4.3 牛顿第二定律 导学案-2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

个性化辅导学历案 第三节 牛顿第二定律 1． 教学目标 1.了解数据采集器在探究牛顿第二定律实验中的作用 2.理解牛顿第二定律的内容和公式的确切含义 2． 教学重点 1.知道力的国际单位“牛顿”的定义，理解1 N大小的定义 2.会用牛顿第二定律的公式处理力与运动的问题 三．知识点精讲 知识点一：数字化实验的过程及结果分析 1．数据采集器：通过各种不同的传感器，将各种物理量转换成电信号记录在计算机中． 2．位移传感器记录的实验结果 (1)保持滑块的质量m不变，改变拉力F，可得到滑块的速度－时间图像，经分析可得，物体的加速度与合外力之间的关系：a∝F. (2)保持拉力F不变，改变滑块的质量m，可得到滑块的速度－时间图像，经分析可得，物体的加速度和质量的关系：a∝. 知识点二:牛顿第二定律的内容及理解 1．内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同． 2．表达式：F合＝ma．该表达式只能在国际单位制中成立．因为F合＝k•ma，只有在国际单位制中才有k＝1．力的单位的定义：使质量为1kg的物体，获得1m/s2的加速度的力，叫做1N，即1N＝1kg•m/s2． 3．适用范围： （1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）． （2）牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况． 4．对牛顿第二定律的进一步理解 牛顿第二定律是动力学的核心内容，我们要从不同的角度，多层次、系统化地理解其内涵：F量化了迫使物体运动状态发生变化的外部作用，m量化了物体“不愿改变运动状态”的基本特性（惯性），而a则描述了物体的运动状态（v）变化的快慢．明确了上述三个量的物理意义，就不难理解如下的关系了：a∝F，a∝． 另外，牛顿第二定律给出的F、m、a三者之间的瞬时关系，也是由力的作用效果的瞬时性特征所决定的． （1）矢量性：加速度a与合外力F合都是矢量，且方向总是相同． （2）瞬时性：加速度a与合外力F合同时产生、同时变化、同时消失，是瞬时对应的． （3）同体性：加速度a与合外力F合是对同一物体而言的两个物理量． （4）独立性：作用于物体上的每个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律，而物体的合加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，合加速度总是与合外力相对应． （5）相对性