第二节第二节牛顿第牛顿第二二定律定律什么叫物体运动状态的改变？物体运动状态改变的原因是什么？什么叫物体运动状态的改变？物体运动状态改变的原因是什么？物体运动状态的改变即速度的改变即产生加速度物体运动状态的改变即速度的改变即产生加速度由牛顿第一定律可知力是改变物体运动状态的的原因由牛顿第一定律可知力是改变物体运动状态的的原因由此可知加速度与外力有关，那加速度还与什么有关呢？如由此可知加速度与外力有关，那加速度还与什么有关呢？如图，当我们用同样的外力推空车和推满载的车时有什么区别？图，当我们用同样的外力推空车和推满载的车时有什么区别？空车更容易被推动空车更容易被推动由此可猜想加速度还与质量有关由此可猜想加速度还与质量有关那这些猜想是否正确？如果正确，那这些猜想是否正确？如果正确，究竟加速度与质量以及外力又究竟加速度与质量以及外力又有什么具体关系呢？有什么具体关系呢？新课导入新课导入控制变量法控制变量法实验探究实验探究:加速度与力、质量的关系加速度与力、质量的关系 “a”与与“F”、“m” 二个物理量均有关系，应该从何处入手呢二个物理量均有关系，应该从何处入手呢？所以本次的探究思路自然而然地确定为两个方面：所以本次的探究思路自然而然地确定为两个方面：一是保证质量不变，探究加速度与外力的关系时；一是保证质量不变，探究加速度与外力的关系时；二是保证外力一定，探究加速度与质量的关系时。二是保证外力一定，探究加速度与质量的关系时。最后综合得出加速度与质量及外力的关系。最后综合得出加速度与质量及外力的关系。在初中阶段我们研究在初中阶段我们研究“欧姆定律欧姆定律”、“导体电阻的影响因素导体电阻的影响因素”时都接触到一种方法是？时都接触到一种方法是？研究方法研究方法实验原理实验原理:加速度与外力的关系：用相同的小车（即质量一定），加速度与外力的关系：用相同的小车（即质量一定），通过增加钩码的数量（即增加物体所受外力通过增加钩码的数量（即增加物体所受外力F）看小车对应）看小车对应的加速度值。的加速度值。加速度与质量的关系：在绳子上挂相同的钩码（即外力加速度与质量的关系：在绳子上挂相同的钩码（即外力一定），通过在小车上增加砝码（即增加小车的质量）看小一定），通过在小车上增加砝码（即增加小车的质量）看小车对应的加速值。车对应的加速值。实验设计实验设计:动手体验动手体验:加速度与外力之间的关系；加速度与外力之间的关系；加速度与质量之间的关系；加速度与质量之间的关系；Flash实验提问提问:实验中木板为什么要稍微垫高一点？实验中木板为什么要稍微垫高一点？实验中为什么钩码的质量要远小于实验中为什么钩码的质量要远小于小车的质量？小车的质量？ 使用打点计时器时是先释放纸带还是使用打点计时器时是先释放纸带还是先打开打点计时器的电源？为什么？先打开打点计时器的电源？为什么？牛顿第二定律牛顿第二定律:（1）内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体）内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体 的质的质（2）数学表达式：）数学表达式： aF=kma即：即：当各物理量均选国际单位时，当各物理量均选国际单位时，k=1, 则有：则有：F = m a ( 3 ) 1N定义：使质量是定义：使质量是1kg的物体产生的物体产生1m/s2加速度的力加速度的力 叫做叫做1N，即，即N= 1kg m/s2 F ,a1/m，量成反比。量成反比。