的单位的定义:使质量为1kg的物体,获得1m/s2的加速度的力,叫做1N,即1N=1kg•m/s2.3.适用范围:(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系).(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.4.对牛顿第二定律的进一步理解牛顿第二定律是动力学的核心内容,我们要从不同的角度,多层次、系统化地理解其内涵:F量化了迫使物体运动状态发生变化的外部作用,m量化了物体“不愿改变运动状态”的基本特性(惯性),而a则描述了物体的运动状态(v)变化的快慢.明确了上述三个量的物理意义,就不难理解如下的关系了:a∝F,a ∝.另外,牛顿第二定律给出的F、m、a三者之间的瞬时关系,也是由力的作用效果的瞬时性特征所决定的.都是矢量,且方向总是相同.(1)矢量性:加速度a与合外力F合同时产生、同时变化、同时消失,是瞬时对(2)瞬时性:加速度a与合外力F合应的.是对同一物体而言的两个物理量.(3)同体性:加速度a与合外力F合(4)独立性:作用于物体上的每个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律,而物体的合加速度则是每个力产生的加速度的矢量和,合加速度总是与合外力相对应.(5)相对性:物体的加速度是对相对地面静止或相对地面做匀速运动的物体而言的.【命题方向】题型一:对牛顿第二定律的进一步理解的考查例子:放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示.取重力加速度g=10m/s2.由此两图线可以得出()A.物块的质量为1.5kgB.物块与地面之间的滑动摩擦力为2NC.t=3s时刻物块的速度为3m/sD.t=3s时刻物块的加速度为2m/s2分析:根据v﹣t图和F﹣t图象可知,在4~6s,物块匀速运动,处于受力平衡状态,所以拉力和摩擦力相等,由此可以求得物体受到的摩擦力的大小,在根据在2~4s内物块做匀加速运动,由牛顿第二定律可以求得物体的质量的大小.根据速度时间图线求出3s时的速度和加速度.解答:4~6s做匀速直线运动,则f=F=2N.2~4s内做匀加速直线运动,加速度a=,根据牛顿第二定律得,F﹣f=ma,即3﹣2=2m,解得m=0.5kg.由速度﹣时间图线可知,3s时刻的速度为2m/s.故B、D正确,A、C错误.故选:BD.点评:本题考查学生对于图象的解读能力,根据两个图象对比可以确定物体的运动的状态,再由牛顿第二定律来求解.题型二:对牛顿第二定律瞬时性的理解例子:如图所示,质量为m的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q.球静止时,Ⅰ中拉力大小为F1,Ⅱ中拉力大小为F2,当剪断Ⅱ瞬间时,球的加速度a应是()A.则a=g,方向竖直向下B.则a=g,方向竖直向上C.则a=,方向沿Ⅰ的延长线D.则a=,方向水平向左分析:先研究原来静止的状态,由平衡条件求出弹簧和细线的拉力.刚剪短细绳时,弹簧来不及形变,故弹簧弹力不能突变;细绳的形变是微小形变,在刚剪短弹簧的瞬间,细绳弹力可突变!根据牛顿第二定律求解瞬间的加速度.解答:Ⅱ未断时,受力如图所示,由共点力平衡条件得,F2=mgtanθ,F1=.刚剪断Ⅱ的瞬间,弹簧弹力和重力不变,受力如图:由几何关系,F=F1sinθ=F2=ma,由牛顿第二定律得:合a==,方向水平向左,故ABC错误,D正确;故选:D.点评:本题考查了求小球的加速度,正确受力分析、应用平衡条件与牛顿第二定律即可正确解题,知道弹簧的弹力不能突变是正确解题的关键.题型三:动力学中的两类基本问题:①已知受力情况求物体的运动情况;②已知运动情况求物体的受力情况.加速度是联系运动和受力的重要“桥梁”,将运动学规律和牛顿第二定律相结合是解决问题的基本思路.例子:某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示.他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角θ=30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v﹣t图线如图乙所示.g取10m/s2.求:(1)上滑过程中的加速度的大小a1;(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ;(3)木块回到出发点时的速度大小v.分析:(1)由v﹣t图象可以求出上滑过程的加速度.(2)由牛顿第二定律可以得到摩擦因数.(3)由运动学可得上滑距离,上下距离相等,由牛顿第二定律可得下滑的加速度,再由运动学可得下滑至出发点的速度.解答:(1)由题图乙可知,木块经0.5s滑至最高点,由加速度定义式有:上滑过程中加速度的大小:(2)上滑过程中沿斜面向下受重力的分力,摩擦力,由牛顿第二定律F=ma得上滑过程中有:mgsinθ+μmgcosθ=ma1代入数据得:μ=0.35.(3)下滑的距离等于上滑的距离:x==m=1m下滑摩擦力方向变为向上,由牛顿第二定律F=ma得:下滑过程中:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2解得:=2m/s2下滑至出发点的速度大小为:v=联立解得:v=2m/s答:(1)上滑过程中的加速度的大小;(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.35;(3)木块回到出发点时的速度大小v=2m/s.点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律和运动学公式联合求解.【解题方法点拨】1.根据牛顿第二定律知,加速度与合外力存在瞬时对应关系.对于分析瞬时对应关系时应注意两个基本模型特点的区别:(1)轻绳、轻杆模型:①轻绳、轻杆产生弹力时的形变量很小,②轻绳、轻杆的拉力可突变;(2)轻弹簧模型:①弹力的大小为F=kx,其中k是弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,②弹力突变.2.应用牛顿第二定律解答动力学问题时,首先要对物体的受力情况及运动情况进行分析,确定题目属于动力学中的哪类问题,不论是由受力情况求运动情况,还是由运动情况求受力情况,都需用牛顿第二定律列方程.应用牛顿第二定律的解题步骤(1)通过审题灵活地选取研究对象,明确物理过程.(2)分析研究对象的受力情况和运动情况,必要时画好受力示意图和运动过程示意图,规定正方向.(3)根据牛顿第二定律和运动公式列方程求解.(列牛顿第二定律方程时可把力进行分解或合成处理,再列方程)(4)检查答案是否完整、合理,必要时需进行讨论.。

