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专题十实验验证牛顿第二定律1、目的：验证牛顿第二定律（a = F m）2、原理：控制变量法。
（1）保证物体质量不变时，改变合外力大小，测出不同合外力的大小和对应加速度大小，得出加速度与合外力成正比关系。
（2）保证物体合外力不变时，改变物体质量大小，测出不同质量和对应加速度大小，得出加速度与质量成反比的关系。
从而验证了加速度与合外力成正比，与质量成反比。
3、器材与装置：器材：带定滑轮的长木板、小车、平台、打点计时器、低压交流电源、纸带、细线、砂桶、天平。
装置如图：4、实验步骤：(1)验证小车质量不变时，加速度与合外力成正比关系。
①（1）用天平测出小车和砝码的总质量.②平衡摩擦：不挂砂桶，垫高长板右端，轻推小车，给小车一个初速，调长板倾角使小车匀速运动（或打出纸带上的点间隔均匀）③按上图所示作好连接，先接通打点计时器电源，让打点计时器稳定打点后，再放开小车，取下纸带编出号码，天平测出砂和桶的总质量m，作好记录。
④改变砂的质量，重复步骤3。
⑤对纸带求加速度a和小车受的合力F（小车受的合力等于砂和桶的重力F=mg）。
⑥以合力F为横坐标，以加速度a为纵坐标，描点画出图象，当图象为过坐标原点的直线，便证明了加速度与合外力成正比。
(2)验证小车合外力不变时，加速度与质量成反比。
⑦保证砂和桶的总质量m不变（合外力不变），改变小车上砝码来改变小车的质量，测出小车的不同质量和对应的加速度，把相应的小车质量和加速度填入表中。
并算出小车质量的倒数1 M。
⑧以1M为横坐标，以加速度a为纵坐标，描点画出图象，当图象为过坐标原点的直线便证明了加速度与质量成正比。
注意：①平衡小车摩擦是为了消除摩擦对小车的合力的影响，使小车的合力等于细线对小车的拉力。
使小车质量远大于砂和桶的总质量，是为了使细线的拉力等于砂和砂桶的总重力，这两措施是为了实验中，使小车的合外力等于砂和砂桶的总重力（F = mg），使得测合外力比较简单。
如果用气垫导轨代替滑板就不用平衡小车摩擦力，如果在拉线与小车间加一个力的传感器，直接读出线对小车拉力就不用满足小车质量远大于砂和桶的总质量的条件。
牛顿第二定律详解实验：用控制变量法研究：a与F的关系，a与m的关系知识简析一、牛顿第二定律1.内容：物体的加速度跟物体所受合外力成正比，跟物体的质量成反比；a的方向与F合的方向总是相同。
2.表达式：F=ma揭示了：①力与a的因果关系，力是产生a的原因和改变物体运动状态的原因；②力与a的定量关系3、对牛顿第二定律理解：（1）F=ma中的F为物体所受到的合外力．（2）F＝ma中的m，当对哪个物体受力分析，就是哪个物体的质量，当对一个系统（几个物体组成一个系统）做受力分析时，如果F是系统受到的合外力，则m是系统的合质量．（3）F＝ma中的F与a有瞬时对应关系，F变a则变，F大小变，a则大小变，F方向变a也方向变．（4）F＝ma中的F与a有矢量对应关系，a的方向一定与F的方向相同。
（5）F＝ma中，可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度，也可以求某一个方向合外力的加速度．（6）F＝ma中，F的单位是牛顿，m的单位是kg，a的单位是米／秒2．（7）F＝ma的适用范围：宏观、低速4. 理解时应应掌握以下几个特性。
(1) 矢量性F=ma是一个矢量方程，公式不但表示了大小关系，还表示了方向关系。
(2) 瞬时性a与F同时产生、同时变化、同时消失。
作用力突变，a的大小方向随着改变，是瞬时的对应关系。
(3) 独立性(力的独立作用原理) F合产生a合；Fx合产生ax合；Fy合产生ay合当物体受到几个力作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就象其它力不存在一样，这个性质叫力的独立作用原理。
因此物体受到几个力作用，就产生几个加速度，物体实际的加速度就是这几个加速度的矢量和。
(4) 同体性F=ma中F、m、a各量必须对应同一个物体(5)局限性适用于惯性参考系(即所选参照物必须是静止或匀速直线运动的,一般取地面为参考系)；只适用于宏观、低速运动情况，不适用于微观、高速情况。
牛顿运动定律的应用1．应用牛顿运动定律解题的一般步骤：(1) 选取研究对象(2) 分析所选对象在某状态(或某过程中)的受力情况、运动情况(3) 建立直角坐标：其中之一坐标轴沿的方向然后各力沿两轴方向正交分解(4) 列出运动学方程或第二定律方程F合=a合；Fx合=ax合；Fy合=ay合用a这个物理量把运动特点和受力特点联系起来(5) 在求解的过程中,注意解题过程和最后结果的检验,必要时对结果进行讨论.2．物理解题的一般步骤：(1) 审题：解题的关键，明确己知和侍求，特别是语言文字中隐着的条件(如：光滑、匀速、恰好追上、距离最大、共同速度等)，看懂文句、及题述的物理现象、状态、过程。
牛顿第二定律公式及推导
牛顿第二定律是描述运动物体加速度与作用力之间关系的定律，公式表达如下：
F = ma
其中，F表示受力的大小，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
根据牛顿第二定律，一个物体的加速度与作用在它上面的力成正比，与物体的质量成反比。
接下来我们推导该公式：
假设一个物体的质量为m，受力F作用在该物体上。
根据牛顿第一定律，物体将具有匀速运动，或者保持静止，当且仅当合力为零。
因此，在没有其他力的情况下，物体所受力F将导致物体加速。
设物体在受力F作用下的加速度为a，根据定义：
