牛顿第二定律

牛顿第二定律
编写：张明东审核人：高一物理组
【学习目标】
1．牛顿第二定律的实验过程
2．牛顿第二定律
【教学难点】
理解牛顿第二定律的意义。

掌握牛顿第二定律应用。

【学习方法】
师生互动、生生互动、通过生生合作探究得到结论
【课前导学】
一、课前复习
1、牛顿第二定律的内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成，跟
它的的质量成，加速度的方向跟作用力的方向。

2、关系式：F= 。

实际物体所受的力往往不止一个，这时式中F为物体
所受的。

3、在国际单位制中力的单位是，符号为，它是根据牛顿第二定律定
义：使质量为1Kg的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做1N，即1N＝。

二、课前检测
如图所示，地面上放一质量为m=2kg物体，受到一水平拉力F的作用，在水平
地面上以3m/s2的加速度做匀速度直线运动，物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.2，
试求物体所受的水平拉力为多大？
【合作探究一：加速度和力的关系】：
如图：小车的质量都为500克，砝码的质量为100克。

小盘的质量可以忽略,让小车在绳
子的恒定拉力下做初速度为零的匀加速运动。

从打点记时器打出的纸带得到如下表数据：
由图可知两小车的质量相等，甲受到的拉力F甲
=1N,乙受到的拉力F乙=2 N。

由S=1/2 at2，我们可以求出加速度a ，a甲=1m/s2 ,a乙=2m/s2。

由大量的实验表明：对于质量相等的物体来说，物体的加速度跟作用在它上面的力成正
比。

式子表示就是：a甲/a乙=F甲/F乙
或者：
【合作探究二：加速度和质量的关系】
如图：小车的质量都为500克，砝码的质量为100克。

小盘的质量可以忽略,让小车在绳子的恒定拉
力下做初速度为零的匀加速运动。

从打点记时器打出的纸带得到
如下表数据：
由图可知两小车受到的拉力相等，甲小车的质量M甲=600g乙
小车的质量 M乙=1000g。

由S=1/2 at2，我们可以求出加速
度a ，a甲=5m/s2 ，a乙=3m/s2。

由大量的实验表明：在相同的力的作用下，加速度跟质
量成反比。

用数学式子表示就是：a甲/a乙=m乙/m甲
或者：
【实验探究结论】：根据加速度和力与质量的关系研究，我们对力与质量和加速度的
关系得到结论：
物体的加速度跟作用力成正比, 跟物体的质量成反比。

加速度和力都是矢量，它们都是有方向的。

加速度的方向跟作用力的方向相同。

总之：物体的加速度跟作用力成正比, 跟物体的质量成反比。

加速度的方向跟作用力的
方向相同。

就是牛顿第二定律。

牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系，还确定了它们的方向之间的关
系。

牛顿第二定律用数学式子表示就是：
前面两式子可以改写成等式F=ma 。

式子的k 是比例常数。

如果公式中的物理量选择合适的单位，可以使k=1，从而使公式简化。

我们知道，在国际单位制中，力的单位是牛顿。

牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这样定义的：使质量是1千克的物体产生1米/秒2加速度的力，叫做1牛顿。

即： 1牛=1千克 · 米/秒2
可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成： F = ma
这就是牛顿第二定律的表达式。

前面讲的的是物体受一个力作用的情况。

物体受几个力作用时，牛顿第二定律也是正确的，不过这时F 代表所受外力的合力。

F 合=ma.
从牛顿第二定律的公式我们可以看出：合外力恒定不变时，加速度恒定不变，物体就做匀变速运动；合外力随着时间的改变，加速度也随着时间的改变；合外力为零时，加速度为零，物体就处于静止状态或做匀速直线运动。

【典型例题】
例题1（课本第75页）
例题2（课本第76页）
【巩固练习】：
（1）从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。

可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？
（2）下面的哪些说法不对？为什么？
A. 物体所受的和外力越大，加速度越大。

B. 物体所受的和外力越大， 速度越大。

C. 物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小，物体的速度逐渐减小。

D.物体的加速度不变一定受恒力的作用。

3.一物体沿与水平面夹角为θ的光滑斜面下滑，求其下滑的加速度多大？若物体与该斜面的动摩擦因数为μ，其下滑的加速度又为多大？
【课后巩固】：
1 如图所示，位于水平地面上的质量为m=2Kg 的小木块，在大小为F=20N 、方向与水平方向成θ=37°角的拉力作用下，沿地面作加速运动，若木块与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5，则木块的加速度为多大？ 2
2、地面上放一木箱，质量为20kg ，用与水平方向成37°角的推力F 推木箱，如图所示，使木箱做加速度为 1.4m/s 2的匀加速直线前进，若木箱与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2，则木箱所受的推力多大？（取g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。