牛顿运动定律

牛顿运动定律

er
m1
Fr m2
重力 P mg 矢量式 P mg
g 重力加速度
比 萨 斜 塔
重力加速度和质量无关
F

G
Mm
R2

P mg
g
G
M R2
9.80m/s2
讨论:
万有引力公式只适用于两 质点。
一般物体万有引力很小, 但在天体运动中却起支配 作用。
二、弹性力 (elastic force) 物体发生弹性变形后,内部产生欲恢复形变的力。 常见的有:弹簧的弹力、绳索间的张力、压力、支
a


F 1 a1
aF22aF3 3
Fi ai
4.此式为矢量关系,通常要用分量式:
Fx ma x
Fy ma y
F ma
Fn man
三、牛顿第三定律 (Newton’s Third Law)
作用力与反作用力总是大小相等、
方向相反,作 用在同一条直线上。 F12 F21
★已做和待做的工作:
• 弱、电统一:1967年温伯格等提出理论 1983年实验证实理论预言
• 大统一(弱、电、强 统一): 已提出一些理论,因目前加速器能量不够
而无法实验证实。
• 超大统一:四种力的统一
电弱相互作用
强相互作用
“超大统一”(尚待实现)
万有引力作用
2.4 牛顿定律的应用举例
应用牛顿定律解题的基本方法
动量为 mv 的质点,在合外力的作用下,其动量
随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
表达式:
F合外

dp dt


或: F合外 ma

牛顿第二定律说课稿3篇

牛顿第二定律说课稿3篇

牛顿第二定律说课稿3篇牛顿第二定律说课稿篇1(一)教材分析牛顿运动定律以力和运动的知识为基础,进一步研究了力和运动的关系。

牛顿运动定律是经典力学的基础,从牛顿运动定律出发可以推导出动能定理、动量定理等一系列重要的物理规律。

牛顿运动定律还是学习热学、电磁学的重要基础。

因此,这一章内容在力学和整个物理学中占有很重要的地位,是中学物理教学的重点。

牛顿第二定律是动力学的核心规律,是__的重点和中心内容。

(二)教学内容、教材体系与教学目标__教材在牛顿第一定律之后,安排了一节“运动状态的改变”,起到了承上启下的作用。

它既是对牛顿第一定律的深化,使学生进一步认识到力是产生加速度的原因,质量是惯性大小的量度,也是为学习牛顿第二定律做的铺垫,使学生认识到物体的加速度由力和质量两个因素决定,并且对它们的关系有了定性的认识。

