加速度與力質(zhì)量的關(guān)系：牛頓第二定律

1、2022-4-301第第三三章章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律動(dòng)力學(xué)的奠基者動(dòng)力學(xué)的奠基者 英國(guó)科學(xué)家牛頓英國(guó)科學(xué)家牛頓(1643-1727)2022-4-302牛頓第一定律：牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。牛頓第一定律：牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2022-4-303力是產(chǎn)生加速度的原因力是產(chǎn)生加速度的原因感受實(shí)例加速度加速度a a與力與力F F有有關(guān)關(guān)2022-4-304感受實(shí)例加速度加速度a a與與質(zhì)量質(zhì)量m m有關(guān)有關(guān)F1賽車從賽車從0加速到時(shí)速加速到時(shí)速10

2、0公里只需公里只需2.3秒秒質(zhì)量是慣性大小的量度質(zhì)量是慣性大小的量度2022-4-305實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證思考：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思考：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?事實(shí)是不是這樣呢？事實(shí)是不是這樣呢？m一定，一定， a F； F一定，一定， a1/m。2022-4-306明確幾個(gè)問題明確幾個(gè)問題:2.如何由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論?1.怎么設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?1.測(cè)量哪些量?2.怎么測(cè)量?數(shù)據(jù)處理：m不變時(shí)，a與F關(guān)系；F不變時(shí)，a與m關(guān)系。 a、F、m m： a:F:天平求出物體所受的合力2022-4-307 物體的加速度a與所受到的合外力F、物體質(zhì)量m有怎樣的定量關(guān)系？研究方法：研究方法：保持保持m不變，研究不變，研究a 與與F

3、的關(guān)系的關(guān)系; 保持保持F不變，研究不變，研究a與與m的關(guān)系。的關(guān)系。2022-4-308實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì): 參考方案一參考方案一:用用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究探究小車小車:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:測(cè)量小車運(yùn)動(dòng)過程中的加速度測(cè)量小車運(yùn)動(dòng)過程中的加速度鉤碼鉤碼:重力提供拉力重力提供拉力研究對(duì)象研究對(duì)象,可用天平稱其質(zhì)量可用天平稱其質(zhì)量合力合力F=?GFNFf2022-4-309平衡摩擦力： 鉤碼重力鉤碼重力近似近似等于繩子拉力，用以表示小車受到等于繩子拉力，用以表示小車受到的合外力的合外力FGG1FNfG1平衡摩擦力平衡摩擦力f。2022-4-3010實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟:1.用天平測(cè)出小車的質(zhì)量。用

4、天平測(cè)出小車的質(zhì)量。2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在小車上裝好紙帶，紙帶另一端穿安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在小車上裝好紙帶，紙帶另一端穿過計(jì)時(shí)器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。過計(jì)時(shí)器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。3.控制小車質(zhì)量不變，用細(xì)線將鉤碼與小車相連（鉤碼控制小車質(zhì)量不變，用細(xì)線將鉤碼與小車相連（鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車，質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車，測(cè)出一組數(shù)據(jù)。測(cè)出一組數(shù)據(jù)。4.改變鉤碼質(zhì)量，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。改變鉤碼質(zhì)量，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。5.控制鉤碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測(cè)幾組數(shù)據(jù)?？刂沏^碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測(cè)幾組數(shù)據(jù)。2022-4-3

5、011演示實(shí)驗(yàn)：演示實(shí)驗(yàn)：探究加速度探究加速度a與力與力F的關(guān)系的關(guān)系Excel數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集與處理2022-4-3012演示實(shí)驗(yàn)：演示實(shí)驗(yàn)：探究加速度探究加速度a與質(zhì)量與質(zhì)量m的關(guān)系的關(guān)系Excel數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集與處理 1物體的質(zhì)量一定，加速度與受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)序號(hào)加速度a/ms2小車受力F/N123 由表中數(shù)據(jù)，作出aF圖象，并得出結(jié)論 2物體的受力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)序號(hào)加速度a/ms2小車質(zhì)量m/kg1232022-4-3015實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：m一定時(shí)，aFF一定時(shí)，a1/m2022-4-3016一、牛頓第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式：一、牛頓第二定律數(shù)學(xué)

6、表達(dá)式： 可寫成等式：kmaF FammaF k為比例常數(shù)。比例常數(shù)k與式中物理量單位的選取有關(guān)，若各量的單位均用國(guó)際單位制中的單位，則k=1（1）1牛頓（N）力的規(guī)定： 使質(zhì)量是1千克的物體產(chǎn)生1米/秒 加速度的力，叫做1牛 頓。即： 1牛頓=1千克米/秒 222022-4-3017加速度的方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，牛頓第二定律公式中的F表示合力。物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量 成反比，加速度的方向跟合力的方向相同四、牛頓第二定律的進(jìn)一步表述：maF合（2）牛頓第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式為：maF2022-4-3018五、對(duì)牛頓第二定律進(jìn)一步理解：五、對(duì)牛頓第二定律進(jìn)一步理解：2、 ：力是產(chǎn)生加速度的原因，質(zhì)量是物體慣 性大小的度量， 物體的加速度是由這一外因 和質(zhì)量 這一內(nèi)因共同結(jié)果。因果性因果性 1、 ：加速度與合外力都是矢量，它們的方向 始終相同，加速度的方向唯一由合外力的方 向決定。矢量性矢量性3、 ：同生、同滅、同恒、同變瞬時(shí)性瞬時(shí)性2022-4-3019 例題： 對(duì)靜