(共21张PPT)
牛顿第二定律
实验一
一、牛顿第二定律的内容
A
B
实验一
一、牛顿第二定律的内容
(1)上一节课同学们通过实验得到了如图所示的图像,根据图像同学们猜测加速度与合外力、质量有何关系?
(2)同学们的图像与猜测不符合的原因是什么?如何进一步证实我们的猜想?
在质量一定时,小车加速度的大小与它受到的作用力成正比,即 a∝F;
在作用力一定时,小车加速度的大小与它的质量成反比,即a∝ 1。
“探究加速度与力、质量关系”实验结论:
一、牛顿第二定律
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比;加速度的方向和作用力的方向相同。
1.内容
一、牛顿第二定律的内容
一、牛顿第二定律
2.表达式
也可以写成等式
F=kma
其中k是比例系数。
一、牛顿第二定律的内容
二、力的单位
“G=mg”
质量为m的物体在重力G作用下获得加速度为g
G的单位:N,m的单位:kg,g的单位:m/s2
类比表达式F=kma,你有什么发现和思考?
二、力的单位的推导
二、力的单位
“F=kma”
当k=1时
力的单位——“千克米每二次方秒”,称作“牛顿”,用符号N表示。
F=ma
1 N = 1 kg·m/s2
m=1 kg的物体在某力作用下获得1 m/s2的加速度时,这个力 F=ma=1 kg·m/s2。
二、力的单位的推导
实验二
三、牛顿第二定律的理解
实验二
三、牛顿第二定律的理解
三、牛顿第二定律的理解
思考1:你从视频中观察到力和加速度的变化有何规律?能否说成力与加速度成正比,力随加速度变化,为什么?
不能。因为力是产生加速度的原因,因果性不能变。
三、牛顿第二定律的理解
三、牛顿第二定律的理解
思考2:在牛顿第二定律的表达式 F = ma中,F与a这两个矢量的方向关系是怎么样?
物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度a的方向与力F的方向是一致的。
三、牛顿第二定律的理解
三、牛顿第二定律的理解
思考3:根据a-t图与F-t图,拉力变化的瞬间,加速度是否同时改变?两者的变化存在怎样的关系?
加速度与合外力存在着瞬时对应关系:同时产生,同时消失,同时变化。
三、牛顿第二定律的理解
思考与讨论1:
速度,这两个表达式有何不同?
也可用牛顿第二定律
求加
我们可以通过
求加速度,
三、牛顿第二定律的理解
实验三
三、牛顿第二定律的理解
三、牛顿第二定律的理解
三、牛顿第二定律的理解
思考与讨论2:
此次实验中,为何力传感器示数F与手机质量m、手机加速度a不满足关系式F=ma?
三、牛顿第二定律的理解
三、牛顿第二定律的理解
三、牛顿第二定律的理解
情景迁移:小车实验中,小车B重50g,每个钩码50g,平衡摩擦力后,根据牛顿第二定律求:
只挂一个钩码时小车的加速度 。(g=10m/s2)
钩码做什么运动?绳子的拉力等于重力吗?
一、牛顿第二定律的内容
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成_____比,跟它的质量成_____比,加速度的方向跟作用力的方向_____.
2.表达式
(1)表达式:F=_____,式中k是比例系数,F是物体所受的____.
(2)国际单位制中:F=_____
二、力的单位
1.国际单位:力的单位是____,简称____,符号____
2.1N的定义: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=___________________.
3.比例系数k的意义
(1)在F=kma中,k的选取有一定的任意性.
(2)在国际单位制中k=____,牛顿第二定律的数学表达式为_________,式中F、m、a的单位分别为____、____、____.
三、牛顿第二定律的理解
1.牛顿第二定律具有________、________、________、________、________、________六大特性。
课堂小结
课堂小结
一、牛顿第二定律的内容
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成_____比,跟它的质量成_____比,加速度的方向跟作用力的方向_____.
2.表达式
(1)表达式:F=_____,式中k是比例系数,F是物体所受的____.
(2)国际单位制中:F=_____
二、力的单位
1.国际单位:力的单位是____,简称____,符号____
2.1N的定义: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=___________________.
3.比例系数k的意义
(1)在F=kma中,k的选取有一定的任意性.
(2)在国际单位制中k=____,牛顿第二定律的数学表达式为_________,式中F、m、a的单位分别为____、____、____.
三、牛顿第二定律的理解
1.牛顿第二定律具有________、________、________、________、________、________六大特性。
正
反
相同
牛顿
ma
kma
合外力
牛
N
1 kg·m/s2
N
F=ma
1
因果性
m/s2
kg
矢量性
瞬时性
独立性
同一性
相对性