本节教材利用控制变量的实验方法,分别研究了加速度跟力、加速度跟质量的关系,再把这两个关系综合起来,总结出牛顿第二定律。

然后把牛顿第二定律从物体受一个力的特殊情况,推广到受多个力的一般情况,从物体受恒力的情况推广到物体受变力的情况,并且进一步强调了牛顿第二定律的矢量性和瞬时性。

根据以上分析和大纲对本节内容的要求,结合学生的实际情况,确定的知识教学目标为:1.知道牛顿第二定律内容及表达式,理解牛顿第二定律的含义,能应用牛顿第二定律分析和解决有关问题。

2.理解牛顿第二定律的矢量性和瞬时性。

3.知道力的单位“牛顿”的定义。

在本节课的教学中,还应渗透科学方法教育。

让学生通过研究加速度跟力和质量的关系的实验,掌握控制变量法。

在总结牛顿第二定律的过程中,让学生体会实验研究、分析数据、总结规律的科学研究方法,并在这一过程中培养学生实验、观察、分析、归纳、概括的能力。

(三)教学方法根据本节课的教学内容和学生的实际情况,采用的教学方法是:以演示实验为基础,以引导学生探索规律的活动为主线,在整个教学活动中贯穿教为主导,学为主体的教学思想。

牛顿第二定律教案

牛顿第二定律教案

牛顿第二定律教案牛顿第二定律教案(精选篇1)一、教学目标1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式;2、理解公式中各物理量的意义及相互关系3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿“是怎样定义的。

二、教学重点1、知道决定物体加速度的因素、2、加速度与力和质量的关系的探究过程三、教学难点1、理解牛顿第二定律各个物理量的意义和联系2、牛顿第二定律的应用四、教学方法在探究过程中,渗透科学研究方法如:控制变量法、实验归纳法、图象法等五、教学过程1、知识回顾物体的运动状态发生变化,即产生加速度。

问学生:加速度的大小与那些因素有关呢?学生回答:力还有物体质量思考:力是促使物体运动状态改变的原因,力似乎“促使”加速度的产生。

质量是物体惯性的`量度,而惯性是保持物体运动状态不变的性质,所以质量似乎是阻碍“加速度”的产生。

猜想:加速度可能与力、质量有关系。

结合实际:小汽车:质量小,惯性小,启动时运动状态相对容易改变。

火车:质量大,惯性大,动力大,启动时运动状态相对难改变。

2、回忆课本所研究的内容(1)、质量m一定,加速度a和力F的关系。

处理数据:得出结论:当m一定时,a和F成正比,即:a FSHAPE MERGEFORMAT(2)、力F一定时,加速度a和质量m的关系SHAPE MERGEFORMAT得出结论:当力F一定,加速度a和质量m成反比,即:a 。

3、引出牛顿第二定律通过大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论,由此可以得出一般性的规律:物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同,这就是牛顿第二定律。

牛顿第二定律教案(精选篇2)【教材分析】*教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达式分成两节内容,目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。

