a与F、m之间的关系

牛顿第二定律说课稿3篇牛顿第二定律说课稿篇1（一）教材分析牛顿运动定律以力和运动的知识为基础，进一步研究了力和运动的关系。

牛顿运动定律是经典力学的基础，从牛顿运动定律出发可以推导出动能定理、动量定理等一系列重要的物理规律。

牛顿运动定律还是学习热学、电磁学的重要基础。

因此，这一章内容在力学和整个物理学中占有很重要的地位，是中学物理教学的重点。

牛顿第二定律是动力学的核心规律，是__的重点和中心内容。

（二）教学内容、教材体系与教学目标__教材在牛顿第一定律之后，安排了一节“运动状态的改变”，起到了承上启下的作用。

它既是对牛顿第一定律的深化，使学生进一步认识到力是产生加速度的原因，质量是惯性大小的量度，也是为学习牛顿第二定律做的铺垫，使学生认识到物体的加速度由力和质量两个因素决定，并且对它们的关系有了定性的认识。

本节教材利用控制变量的实验方法，分别研究了加速度跟力、加速度跟质量的关系，再把这两个关系综合起来，总结出牛顿第二定律。

然后把牛顿第二定律从物体受一个力的特殊情况，推广到受多个力的一般情况，从物体受恒力的情况推广到物体受变力的情况，并且进一步强调了牛顿第二定律的矢量性和瞬时性。

根据以上分析和大纲对本节内容的要求，结合学生的实际情况，确定的知识教学目标为：1．知道牛顿第二定律内容及表达式，理解牛顿第二定律的含义，能应用牛顿第二定律分析和解决有关问题。

2．理解牛顿第二定律的矢量性和瞬时性。

3．知道力的单位“牛顿”的定义。

在本节课的教学中，还应渗透科学方法教育。

让学生通过研究加速度跟力和质量的关系的实验，掌握控制变量法。

在总结牛顿第二定律的过程中，让学生体会实验研究、分析数据、总结规律的科学研究方法，并在这一过程中培养学生实验、观察、分析、归纳、概括的能力。

（三）教学方法根据本节课的教学内容和学生的实际情况，采用的教学方法是：以演示实验为基础，以引导学生探索规律的活动为主线，在整个教学活动中贯穿教为主导，学为主体的教学思想。

中考物理公式含变形各物理量单位物理公式是研究物理现象和解决物理问题的数学表达式，其中包含了很多重要的物理量和它们之间的关系。

公式的推导和变形是物理学研究的重要内容之一、下面是一些中考物理常见的公式及其变形，以及各物理量的单位。

1.速度公式:v=s/t其中，v表示速度，s表示位移，t表示时间。

速度的单位是米每秒(m/s)。

根据上述公式，我们可以得到以下变形公式：-位移公式:s=v×t-时间公式:t=s/v2.动力学公式:F=m×a其中，F表示力，m表示质量，a表示加速度。

力的单位是牛顿(N)，质量的单位是千克(kg)，加速度的单位是米每秒平方(m/s²)。

根据上述公式，我们可以得到以下变形公式：-质量公式:m=F/a-加速度公式:a=F/m3.能量公式:E=m×g×h其中，E表示重力势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示高度。

重力势能的单位是焦耳(J)，质量的单位是千克(kg)，重力加速度的单位是米每秒平方(m/s²)，高度的单位是米(m)。

根据上述公式，我们可以得到以下变形公式：-质量公式:m=E/(g×h)-高度公式:h=E/(m×g)-重力加速度公式:g=E/(m×h)4. 功公式: W = F × d × cosθ其中，W表示功，F表示力，d表示距离，θ表示力的作用角度。

功的单位是焦耳(J)，力的单位是牛顿(N)，距离的单位是米(m)，作用角度的单位是弧度。

根据上述公式，我们可以得到以下变形公式：- 距离公式: d = W / (F × cosθ)- 力公式: F = W / (d × cosθ)- 作用角度公式: θ = arccos(W / (F × d))5. Ohm定律: U = I × R其中，U表示电压，I表示电流，R表示电阻。