a = Δv / Δt
其中，Δv表示速度变化的改变量，Δt表示时间间隔。
根据速度的定义，v = Δx / Δt，其中，Δx表示在时间间隔Δt内位移的改变量。
根据加速度的定义，将速度的定义式代入，可以得到：
a = (Δv / Δt) = ((Δx / Δt) / Δt) = Δx / (Δt)²
根据单位时间内的位移量可以得到：
Δx = v * Δt
将上述式子代入加速度的表达式，可以得到：
a = v / Δt
再进一步将速度定义式代入，可以得到：
a = (Δx / Δt) / Δt = F / m
即：
F = ma
这就是牛顿第二定律的推导过程。
在实际应用中，牛顿第二定律可以用来计算物体的加速度或者作用力，或者推导一些与物体运动相关的定律。
同时，还可以通过该定律来设计和优化一些工程或者机械设备。
值得注意的是，牛顿第二定律只适用于速度远小于光速的情况，在相对论情形下需要使用爱因斯坦相对论来描述物体的运动。
高中物理牛顿第二定律教案5篇通过教案能够为教师提供丰富的教学资源和参考资料，教师若希望在教学中脱颖而出，应高度重视教案的撰写和规划，以下是本店铺精心为您推荐的高中物理牛顿第二定律教案5篇，供大家参考。
高中物理牛顿第二定律教案篇1【教材地位与作用】本节内容是在上节实验课程探究加速度、质量与力的关系的基础上进行知识的探究和总结，在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。
牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起，具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系，是动力学中的核心内容，是本章的重点内容。
【学情分析】在学习这一节内容之前，学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力；通过上一节探究加速度与力、质量的关系，知道了加速度与力、质量的关系。
这些都为本节学习准备了知识基础，牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起，使前三章构成一个整体，是解决力学问题的重要工具，应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解，全面掌握。
【教学目标】1、知识目标（1）理解加速度与力和质量间的关系。
（2）理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义。
（3）能运用牛顿第二定律解答有关问题。
2、能力目标培养学生的分析能力、归纳能力、解决问题的能力。
3、德育目标（1）渗透物理学研究方法的教育。
（2）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。
（3）培养学生严谨思考的能力，激发学生学习物理的兴趣。
【教学重点】理解牛顿第二定律【教学难点】牛顿第二定律的应用【教学策略】回顾与思考→创设物理情景→分组讨论→老师讲解→总结规律。
【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【知识回顾】回忆上节课探究的a与f、m关系。
向学生提问：回忆上节实验探究课内容，控制变量法的应用？我们研究了哪几个物理量？它们之间有什么关系？能用公式反应他们之间的关系吗？回忆上节课知识，集体回答。
实验5 验证牛顿第二定律一、实验目的1. 了解气垫技术和光电计时技术技术原理，掌握气垫导轨和计时计测速仪的使用方法。
2. 测量滑块加速度，验证牛顿第二定律。
二、实验仪器汽垫导轨及附件、MUJ-5B 型计时计数测速仪、电子天平三、实验原理1、速度测量宽度为Δs 的挡光片（如图1）垂直装在滑块上，随滑块在气垫导轨上运动，挡光片通过光电门时，测速仪测出挡光时间Δt ，则瞬时速度：ts dt ds t s v t ∆∆≈=∆∆=→∆lim（1） 式中Δs 根据实际宽度设置好，速度由测速仪自动计算并显示。
2、加速度测量挡光片随滑块通过光电门1和2，测出挡光片经过两个光电门的挡光时间1t ∆、1t ∆及从门1运动到门2的运动时间t ，测速仪自动按（2）式计算并显示加速度a 。
⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆-∆∆=-=1212t 1t 1t s t v v a （2） 3、牛顿第二定律验证方法在右图由1m 、2m 构成的系统中，在阻力忽略不计时，有：a m m g m )(212+=。
令g m F 2=，21m m M +=，则有Ma F =。
保持M 不变，改变F ，测a ，可验证a 与F 的关系；F 不变，改变M ，测a ，可验证a与M 的关系。
四、实验内容与步骤1.气垫导轨的水平调节分静态调平法或动态调平法。
采用静态调平法：接通气源后，将滑块在气垫导轨中间静止释放，观察滑块运动，根据运动方向判断并调节导轨调平螺钉，反复进行，使滑块静止释放后保持不动或稍微左右摆动。
2.练习测量速度和加速度。
3.验证牛顿第二定律（1）验证质量不变时，加速度与合外力成正比。
用电子天平称出滑块质量滑块m ，按上图所示装配，测速仪选“加速度” 功能，将4个砝码全部放在滑块上，将滑块移至远离滑轮一端释放，通过两光电门，记录加速度a 。
重复测量4次。
再将滑块上的4个砝码分四次从滑块上移至砝码盘上，重复上述步骤。
（2）验证合外力不变时，加速度与质量成反比。
