《牛顿第二定律》课件(3)

偏差很大的点应舍去。
[名师点睛]
处理纸带时，为提高测量精度可采取：
(1)舍掉纸带上开头较密集的点，在后边便于测量的地 方找一个起点。 (2)可以把每5个点记为一个计数点，则相邻计数点间的 时间间隔为T＝0.1 s。
1．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计
算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和力F的关系 的有关资料记录在表1中，将测得的反映加速度a和质量M的 关系的资料列在表2中 表1 a/(m· s－ 2) F/N 1.98 4.06 5.95 8.12 1.00 2.00 3.00 4.00
图6－2－3
(3)实验结论：物体的加速度与作用在物体上的合外力成
正比，与物体的质量成反比。 3．注意事项 (1)开始实验时平衡了摩擦力后，不管以后是改变重物的 质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力。
(2)小车和车上砝码的总质量要远大于重物的总质量。这
样，重物的总重力才可视为小车受到的拉力。
ห้องสมุดไป่ตู้
对球的弹力是一个定值，D选项正确。
[答案] D
牛顿第二定律不仅给出了加速度大小与合外力大小的
关系，同时也表明了加速度方向与合外力方向的一致性。 这一点在受力分析或利用牛顿第二定律解决问题时非常重 要。
1．解题方法 (1)正交分解法：当物体受到两个以上的力作用而产生 加速度时，通常用正交分解法解答，一般把力正交分解为加
1 [思路点拨] 以(a，F)(a，M)描点→用平滑线连接点→ 分析 a 与 F，a 与 M 的关系。
[解析] 所示。
1 (1)描点连线，得 a－F、a－ 图像如图甲和图乙 M
(2)从图像可以看出，当 M 一定时，a 与 F 成正比例关系； 当 F 一定时，a 与 M 成反比例关系。 (3)由 a－F 图像可知，M 为图线的斜率的倒数， 则 M＝0.5 kg。 1 (4)由 a－M图像可知，F 为图线的斜率，则 F＝4 N。
物理量的关系
a1 F1 作用在物体上的 a∝F 或 ＝ a2 F2 力成 正比 物体的加速度跟 物体的质量成
反比
加速度和质 合力不 量的关系 变
1 a1 m2 a∝m或 ＝ a2 m1
[关键一点]
为研究加速度、力、质量三者之间
的定量关系，实验采用了控制变量法，为减小实验误 差，数据处理采用了图像法。
答案：B
2．静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力。在力刚开 始作用的瞬间，下列说法正确的是 A．物体同时获得加速度和速度 B．物体立即获得加速度，但速度仍为零 ( )
C．物体立即获得速度，但加速度仍为零
D．物体的速度和加速度仍为零 解析：根据力与加速度的瞬时性关系，物体受到水平力 时，会立即获得加速度，但速度仍为零，应选B。 答案：B
速度方向和垂直于加速度方向的两个分量。即沿加速度方向：
Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0。 (2)合成法：物体只受两个力的作用产生加速度时，合力 的方向就是加速度的方向，解题时要求准确作出力的平行四 边形，然后运用直角三角形求合力F合。反之，若知道加速
度方向就知道合力方向。
2．应用牛顿第二定律解决问题的一般步骤
是物体产生加速度的原因，不能说成合外力是由物体的 质量和加速度所决定的。
三、力学单位制 1．国际单位制
由 基本 单位和 导出 单位组成。
2．力学中的基本单位 长度单位米，符号 m ，质量单位千克，符号 kg ，时 s 间单位秒，符号 3．导出单位 。
力学中利用 物理公式 从三个基本单位推导出来的其他单
解析：质量、密度、长度、时间属于物理量；在国际单位
制中，长度单位为m，质量单位为kg，时间单位为s，这
三个单位都属于基本单位，长度、质量、时间的其他单位 不属于基本单位。导出单位由物理量的定义决定。 答案：(1)A、D、I、J (2)A、I、J (3)F、H B、C、E
1．实验步骤
(1)用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把
3．现有下列物理量或单位，按下面的要求填空： A．质量 F．千克 B．牛顿 G．厘米 C．米/秒2 H．秒 D．密度 E．米/秒
I．长度
J．时间
(1)属于物理量的是________。
(2)在国际单位制中作为基本单位的物理量有________。
(3)在国际单位制中属于基本单位的有________，属于 导出单位的有________。
2．数据处理
(1)分析加速度和力的关系： 以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐 标，作出a－F关系图像，如图6－2－2所示， 由此得出结论。 图6－2－2
(2)分析加速度和质量的关系： 1 以加速度 a 为纵坐标，以小车及砝码的总质量 M 或 为横 M 1 坐标作出 a－M 或 a－ 关系图像，如图 6－2－3 所示，据图像 M 可以得出结论。
表2 a/(m· s－ 2) /(kg－1) 2.04 0.50 2.66 0.67 3.23 0.80 3.98 1.00