实验四拓展：探究牛顿第二定律(m与a的关系）一．实验目的
通过验证加速度与外力之间的关系，验证并加深对牛顿第二定律的理解
二．实验原理
根据牛顿第二定律，F=ma ，在F不变的情况下，m与a成反比。

三．实验仪器
数据采集器、运动传感器（PS-2103）、动力学轨道及小车（ME-6955），超级滑轮（ME-9448A）,小车负载
四．实验仪器
数据采集器、运动传感器（PS-2103）、动力学轨道及小车（ME-6955），超级滑轮（ME-9448A）,小车负载
五．实验装置图
六．实验步骤
1．按实验装置图所示，安放各个仪器。

2．点击“设置”按钮，运动传感器的复选框中选取“速度”项，将取样频率设置为“40HZ”。

3．将“显示”选项中的“图表”拖拽至“数据”中的“速度”位置，出现“速度-时间”图表。

4．将小车置于运动传感器前的轨道上，点击“启动”，使小车在重物拉动下匀加速向下运动，加速一段时间后点击“停止”，得到所示曲线。

5．改变小车负载，重复上述步骤得到所示图线。

七．数据显示图
八、数据参考图。

2探究加速度与力、质量的关系[学习目标] 1.学会用控制变量法研究物理规律.2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a－F、a－1m图像.3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系．一、实验器材小车、砝码、砝码盘、细绳、一端带有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平．二、实验原理实验的基本思想——控制变量法1．保持研究对象即小车的质量不变，改变砝码盘内砝码的质量，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力．2．保持砝码盘中砝码的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象即小车的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量．三、实验方案的设计1．如何使物体在力的作用下做匀加速运动？(1)用质量为m的重物通过滑轮牵引被研究的物体(质量为M的小车或滑块)，使它做匀加速直线运动．(2)消除摩擦力影响的方法：①如果将小车放在一端带有定滑轮的长木板上做实验，将木板适当倾斜，使小车在不受拉力作用时能在长木板上近似做匀速直线运动，此时小车重力沿长木板向下的分力等于打点计时器对小车的阻力、长木板的摩擦阻力及其他阻力之和．②采用气垫导轨，让滑块在水平轨道上运动．2．三个物理量的测量方法本实验的研究对象：小车(装置如图1所示)．图1(1)小车质量的测量：利用天平测出，在小车上增、减砝码可改变小车的质量．(2)力的测量：当被研究物体的质量M远大于重物的质量m时，可以近似认为其所受拉力F ＝mg.如果将力传感器固定在小车上，可以在计算机上直接读出拉力F的大小．(3)加速度的测量：①由纸带根据公式Δx＝aT2，结合逐差法计算出小车的加速度．②描绘出小车的v－t图像，由图像的斜率求出加速度的大小．四、实验操作1．用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来．2．按如图2所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系绳)．图23．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块位置，直到轻推小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)．4．用细绳绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上砝码盘．保持小车质量不变，改变盘中砝码的质量，以改变小车所受的拉力．处理纸带，测出加速度，将结果填入表1中．表1小车质量一定5.保持砝码盘及砝码质量不变，即保持小车所受的拉力不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，把数据记录在表2中．表2小车所受的拉力一定五、数据分析1．分析加速度a与力F的定量关系由表1中记录的数据，以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出a－F图像，如图3所示，若图像是一条过原点的直线，就能说明a与F成正比．图32．分析加速度a与质量M的定量关系由表2中记录的数据，以a为纵坐标，以1M为横坐标，根据测量数据描点，然后作出a－1M图像，如图4所示．若a－1M图像是一条过原点的直线，说明a与1M成正比，即a与M成反比．图43．实验结论(1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受拉力F成正比．(2)保持拉力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比．六、注意事项1．打点前小车应靠近打点计时器且应先启动计时器后放开小车．2．在平衡摩擦力时，不要(选填“要”或“不要”)悬挂重物，但小车应连着纸带且启动计时器．用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡．3．改变悬挂重物的质量的过程中，要始终保证重物的质量远小于小车的质量．4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能地均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点应舍去．