牛顿第二定律更一般的表述：牛顿第二定律更一般的表述： 物体的加速度的大小跟所受的合外力成正比；跟物体物体的加速度的大小跟所受的合外力成正比；跟物体的质量成反比的质量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同加速度的方向跟合力的方向相同F = m a ,FF = m a ,F为合外力为合外力如图，由此可见，要使赛车在如图，由此可见，要使赛车在最短时间内达到最大速度，除最短时间内达到最大速度，除了要有较大的牵引力外，了要有较大的牵引力外，还应选用轻型材料使赛车的质还应选用轻型材料使赛车的质量尽可能小量尽可能小对牛顿运动定律的理解：对牛顿运动定律的理解：（1 1）a a与与F F合合的关系的关系统一性：定律中的物理量的单位必须统一用国际单位制，统一性：定律中的物理量的单位必须统一用国际单位制，即力用即力用N为单位，质量用为单位，质量用kg为位，加速度用为位，加速度用m/s2为单位为单位 矢量性：加速度方向始终和引起这个加速度的外力一致矢量性：加速度方向始终和引起这个加速度的外力一致 同时性：加速度和合外力是瞬时对应的关系，有外力才有同时性：加速度和合外力是瞬时对应的关系，有外力才有加速度，外力不变，加速度不变，外力随时间改变，加速度也加速度，外力不变，加速度不变，外力随时间改变，加速度也随时间改变，外力停止作用，加速度随即消失随时间改变，外力停止作用，加速度随即消失独立性：每个外力对应于一个加速度，合外力对应于合加独立性：每个外力对应于一个加速度，合外力对应于合加速度速度对牛顿运动定律的理解：对牛顿运动定律的理解：F合合一定一定a一定一定匀变速运动匀变速运动F合合变化变化a变化变化非匀变速运动非匀变速运动F合合=0a=0 静止或匀速静止或匀速（2）力和运动的关系）力和运动的关系反馈练习：反馈练习：下面说法正确的是（）下面说法正确的是（）A、物体所受合外力越大，加速度越大。、物体所受合外力越大，加速度越大。 B、物体所受合外力越大，速度也越大。、物体所受合外力越大，速度也越大。C、物体在外力作用下做匀加速直线、物体在外力作用下做匀加速直线运动，运动，当合外力逐渐减小时，物体的加速度逐渐减小，当合外力逐渐减小时，物体的加速度逐渐减小，物体的速度物体的速度也逐渐减小。也逐渐减小。 D、物体的加速度不变一定受恒力作用，物体的、物体的加速度不变一定受恒力作用，物体的加速度改变一定不受恒力作用。加速度改变一定不受恒力作用。例题剖析：例题剖析：某高度公路列车的最大运行速度可达某高度公路列车的最大运行速度可达270km/h,机车持续机车持续牵引力为牵引力为157设列车的总质量为设列车的总质量为100 t , 列车所受阻力为列车所受阻力为重力的重力的.1 如果列车受该持如果列车受该持续牵引力牵引做匀加速直线运续牵引力牵引做匀加速直线运动，列车从开始启动到列车达动，列车从开始启动到列车达到最大运行速度共需要多长到最大运行速度共需要多长时间？时间？迷你实验：迷你实验：解析：解析：由于小球要随瓶子由于小球要随瓶子向右做匀加速直线向右做匀加速直线运动，根据矢量性运动，根据矢量性即合外力应与加速即合外力应与加速度方向相同可知合度方向相同可知合力水平向右，对其力水平向右，对其进受力分析可知小进受力分析可知小球在水平方向会有球在水平方向会有偏离偏离国际制单位是由基本单位和导出单位组成的国际制单位是由基本单位和导出单位组成的在力学中，选用在力学中，选用m（长度）、（长度）、kg（质量）、（质量）、s（时（时间）作为基本单位间）作为基本单位其他单位如其他单位如N（牛顿）（牛顿）a（加速度）都是由这三个（加速度）都是由这三个基本单位导出来的，这种单位就叫导出单位基本单位导出来的，这种单位就叫导出单位采用国际制单位后，在计算所列的等式中就不用采用国际制单位后，在计算所列的等式中就不用写出每个物理量的单位了，只需写出待求量的单位就写出每个物理量的单位了，只需写出待求量的单位就行了行了力学单位制：力学单位制：例题剖析：例题剖析：五、课堂小结：五、课堂小结：这节课采用控制变量的方法对加速度、合这节课采用控制变量的方法对加速度、合外力、质量三者间的关系进行了研究，得出了外力、质量三者间的关系进行了研究，得出了牛顿第二定律。牛顿第二定律。由牛顿第二定律可知，合外力和质量决定由牛顿第二定律可知，合外力和质量决定了加速度，而加速度影响着物体的运动情况。了加速度，而加速度影响着物体的运动情况。所以牛顿第二定律把力和运动有机的结合所以牛顿第二定律把力和运动有机的结合起来，其中的纽带就是加速度起来，其中的纽带就是加速度。