文档介绍：第四章牛顿运动定律 牛顿第二定律★教学目标(一) 知识与技能 1. 掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式 2. 理解公式中各物理量的意义及相互关系 3. 知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的 4. 会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算(二) 过程与方法 5. 以实验为基础, 归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系, 进而总结出牛顿第二定律 6. 能从实际运动中抽象出模型并用第二定律加以解决(三) 情感态度与价值观 7. 渗透物理学研究方法的教育 8. 认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法★教学重点 1. 牛顿第二定律 2. 牛顿第二定律的应用★教学难点牛顿第二定律的应用★教学过程引入师: 牛顿第一定律告诉我们, 力是改变物体运动状态的原因即产生加速度的原因, 加速度同时又与物体的质量有关。上一节课的探究实验我们已经看到, 小车的加速度可能与所受的合外力成正比, 与物体的质量成反比。大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论, 由此可以总结出一般性的规律: 物体加速度的大小跟合外力成正比, 跟物体的质量成反比, 加速度的方向与合外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。一、牛顿第二定律: 【定义】: 物体加速度的大小跟合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。比例式: m Fa?或 ma F?。等式: kma F?其中 k 是比例系数。( 公式中的 F 是合外力,而 ma 是作用效果, 不要看成力, 它们只是大小相等) 力的单位 K 是比例常数,那 k 应该是多少呢? 这里要指出的是,在 17 世纪, 人类已经有了一些基本物理量的计量标准, 但还没有规定多大的力为一个单位力, 当然也没有力的单位牛顿。科学家们在做与力有关的实验时并没有准确计算力的大小, 利用的仅仅是简单的倍数关系。比如当挂一个钩码时,质量为 1kg 的小车产生大小为 2m/s 2 的加速度,当挂两个钩码时,此时小车受力是第一次的两倍,实验结果是小车产生大小为 4m/s 2 的加速度,由此可以得出物体的加速度与所受的合外力成正比( 因为还没有规定一个单位的力是多大, 所以你也无法知道一个钩码是几个单位的力。比如只有当我们规定了多长的距离为一个单位长度( 1m) 后才能知道一根棒有几个单位长度即几米。)。由于单位力的大小还没有规定, 所以 k 的选择有一定的任意性, 只要是常数, 它就能正确表示 F与m、 a 之间的比例关系。( 或者反过来讲, 如果我们当时已经规定了力的单位为 N, 并且规定一个钩码的重量为 1N ,那么公式中的 k 就不具有随意性。在计算时质量的单位用 kg ,加速度的单位用 m/s 2 ,当 Fma 三者都取值为单位 1 时有: 1N=k*1kg*1m/s 2 而我们知道 1kg*1m/s 2 表示使质量为 1kg 的物体产生 1m/s 2 的力, 对照上例应该是半个钩码,那k 就应该等于 2。如果当时规定两个钩码重量为 1N时,那k 应该是 4。而当规定半个钩码重为 1N时,k 就是 1了。所以由于没有规定 1N 的力是多大,k 的值任意的, 只要常数就行。既然 k 是任意取的,那取 1 将会使公式最简便。当 k 值取定后,力的单位理所当然也定下来了:一个单位力=1*1kg*1m/s 2 ,即规定了 1N 的力