课件编号6283832

2019版物理新教材人教必修一同步学案:4.3.牛顿第二定律 Word版含答案

日期:2024-06-16 科目:物理 类型:高中学案 查看:58次 大小:609230Byte 来源:二一课件通
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3.牛顿第二定律 , 知识纲要导引, 核心素养目标, 物理观念 力的单位“牛顿”是怎样定义的 科学思维 合成法、正交分解法 科学探究 探究力的单位“牛顿”的由来 科学态度与责任 应用牛顿第二定律解决实际问题 基 础 导 学 一、牛顿第二定律的表达式(自学教材第92、93页“牛顿第二定律的表达式”部分) 1.实验结果 大量的实验和观察到的事实都可以得出与上节课实验同样的结论,小车的加速度a与它所受的作用力F成正比,与它的质量m成反比. 2.牛顿第二定律 (1)内容: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,加速度的方向跟作用力的方向相同.这就是牛顿第二定律(Newton's second law). (2)表达式: a∝,也可以写成等式F=kma,其中k是比例系数. 二、力的单位(自学教材第93页“力的单位”部分) 1.决定k的数值的因素 F=kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取.k=1时,质量的单位取千克(kg),加速度的单位取米每二次方秒(m/s2),力的单位取牛顿(N). 2.牛顿第二定律的表达式 F=ma 【思考】 (1)由牛顿第二定律知,合外力大的物体的加速度一定大.(  ) (2)物体的加速度大,说明它的质量一定小.(  ) (3)我们用较小的力推很重的箱子,箱子不动,可见牛顿第二定律不适用于较小的力.(  ) (4)任何情况下,物体的加速度方向一定与它的合力方向相同.(  ) (5)比例式F=kma中的k一定为1.(  ) (6)两单位N/kg和m/s2是等价的.(  ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ 【教材解疑】(第93页) [思考与讨论] 取质量的单位是千克(kg),加速度的单位是米每二次方秒(m/s2),根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系,我们应该怎样确定力的单位? 问题解答:当m=1 kg,a=1 m/s2时,F=ma=1 kg×1 m/s2=1 kg·m/s2,如果我们把这个力叫作“一个单位”的力的话,力F的单位就是千克米每二次方秒。后人为了纪念牛顿,把它称作“牛顿”,用符号N表示。 [科学漫步] 用动力学方法测质量 大家知道,质量可以用天平来测量.但是在太空,物体完全失重,用天平无法测量质量,那么应该如何测量呢? 由牛顿第二定律F=ma可知,如果给物体施加一个已知的力,并测得物体在这个力作用下的加速度,就可以求出物体的质量.这就是动力学测量质量的方法. 北京时间2013年6月20日上午10时,我国航天员在天宫一号空间实验室进行了太空授课,演示了包括质量的测量在内的一系列实验. 质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的.测量时,航天员把自己固定在支架的一端,另外一名航天员将支架拉开到指定的位置.松手后,支架拉着航天员从静止返回到舱壁(如图).支架能够产生一个恒定的拉力F;用光栅测速装置能够测量出支架复位的速度v和时间t,从而计算出加速度a.这样,就能够计算出航天员的质量m. 你能设计出一种在太空中测量质量的方法吗? 问题解答:航天员在恒力F的作用下做匀加速运动,根据运动学公式v=at得: 航天员的加速度a=① 根据牛顿第二定律得F=ma② 联立①、②得m= 课 堂 探 究 主题一 对牛顿第二定律的理解 【问题探究】 探究点 如图所示,质量为m的物体置于光滑水平面上,同时受到水平力F的作用. (1)在力刚开始作用的瞬间,物体是否立即获得加速度? (2)物体此时受哪些力的作用? (3)如何求物体的加速度? (4)公式F=ma中F是物体所受的某一个力还是合外力? (5)物体加速度的方向与合外力的方向有怎样的关系? 提示:(1)物体立即获得加速度,加速度和合外力是同时产生. (2)物体此时受三个力的作用,分别是重力、支持力、水平力F. (3)因为重力和支持力是一对平衡力,其作用效果相互抵消,此时作用于物体的合力相当于F,其加速度a=. (4)F是物体受到的合外力. (5)物体 ... ...

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