一、实验原理与实验操作例1用如图5所示的装置探究在拉力F一定时，小车的加速度a与小车(含砝码)质量M的关系，某同学设计的实验步骤如下：图5A．用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量B．按图安装好实验器材C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮连接在小桶上D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，启动计时器，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量E．保持小桶及桶内沙子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值G．作a－M图像，并由图像确定a与M的关系(1)该同学漏掉的一个重要实验步骤是________，该步骤应排在步骤________之后．(2)在上述步骤中，有错误的是步骤______________，应把____________改为____________．(3)在上述步骤中，处理不恰当的是步骤__________，应把________改为________．答案(1)平衡摩擦力B(2)D 6 V电压的蓄电池4～6 V的交流电源(3)G a－M图像a－1M图像解析(1)实验中把小桶及桶内沙子的重力之和看成与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力且应排在步骤B之后．(2)电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在4～6 V的交流电源上．(3)作a－M图像，得到的是曲线，很难进行正确的判断，必须“化曲为直”，改作a－1M图像．二、实验数据处理例2某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及物体质量M的关系”的实验，图6所示为实验装置简图(交流电源的频率为50 Hz)．图6(1)图7所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________ m/s2.(结果保留两位有效数字)图7(2)保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量M，分别得到小车加速度a与质量M及对应的1M，数据如下表.请在图8甲所示的坐标纸中画出a －1M 图线，由图线可得小车的加速度a 与质量的倒数1M 之间的关系式为________________．图8(3)保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a 随合力F 变化的图线，如图乙所示．该图线不通过原点，其主要原因是________________________． 答案 (1)3.2 (2)见解析图 a ＝12M (3)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足解析 (1)在连续相等的时间间隔内，从纸带上可得到四段位移，因此可以用逐差法计算加速度． 已知x 1＝6.19 cm ，x 2＝6.70 cm ，x 3＝7.21 cm ，x 4＝7.72 cm ，电火花打点计时器的计时周期T ＝1f＝0.02 s 由逐差法可得x 3－x 1＝2a 1·(2T )2，x 4－x 2＝2a 2·(2T )2 故a ＝a 1＋a 22＝(x 3＋x 4)－(x 1＋x 2)2×2×(2T )2≈3.2 m/s 2.(2)在a －1M 坐标系中描点连线，a －1M 图线如图所示，得a ＝12M.(3)由a－F图线可知，F增大到某一值时小车开始有加速度，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．三、创新实验设计例3某实验小组利用如图9所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．(1)已知两个光电门中心之间的距离x＝24 cm，遮光条的宽度d＝0.52 cm.该实验小组在做实验时，将滑块从如图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝________，滑块的加速度的表达式a＝________.(以上表达式均用字母表示)图9(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据，通过分析表中数据，你得出的结论是__________________________________.(3)现需通过图像进一步验证你的结论，请利用表格数据，在图10坐标系中描点并作出相应的图像．图10答案 (1)d Δt 1 dΔt 2 (d Δt 1)2－(d Δt 2)22x (2)当合外力一定时，物体运动的加速度跟物体的质量成反比 (3)见解析图解析 (1)遮光条的宽度很小，遮光条通过光电门的时间极短，遮光条在极短时间内的运动可看成匀速运动，故通过两光电门的瞬时速度分别为v 1＝d Δt 1，v 2＝dΔt 2.遮光条从光电门2到光电门1做匀加速运动，由v 12－v 22＝2ax 可得a ＝v 12－v 222x＝⎝⎛⎭⎫d Δt 12－⎝⎛⎭⎫d Δt 222x.(2)当合外力一定时，在误差允许的范围内，物体质量和加速度的乘积近似相等，所以加速度跟质量成反比． (3)如图所示．