牛顿第二定律的首要价值应该是确立了力与运动之间的直接关系,即因果关系。

如知道了物体的受力情况,物体的运动状态及其变化就完全确定了。

牛顿第二定律小球飞起来的问题

牛顿第二定律小球飞起来的问题

牛顿第二定律小球飞起来的问题牛顿第二定律是经典力学中的重要概念,描述了物体的运动与施加在其上的力量之间的关系。

在本文中,我们将探讨小球飞起来的问题,并以这个问题为线索,深入探究牛顿第二定律的意义和应用。

1. 小球飞起来的现象假设我们有一个小球,并将其放置在水平面上。

当我们施加一个力量给小球,比如用手推动它,我们会注意到小球会加速并最终飞起来。

为了更好地理解这个现象,我们需要运用牛顿第二定律。

2. 牛顿第二定律的公式牛顿第二定律的公式可以表示为 F = ma,其中 F 是施加在物体上的力量,m 是物体的质量,a 是物体获得的加速度。

这个公式告诉我们,施加在物体上的力量越大,物体的质量越大,物体获得的加速度也会越大。

3. 小球飞起来的解释现在我们可以按照牛顿第二定律的原理来解释小球飞起来的现象。

当我们用手推动小球时,我们施加了一个力量 F 在小球上。

根据牛顿第二定律,小球将获得一个加速度 a = F/m。

由于小球的质量不变,当我们施加更大的力量时,小球的加速度将增加,进而导致它更快地飞起来。

4. 牛顿第二定律的数学解析接下来,我们可以使用数学来进一步分析小球飞起来的问题。

假设小球的质量为 m,施加在它上面的力量为 F,小球获得的加速度为 a。

根据牛顿第二定律,可以得到 F = ma。

5. 使用牛顿第二定律解决具体问题现在,我们举一个具体的例子来应用牛顿第二定律解决小球飞起来的问题。

假设小球的质量为 0.1kg,我们用手施加在小球上的力量为10N。

根据 F = ma,我们可以计算出小球的加速度 a = 10N/0.1kg = 100 m/s²。

这意味着小球将获得每秒 100 米的加速度。

6. 回顾与总结通过以上分析,我们可以初步了解牛顿第二定律在小球飞起来的问题中的运用。

牛顿第二定律告诉我们,当一个物体受到施加在它上面的力量时,它将获得一个与该力量成正比的加速度。

这也解释了为何小球在我们用力推动时会飞起来。

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牛顿第二定律认识初步【本讲教育信息】一. 教学内容:牛顿第二定律认识初步二. 学习目标:1、深刻理解牛顿第二定律的内容,能够灵活运用牛顿第二定律解决相关问题。

2、熟练掌握运用牛顿第二定律分析力、加速度及速度之间的关系问题。

3、掌握整体法和隔离法在牛顿第二定律问题中的应用技巧。

考点地位:牛顿第二定律是整个高中物理内容学习的重点和难点所在,在高考中占据相当重要的地位,是每年高考的必考内容,也是我们分析高中物理问题的重要方法,我们常讲的分析物理问题的三大观点之一就是利用牛顿运动定律从物体的受力特点出发,结合物体的运动形式来分析物理问题,出题形式灵活多变,即可以通过选择形式,同时也可以通过大型的计算题目的形式出现,其综合性很强,可以和匀变速运动、圆周运动、天体运动、带电粒子在电场、磁场或复合场的运动等具体的形式结合,难度较大,2007年上海卷第19B、第21题均是以计算形式出现,2007年广东卷第8题2006年广东卷第1题、四川卷第21题通过选择形式考查。

三. 重难点解析:1. 关于牛顿第二定律的特性分析(1)定律内容:物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。

数学公式:或者友情提示:①牛顿第二定律的表达应是:,或者,仅在、m、a均取国际制单位时,k=1,公式才是,且1牛顿力(N)=1千克·米/二次方秒()。

②式中、m、a的含义分别是:——是研究对象所受的合外力。

m——是指研究对象的质量,若研究对象是多个物体,且要用整体法解题时,m则是指所选所有物体的质量和。

a——是研究对象的运动加速度。

③变形式是运动加速度的决定式,说明物体的加速度与所受的合力成正比,与物体的质量成反比,说明加速度产生的原因,要与加速度的定义式区别开来。

是从v变化快慢来说明加速度。

④式是由牛顿第二定律求物体质量的公式,反映了质量是改变物体运动状态难易程度的内因;必须与质量的决定式严格区别开来(是物体的密度,V是物体的体积)。

⑤牛顿第二定律公式中,是物体所受的合外力,而“”则不是一个力,此式是利用物体产生加速度的效果来量度合外力的一种形式。

只有采用国际制单位时,此式才会成立。

⑥牛顿第二定律只适应于宏观、低速物体在惯性参考系中的运动,对高速运动的微观粒子则不适用。

⑦牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是牛顿第二定律的思想基础。

牛顿第一定律反映的是不受外力作用时,物体保持原来运动状态的特性;牛顿第二定律则反映了在外力作用下物体加速度与哪些因素相关和物体运动状态改变的规律。

(2)基本特性:牛顿第二定律,从表达式来看,虽然简洁扼要,其含义却是广泛深远,主要有以下几点:①因果性:在式中,是使物体产生加速度的原因,而加速度则是合力作用产生的效果。