1 (1)根据图中所列数据，分别画出 a－F、a－M图像； (2) 从图像可以判定：当 M 一定时， a 与 F 的关系为 ________；当 F 一定时，a 与 M 的关系为________； (3)由 a－F 图像可知 M＝________； (4)由 a－1/M 图像可知 F＝________。
2.如图6－2－4所示，质量为m的球置于 斜面上，被一个竖直挡板挡住。现用一个力 F拉斜面体，使斜面体在水平面上做加速度 为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以 图6－2－4 (
下说法中正确的是
)
A．若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零 B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零 C．斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma
(3)每次实验时，小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远
离带滑轮的一端)，并应先接通电源，再放开小车，且在小 车到达滑轮前用手按住小车，以免小车撞击滑轮。 (4)计算时，应求每条纸带上的加速度的平均值。 (5)作图像时，要使尽可能多的点在所作的直线上，不
在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧，个别
性
F与a的方向永远是一致的，也就是说合外力的方向
决定了物体加速度的方向，加速度的方向反映了物 体所受合外力的方向
作用于物体上的每一个力各自独立产生加速度
独立性 也遵从牛顿第二定律，与其他力无关。物体实 际的加速度则是每个力单独作用时产生的加速 度的矢量和 适用范围 惯性参考系，宏观低速运动的物体
[名师点睛] F 1 不能根据 m＝ 得出 m∝F，m∝ 的结论。物体的 a a 质量 m 与物体受的合外力和运动的加速度无关。
[审题指导]
解答本题需把握以下两点：
(1)球与车有相同的加速度。 (2)小车运动情况不唯一。
[解析] 法一：合成法 (1)由于车厢沿水平方向运动，所以小球加速度 (或合外力)的方向水平向右。 选小球为研究对象，受力分析如图所示。 由牛顿第二定律得 F 合＝mgtan θ＝ma， 小球的加速度
F合 3 a＝ m ＝gtan 37°＝ g＝7.5 m/s2 4 加速度方向向右， 车厢向右做匀加速运动或向左 做匀减速运动。 mg 1×10 (2)线对球的拉力大小为 T＝ ＝ N＝ cos 37° 0.8 12.5 N。
(2)12.5 N
利用牛顿第二定律解决实际问题时，要对物体进 行受力分析(有时还要进行运动情况分析)，求出物体所
受合外力(或加速度)，建立牛顿第二定律表达式后解决
问题。另外还应注意对运动情况的讨论。
[答案] 见解析
利用图像处理数据是一种常用的重要方法。将实
验中得到的数据通过描点作出图像，可以非常直观地看
出两个物理量之间的关系，也可以有效地减小实验误差， 确定并排除实验中测得的一些错误数据。
牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系， 指明了加速度大小和方向的决定因素，对牛顿第二定律， 还应从以下几个方面深刻理解。 因果 关系 力是产生加速度的原因，力是因，加速度是果。
坎(德拉)
mol
cd
[试身手· 夯基础]
1 1．实验中保持物体受到的合外力不变，得出 a－ 图像是一 m 条过原点的直线，说明了 A．物体的加速度与物体的质量成正比 B．物体的加速度与物体的质量成反比 C．物体的加速度与物体的速度成正比 D．物体的加速度与物体的速度成反比 ( )
1 解析：a－m图像是一条过原点的直线，说明了物体的 加速度与物体的质量成反比，A 错，B 对。物体的加速度 与物体的速度没有直接关系，加速度的大小等于速度的变 化率，C、D 都错。
不管是哪一类问题，都要分析物体的受力情况。
3．如图6－2－5所示，在沿水平方向 做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的 悬线偏离竖直方向37°，球和车厢相对静 止，球的质量为1 kg。(取g＝10 m/s2， 图6－2－5
sin 37°＝0.6)
(1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况； (2)求悬线对球的拉力。
数值记录下来。 (2)按图6－2－1所示，将实验器材安装好(小车上不系 绳 )。
图6－2－1
(3)平衡摩擦力，把木板无滑轮的一端下面垫一薄木 板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重 物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间 距相等)。 (4)保持小车的质量不变，探究加速度与力的关系 (5)保持力不变，探究加速度与质量的关系。
位。
[关键一点]
国际单位制中的七个基本物理量和相应
的国际单位制中的基本单位： 物理量名称 物理量符号
长度 l
单位名称
米
单位符 号 m
质量
时间 电流
m
t I
千克(公斤)
秒 安 (培 )
kg
s A
物理量名称 热力学温度
物理量符号 T
单位名称 开(尔文)
单位符号 K