牛頓第二定律課件2

1、第2節(jié)　牛頓第二定律,1．會(huì)用實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．2．學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)表格，利用圖象尋求物理規(guī)律．3．理解牛頓第二定律的內(nèi)容及表達(dá)式F＝ma.4．會(huì)用牛頓第二定律解決實(shí)際問題．,第1課時(shí)　實(shí)驗(yàn)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,2．要測量的物理量小車與其上砝碼的總質(zhì)量M——用天平測出．小車受的拉力F——用天平測出小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量m，由F＝mg算出．小車的加速度a——通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測算出．,3．平衡摩擦力，把

2、木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動(dòng)其位置，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后不掛重物的小車在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等)．4．將重物通過細(xì)繩系在小車上，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況；取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛重物的重力m0g.(即小車受到的合力F),5．保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重復(fù)步驟4，多做幾次實(shí)驗(yàn)，每次小車從同一位置釋放，并記錄好相應(yīng)紙帶及重物的重力m1g、m2g、……(填入

3、表格)6．保持小車所受合外力不變，在小車上加放砝碼，并測出小車與所放砝碼的總質(zhì)量M1，接通電源，放開小車用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼．,7．繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實(shí)驗(yàn)，在每次得到的紙帶上標(biāo)上號(hào)碼．(記錄的數(shù)據(jù)填入表格)8．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)物體的質(zhì)量一定，加速度與受力的關(guān)系．,(表一),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出a－F圖象，即在圖中描點(diǎn)、連線．通過連線可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，所描繪

4、各點(diǎn)大致分布在同一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線上．(2)物體的受力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系．,(表二),3．各紙帶上的加速度a，都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度．4．作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)．離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮．5．小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先接通電源再放手．,1.若測得某一物體M一定時(shí)，a與F的關(guān)系的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示.,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出a－F圖象．(2)從

5、圖象可以判定：當(dāng)M一定時(shí)，a與F的關(guān)系是什么？,【解析】　若a與F成正比，則圖線是一條過原點(diǎn)的直線．同時(shí)因?qū)嶒?yàn)中不可避免地出現(xiàn)誤差，研究誤差產(chǎn)生的原因，從而減小誤差增大實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，則在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過原點(diǎn)的直線即可．連線時(shí)應(yīng)使直線過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)大致對(duì)稱分布在直線兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，不予考慮．,【答案】　(1)a－F圖象如下圖所示．,(2)由圖象可知a與F成正比關(guān)系．,2．若測得某一物體受力

6、F一定時(shí)，a與m的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示.,(2)反比關(guān)系,附：實(shí)驗(yàn)方案的探究1．測量加速度的方案采用較多的方案是使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速度．前面所述的實(shí)驗(yàn)方案，就是利用這種方法求取加速度的．它是根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移之差Δs＝aT2求出加速度．條件允許也可以采用氣墊導(dǎo)軌和光電門測加速度，也可利用傳感器和計(jì)算機(jī)．,2．測量物體所受外力的方案由于我們

7、上述測量加速度的方案只能適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以我們必須給物體提供一個(gè)恒定的外力，并且要測量這個(gè)外力．上述參考案例提供的外力比較容易測量．,【答案】　A,A．用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量B．按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材C．把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶D．將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6 V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量,E．保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個(gè)

8、數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)F．分析每條紙帶，測量并計(jì)算出加速度的值G．作a－M關(guān)系圖象，并由圖象確定a－M關(guān)系(1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是________，該步驟應(yīng)排在________步實(shí)驗(yàn)之后．(2)在上述步驟中，有錯(cuò)誤的是________，應(yīng)把________改為________．(3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖莀_______，應(yīng)把________改為________．,【答案】　加速度和力成正比,A

9、．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大B．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小C．形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大D．形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小,【解析】　根據(jù)圖象可分析，甲、乙兩圖中，當(dāng)外力F＝0時(shí)加速度a>0，則說明F＝0時(shí)已經(jīng)有加速度，這說明木板傾角過大．木板的傾角越大，小車獲得的動(dòng)力就越大，越容易出現(xiàn)甲、乙兩圖所對(duì)應(yīng)的情況，因此選項(xiàng)A正確．丙、丁兩圖中，當(dāng)加速度a＝0時(shí)外力F&g