②矢量性:公式是一个矢量式,合力与加速度a均为矢量,二者的方向永远相同。

③同时性:合力与加速度a同时存在、同时消失、同时变化、瞬时对应,虽有因果关系,但无先后之分。

④同体性:、a、m三个物理量是对同一研究对象(物体)而言的。

分析受力情况和认定加速度时千万不可张冠李戴,错体错位。

⑤独立性:当物体同时受到多个力作用时,每一个力都会使物体独立地产生一个加速度,物体的实际加速度则是各力单独产生的加速度的矢量和。

即。

⑥相对性:式中的加速度a是物体相对地球这一惯性系而言的。

⑦统一性:式中的各量必须统一使用国际制(SI)单位,即合力的单位是牛顿(N),质量m的单位是千克(kg),加速度a的单位是米每二次方秒()。

⑧实验性:牛顿第二定律是一个实验定律,可以用实验加以验证,而牛顿第一定律是由逻辑推理得到的定律,无法用实验验证。

2. 用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤(1)明确研究对象(2)进行受力分析和运动状态分析,画出示意图。

(3)求出合力。

(4)由列式求解。

用牛顿第二定律解题,就要对物体进行正确的受力分析,求合力。

物体的加速度既和物体的受力相联系,又和物体的运动情况相联系,加速度是联系力和运动的纽带,故用牛顿第二定律解题,离不开对物体的受力情况和运动情况的分析。

3. 控制变量法牛顿第二定律研究的是物体的加速度a与物体所受的合外力F及物体的质量m之间的关系。

采取的方法是控制变量法,先控制物体的质量不变,研究a与F的关系,然后控制物体所受的合外力F不变,研究a与m的关系,最后研究a、F、m三者间的关系。

这样的方法叫做控制变量法。

(1)加速度和力的关系。

如图所示,取两个质量相同的小车放在光滑水平面上,小车的前端各系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中放有数目不等的砝码,使两小车自静止开始在不同拉力作用下匀加速运动,小车所受拉力F的大小可以认为等于砝码和盘所受重力的大小(保证小车质量比砝码和盘的质量大得多),小车后端系上细绳,用一只夹子夹住,以同时控制两小车,使两车同时运动,同时停止,分别测出两小车的位移s和受力F的大小。

据知道,在时间t相同的前提下,,通过实验分析知,,可见,质量相同的物体,其加速度跟作用在它上面的力成正比,即或者。

研究牛顿第二定律的实验装置(2)加速度和质量的关系按以上设计,当力F一定时,可以得到,或。

(3)对实验方法的说明。

①在实验研究中,由于要同时研究一个物理量(a)跟两个物理量(F和m)之间的关系,为了简单起见,教材采取了先保持m一定,研究a与F的关系;再保持F一定,研究a 与m的关系;最后用数学的方法,把实验得出的a与F的关系及a跟m的关系综合起来,找出a跟F和m的关系。

