4.2牛顿第二定律.docVIP

泰安三中学案 学案编号：4.2 高一物理 编制时间：2013/12/22 课题名称：4.2牛顿第一定律 编制：陈耀宗 审核：武胜利 【学习目标】 学会用控制变量法研究物理规律； 学会怎样由试验结果得出结论； 探究加速度与力、质量的关系； 知道牛顿第二定律的内容、表达式，并会用来解决简单的运动学问题。 【课堂探究学习内容】 （认真阅读课本P74~74内容，完成下列问题） 一、实验目的 探究加速度与力、质量的关系 二、实验原理 1、控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变，而研究其中 的变化的方法。本试验有F、m、a 思考：实验中我们应该测量哪些物理量？ 三、实验步骤 1、用天平测出小车用小桶和桶中砂子的质量M和m，把数值记录下来。 2、按图把实验器材装好，不挂小桶。 3、平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做匀速运动。 4、把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶，先接通电源，再放开小车，让小车拉动纸带运动，打点完毕，关闭电源，取下纸带，并在纸带上标上序号，记录M和m。 5、保持小车质量不变，多次改变小桶中砂的质量，重复上述实验，在纸带上做好相应记录。 6、保持小桶中的砂的质量不变，在小车上添加砝码，重复上述实验，在纸带上做好相应记录。 7、根据纸带，算出小车每次运动的加速度，并做出相应的力与加速度的关系图像。 表一： 物理量 1 2 3 4 5 6 质量（M/kg） 1/M(kg-1) 加速度（a/ms-1） 表二： 物理量 1 2 3 4 5 6 作用力（F/N） 加速度（a/ms-1） 画出图像 四、实验结论 牛顿第二定律：物体的加速度的大小跟它受到的作用力成 ，跟它的质量成 ；加速度的方向跟作用力的方向 。 【说明】 m一定时，加速度与合外力成 比，即 F一定时，加速度与质量成 比，即 综合以上两个因素，加速度与合外力和质量的关系表达为 如果k＝1，这样牛顿第二定律就可以表达为 力的国际单位是 ，是根据 定义的。使m=1kg的物体获得1m/s2的加速度，所需要的外力为F＝ ＝ ，我们就把它定义为1牛顿。 【例1】质量为1 100kg的汽车在平直路面试车，当车速达到100km/h时，关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时的牵引力为 2 000N，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。 总结：用牛顿第二定律解题的一般步骤： 【小试牛刀】一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右，大小为5N的恒定外力作用，若物体质量为5kg，求物体的加速度。若2s后撤去外力，物体的加速度是多少？物体2s后的运动情况如何？ 【当堂自测】 1、下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是（ ） A、由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比； B、由m=F/a可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比； C、由a=F/m可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比； D、由m=F/a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合外力而求得。 2、在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例系数k的说法正确的是（ ） A、在任何情况下都等于1； B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的； C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的； D、在国际单位制中，k的数值一定等于1. 3、已知甲物体受到2N的力作用时，产生的加速度为4m/s，乙物体受到3N的力作用时，产生的加速度为6m/s2，则甲、乙物体的质量之比等于（ ） A、1：3 B、2：3 C、1：1 D、3：2 4、一个物体受到F1＝4N的力，产生a1＝2m/s2的加速度，要使它产生a2＝6m/s2的加速度，需要施加多大的力？ 5、水平桌面上质量为1kg的物体受到2N的水平拉力，产生1.5m/s2的加速度。 （1）物体所受摩擦力为多大？ （2）若水平拉力增至4N，则物体将获得多大的加速