10、t;0，即拉力不為零時(shí)加速度卻仍為零，這說明還有摩擦力沒有平衡掉，因此木板傾角過小，選項(xiàng) D正確．【答案】　AD,本實(shí)驗(yàn)中，小車所受的作用力是指小車所受的合外力，如果不采用一定的辦法平衡掉小車以及紙帶所受的摩擦力，或者平衡摩擦力時(shí)，方法不正確，都會(huì)帶來很大的實(shí)驗(yàn)誤差．平衡摩擦力的方法是：將長木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，把小車放在木板上，連上紙帶，接通電源，輕推小車，當(dāng)紙帶上打點(diǎn)比較均勻時(shí)，我們認(rèn)為小車在木板上做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)說明摩擦力

11、恰好被平衡．,【答案】　ACD,2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是(　　)A．平衡摩擦力時(shí)，小桶應(yīng)用細(xì)線通過定滑輪系在小車上，但小桶內(nèi)不能裝砂B．實(shí)驗(yàn)中無需始終保持小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和小桶的質(zhì)量C．實(shí)驗(yàn)中如用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應(yīng)的點(diǎn)在一條直線上，即可證明加速度與質(zhì)量成反比D．平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中紙帶也要受阻力【答案】

12、　D,3．在“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，下列說法中正確的是(　　)A．同時(shí)測出物體的質(zhì)量、加速度和力，能容易發(fā)現(xiàn)三者之間的關(guān)系B．保持物體的質(zhì)量不變，一定要測出加速度的數(shù)值，才能找出加速度與力的關(guān)系C．可以利用物體做自由落體運(yùn)動(dòng)來探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系D．如果加速度與力的圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，則加速度與力成正比,【解析】　判斷三個(gè)量之間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制一個(gè)量不變，來探究另兩個(gè)量之間的關(guān)系，即采取控制變量法，A錯(cuò)

13、；本實(shí)驗(yàn)只是探究兩個(gè)量之間的關(guān)系，只要找到二者之間的比例關(guān)系即可，不一定要測出加速度的具體數(shù)值，B錯(cuò)；自由落體運(yùn)動(dòng)加速度g＝a，不隨質(zhì)量而變化，C錯(cuò)．【答案】　D,4．某同學(xué)做“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在平衡摩擦力時(shí)，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，他所得到的a－F關(guān)系可用下圖中哪個(gè)圖象表示(a是小車的加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力)(　　),【解析】　長木板一端墊得過高，傾角過大時(shí)，下滑分力大于摩擦力，沒有沙桶的重力

14、做牽引力時(shí)，小車所受合力不為零，有加速度，從a－F圖象看，即F＝0，a≠0，故正確答案為C.【答案】　C,【答案】　小車的質(zhì)量,6．做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，主要的步驟有：A．將一端附有定滑輪的長木板放在水平桌面上，取兩個(gè)質(zhì)量相等的小車，放在光滑的水平長木板上B．打開夾子，讓兩個(gè)小車同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，小車運(yùn)動(dòng)一段距離后，夾上夾子，讓它們同時(shí)停下來，用刻度尺分別測出兩個(gè)小車在這一段相同時(shí)間內(nèi)通過的位移大小,C．分析所

15、得到的兩個(gè)小車在相同時(shí)間內(nèi)通過的位移大小與小車所受的水平拉力的大小的關(guān)系，從而得到質(zhì)量相等的物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受作用力大小的關(guān)系D．在小車的后端也分別系上細(xì)繩，用一只夾子夾住這兩根細(xì)繩,【解析】　正確的順序應(yīng)為A、E、D、B、C【答案】　A、E、D、B、C,E．在小車的前端分別系上細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤內(nèi)分別放著數(shù)目不等的砝碼，使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，分別用天平測出兩個(gè)砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的

16、總質(zhì)量上述實(shí)驗(yàn)步驟，正確的排列順序是________．,7．如下圖所示，是某次利用氣墊導(dǎo)軌探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置安裝完畢后的示意圖，圖中A為砂桶和砂，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計(jì)時(shí)器，F(xiàn)為蓄電池，電壓為6 V，G是電鍵，請(qǐng)指出圖中的三處錯(cuò)誤：,(1)________________________________________________________________________

17、；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________．,【答案】　(1)B接滑塊的細(xì)線應(yīng)水平(或與導(dǎo)軌平行)(2)C滑塊離計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)(3)E電火花計(jì)時(shí)器用的是220 V的交流電，不

18、能接直流電,8．(2009年高考江蘇卷)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．該小車的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),(2)平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