§4.3牛顿第二定律 课件

(共18张PPT)
第四章 牛顿运动定律
动力学的奠基者 英国科学家牛顿(1643-1727)
物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m有怎样的定量关系？
研究方法：控制变量法
保持m不变，改变F，研究a 与F的关系;
保持F不变，改变m，研究a与m的关系。
如何测量加速度a:
1.直接测量
2.间接比较
构建一匀变速直线运动
打点计时器
光电门
对应
仪器
控制运动时间t相同
a与x成正比,用x比较a的大小
？
实验方案一：
F/N
a/m·s -2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
当小车质量不变时 次数 F/N a/m ·s -2
1
2
3
4
5
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
如何更直观地处理数据？
探究a与F的关系：
m/ kg
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
/kg -1
m
1
当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2
1
2
3
4
5
/kg -1
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
m
1
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
探究a与m的关系：
光电门1
光电门2
挡光板
△x
X/t
参考方案二:利用气垫导轨来探究
实验方案三：替代法比较a 的大小
x1= a1t2
x2 = a2t2
a1/ a2=x1/x2
测量出x1 、x2
当Ｖ０＝０;ｔ相同时
a∝F
F ∝ ma
a ∝
m
1
a ∝
m
F
实验结论：
F合 ＝ma
牛顿第二定律的理解
a 的方向与F 的方向总是相同
F、m、a 是对同一个物体而言的
F 和a 时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化
矢量性
瞬时性
合外力
质量
加速度
同体性
每个力各自独立地使物体产生一个加速度
独立性
F
F1
F2
a2
a1
a
牛顿第二定律的理解
　　牛顿(Isaac Newton)1643年1月4日诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个月父死于肺炎。自小瘦弱，孤僻而倔强。3岁时母亲改嫁，由外祖母抚养。11岁时继父去世，母亲又带3个弟妹回家务农。在不幸的家庭生活中，牛顿小学时成绩较差，“除设计机械外没显出才华”。
牛顿(1462-1727)
　　牛顿自小热爱自然，喜欢动脑动手。8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工，他特别喜欢刻制日晷，
利用圆盘上小棍的投影显示时刻。传说他家里墙角、窗台上到处都有他刻划的日晷，他还做了一个日晷放在村中央，被人称为“牛顿钟”，一直用到牛顿死后好几年。他还做过带踏板的自行车；用小木桶做过滴漏水钟；放过自做的带小灯笼的风筝（人们以为是彗星出现）；用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型，等等。他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验：为了计算风力和风速，他选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃，再量出两次跳跃的距离
差。牛顿在格兰瑟姆中学读书时，曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店，这里更培养了他的科学实验习惯，因为当时的药店就是一所化学实验室。牛顿在自己的笔记中，将自然现象分类整理，包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等。这些灵活的学习方法，都为他后来的创造打下了良好基础。
思考辨析：讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对？为什么？
A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度．
B、力恒定不变，加速度也恒定不变。
C、力随着时间改变，加速度也随着时间改变。
D、力停止作用，加速度也随即消失。
E、物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。
F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。
1、 静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，则在力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是 ( )
A、物体立即获得加速度和速度
B、物体立即获得加速度，但速度仍为零
C、物体立即获得速度，但加速度仍为零
D、物体的速度和加速度均为零
B
学以致用
2、质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2N 和4N 的共点力作用。则物体的加速度大小可能是
A、5m/s2 B、3m/s2
C、2m/s2 D、0.5m/s2
学以致用
3、一个物体质量为m，放在一个倾角为θ斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑
（1）若斜面光滑，求物体的加速度？
（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度？
θ
G
FN
a
X
Ff
Y
F2
F1
θ
1)
2）
学以致用