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1、 1 / 5泰安三中学案 学案编号:4.2高一物理 编制时间:2013/12/22课题名称:4.2 牛顿第一定律编制:陈耀宗 审核:武胜利【学习目标】1、 学会用控制变量法研究物理规律;2、 学会怎样由试验结果得出结论;3、 探究加速度与力、质量的关系;4、 知道牛顿第二定律的内容、表达式,并会用来解决简单的运动学问题。【课堂探究学习内容】(认真阅读课本 P7474 内容,完成下列问题)一、实验目的探究加速度与力、质量的关系二、实验原理1、控制变量法:当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时,我们设法控制某些参量使之不变,而研究其中 的变化的方法。本试验有F、 m、 a 三个参量,研究加速度与
2、力、质量的关系时,我们先控制一个变量:即当力不变时,看加速度与 的关系;当质量不变时,看加速度与 的关系。2、实验器材如图所示:本实验主要用到以下器材:打点计时器,纸带,小车,一端带有定滑轮的长木板,小桶,砂,细绳,交流电源,砝码, 。 2 / 5思考:实验中我们应该测量哪些物理量?三、实验步骤1、用天平测出小车用小桶和桶中砂子的质量 M 和 m,把数值记录下来。2、按图把实验器材装好,不挂小桶。3、平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,让小车能在其上面做匀速运动。4、把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶,先接通电源,再放开小车,让小车拉动纸带运动,打点完毕,关闭电源,取下纸
3、带,并在纸带上标上序号,记录 M 和 m。5、保持小车质量不变,多次改变小桶中砂的质量,重复上述实验,在纸带上做好相应记录。6、保持小桶中的砂的质量不变,在小车上添加砝码,重复上述实验,在纸带上做好相应记录。7、根据纸带,算出小车每次运动的加速度,并做出相应的力与加速度的关系图像。表一:物理量 1 2 3 4 5 6质量(M /kg)1/M(kg-1)加速度(a/ms -1)表二:画出图像物理量 1 2 3 4 5 6作用力(F/N)加速度(a/ms -1) a/ms-11/M(kg-1)0 0 F/Na/ms-1 3 / 5四、实验结论牛顿第二定律:物体的加速度的大小跟它受到的作用力成 ,跟
4、它的质量成 ;加速度的方向跟作用力的方向 。【说明】 m 一定时,加速度与合外力成 比,即 F 一定时,加速度与质量成 比,即 综合以上两个因素,加速度与合外力和质量的关系表达为 如果 k1 ,这样牛顿第二定律就可以表达为 力的国际单位是 ,是根据 定义的。使 m=1kg 的物体获得 1m/s2的加速度,所需要的外力为 F ,我们就把它定义为 1 牛顿。【例 1】质量为 1 100kg 的汽车在平直路面试车,当车速达到 100km/h 时,关闭发动机,经过 70s 停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时的牵引力为2 000N,产生的加速度应为多大?假定试车过程中汽车受到的阻力不变。总结:
5、用牛顿第二定律解题的一般步骤: 4 / 5【小试牛刀】一个物体静止在光滑水平面上,从某一时刻开始受到一个方向向右,大小为 5N 的恒定外力作用,若物体质量为 5kg,求物体的加速度。若 2s后撤去外力,物体的加速度是多少?物体 2s 后的运动情况如何?【当堂自测】1、下列对牛顿第二定律的表达式 Fma 及其变形公式的理解,正确的是( )A、由 Fma 可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比;B、由 m=F/a 可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比;C、由 a=F/m 可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比;D、由 m=F/a 可知
6、,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合外力而求得。2、在牛顿第二定律公式 Fkma 中,有关比例系数 k 的说法正确的是( )A、在任何情况下都等于 1;B、k 值是由质量、加速度和力的大小决定的;C、k 值是由质量、加速度和力的单位决定的;D、在国际单位制中,k 的数值一定等于 1.3、已知甲物体受到 2N 的力作用时,产生的加速度为 4m/s,乙物体受到 3N 的力作用时,产生的加速度为 6m/s2,则甲、乙物体的质量之比等于( )A、1:3 B、2:3 C、1:1 D、3:24、一个物体受到 F14N 的力,产生 a12m/s 2的加速度,要使它产生a26m/s 2的加速度,需要施加多大的力?5、水平桌面上质量为 1kg 的物体受到 2N 的水平拉力,产生 1.5m/s2的加速度。 5 / 5(1)物体所受摩擦力为多大?(2)若水平拉力增至 4N,则物体将获得多大的加速度?