②在观察、理解教材中的演示实验时要注意:a. 砝码(及盘)跟小车相比质量很小,细绳对小车的拉力可近似地等于砝码所受的重力。

b. 实验是通过改变盘中砝码的数目来改变绳对小车的拉力大小的。

c. 研究对象小车的加速度a是根据初速度为零的匀加速直线运动的公式的变形来推算的,在t相同时,通过比较s的大小来比较a的大小。

d. 由于实验中系统误差较大,只能大致看出a与F、m的关系,但科学家们已经做过许多精确的实验。

精确的实验表明,。

【典型例题】问题1:运用牛顿第二定律分析力与物体的运动关系问题:例1. 在粗糙的水平面上,物体在水平推力的作用下,由静止开始做匀加速直线运动,经过一段时间后,将水平推力逐渐减小到零(物体不停止),那么,在水平推力减小到零的过程中A. 物体的速度逐渐减小,加速度逐渐减小B. 物体的速度逐渐增大,加速度逐渐减小C. 物体的速度先增大后减小,加速度先增大后减小D. 物体的速度先增大后减小,加速度先减小后增大答案:D变式1、例2. 如下图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点,如果物体受到的摩擦力恒定,则A. 物体从A到O先加速后减速B. 物体从A到O加速,从O到B减速C. 物体运动到O点时,所受合力为零D. 以上说法都不对答案:A变式2、例3. 如图所示,固定于水平桌面上的轻弹簧上面放一重物,现用手往下压重物,然后突然松手,在重物脱离弹簧之前,重物的运动为A. 先加速,后减速B. 先加速,后匀速C. 一直加速D. 一直减速答案:A问题2:牛顿第二定律的基本应用问题:例4. 2003年10月我国成功地发射了载人宇宙飞船,标志着我国的运载火箭技术已跨入世界先进行列,成为第三个实现“飞天”梦想的国家,在某一次火箭发射实验中,若该火箭(连同装载物)的质量,启动后获得的推动力恒为,火箭发射塔高,不计火箭质量的变化和空气的阻力。

(取)求:(1)该火箭启动后获得的加速度。

(2)该火箭启动后脱离发射塔所需要的时间。

解析:本题考查牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律在实际中的应用,首先应对火箭进行受力分析,因火箭发射在竖直方向上,一定不要漏掉重力,再利用牛顿第二定律求出火箭加速度,利用匀变速直线运动规律求时间。

(1)如图所示,根据牛顿第二定律:(2)设火箭在发射塔上运动的时间为t,则:∴。

答案:(1)(2)例5. 如图(1)所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg。

(g取,,)(1)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。

(2)求悬线对球的拉力。

解析:小球与车厢相对静止,有相同的运动情况。

小球受重力和细线的拉力作用,求出它们的合力,由牛顿第二定律求加速度。

对小球的受力分析如图(2)所示。

(2)(1)球所受的合外力对由牛顿第二定律,可求得球的加速度为:。

加速度方向水平向右,车厢可能水平向右做匀加速直线运动,也可能水平向左做匀减速直线运动。

(2)由图(2)可得,线对球的拉力大小为:答案:(1)(2)12.5N例6. 如图(1)所示,固定在小车上的折杆∠A=,B端固定一个质量为m的小球,若小车向右的加速度为a,则AB杆对小球的作用力F为()(1)A. 当时,,方向沿AB杆B. 当时,,方向沿AB杆C. 无论a取何值,F都等于,方向都沿AB杆D. 无论a取何值,F都等于,方向不一定沿AB杆解析:取小球为研究对象,其受力分析如图(2)所示,当时小球平衡,故,竖直向上,故A选项错误,分解如图,则时,,故,,沿杆方向,当时不沿杆AB,但。

(2)答案:B、D问题3:整体法和隔离法在牛顿第二定律问题中的应用:例7. 一根质量为M的木杆,上端用细线系在天花板上,杆上有一质量为m的小猴,如图(1)所示,若把细线突然剪断,小猴沿杆上爬,并保持与地面的高度不变,求此时木杆下落的加速度。

(1)(2)解析:解法一:隔离法:木杆与小猴的受力如图(2)甲、乙所示,木杆受到自身重力Mg与小猴给木杆向下的静摩擦力,小猴受到自身的重力mg与木杆对它的向上的静摩擦力,在竖直方向上,由牛顿第二定律可得:对小猴:,①对木杆:。

②由牛顿第三定律有:,③∴由①②③三式可得:。

解法二:整体法,以木杆与小猴为一个整体,在竖直方向上只受重力和mg作用,如图丙所示,由牛顿第二定律的形式对整体可有:④。

又因小猴相对地面静止,故其对地加速度:,上面的④式可变为:,∴。

显然,以上两种方法得到的答案完全相同。

答案:木杆下落的加速度为。

变式:(2004年全国卷)19. 如图,在倾角为的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫,已知木板的质量是猫的质量的2倍。

当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变。

则此时木板沿斜面下滑的加速度为A. B. C.D.答案:C对于猫和木板的受力分析如图所示:隔离猫,则,①隔离木板,②由牛顿第三定律③①②③联立,C对。

【模拟试题】1A 质量为m的物体,放在粗糙水平面上,受到一个水平力F的作用而加速运动,则在运动中加速度a的大小A. 和物体运动速度无关B. 和物体的质量无关C. 和物体的质量成反比D. 和外力F成正比2A 某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大,他所得到的a-F 关系可用图中的哪个图线表示?图中a是小车的加速度,F 是细线作用于小车的拉力。

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