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为减小实验误差，可以从以下几个方面进行创新改进：1．用气垫导轨替代长木板利用气垫导轨替代长木板做此实验时，不需要平衡摩擦力，其他实验步骤不变．2．利用光电门测加速度利用光电门测出滑块通过G1、G2的速度v1、v2，由v22－v12＝2ax求出加速度．3．利用位移传感器测位移由于a ＝2xt 2，如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x 1、x 2，则位移之比等于加速度之比，即a 1a 2＝x 1x 2.1．利用如图11所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法中正确的是( )图11A．保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、质量的关系B．保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量的关系C．先保持小车所受拉力不变，探究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系D．先保持小车质量不变，探究加速度与力的关系；再保持小车所受拉力不变，探究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系答案 D2．(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是() A．平衡摩擦力的本质就是使小车受到的摩擦力为零B．平衡摩擦力的本质就是使小车所受的重力沿斜面方向的分力与所受到的阻力相平衡C．平衡摩擦力的目的就是要使小车所受的合力等于重物通过细绳对小车施加的拉力D．平衡摩擦力是否成功，可由小车拖动由打点计时器打出的纸带上的点迹是否均匀而确定答案BCD解析小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，A错误，B正确；平衡摩擦力的目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力，C正确；恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，小车做匀速直线运动，由打点计时器打出的纸带上的点迹应该是均匀的，D正确．3．(2019·黄石市高一上学期期末)(1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学组装了如图12所示的装置．图12①图示实验装置中除未平衡摩擦力外，还有一处错误是________；②关于平衡摩擦力的操作过程，下列说法正确的是________．(填字母代号)A．应将长木板的右端适当垫高B．应将重物通过细绳与小车相连C．应将纸带穿过打点计时器并与小车相连D．如果小车能在长木板上保持静止，就表明摩擦力已经得到平衡(2)图13为某次实验所得的纸带，打点计时器打点的时间间隔为0.02 s，E点在刻度尺上的读数为________ cm，可求出小车的加速度为________ m/s2.图13答案(1)①拉小车的细绳没有与长木板平行②AC (2)3.800.20解析(1)①实验要求拉力是平行于长木板方向的，题图中拉小车的细绳没有与长木板平行．②平衡摩擦力正确的操作：纸带穿过打点计时器并与小车相连，将长木板的右端适当垫高，轻推小车，如果纸带上的点迹均匀分布，说明小车做匀速直线运动，代表摩擦力已经得到平衡．(2)读数为3.80 cm.由题图中数据可知CD＝1.10 cm，DE＝1.30 cm，EF＝1.50 cm，FG＝1.70 cm，GH＝1.90 cm，HI＝2.10 cm，则根据Δx＝aT2得出a＝0.20 m/s2.4．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图14甲所示．图14(1)在平衡小车受到的阻力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．打点计时器打点的时间间隔为0.02 s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a＝________ m/s2.(2)阻力得到平衡后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：请根据实验数据在图15所示坐标系中作出a－F关系图像．图15(3)本实验已正确平衡了阻力，根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，主要原因是________________________________．答案(1)0.16(2)见解析图(3)计算F时忘记加入砝码盘的重力解析(1)由题意可知相邻两计数点间的时间间隔T＝5T0＝0.1 s.由题图乙可知Δx＝0.16 cm＝1.6×10－3 m，由Δx＝aT2可得a＝0.16 m/s2.(2)a－F图线如图所示．(3)平衡阻力后，a－F图像仍不通过原点，是由于在计算F时忘记加入砝码盘的重力，使作出的图像向左平移．。

牛顿第二定律PPT《同步训练》p36-7.判断下面说法的正误，并说明理由：⑴物体受到的合外力越大,速度越大.⑵物体在和外力作用下作加速直线运动,合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小. 解答: ⑴在物体质量不变的条件下,合外力越大,加速度越大.但是速度则不一定大.解答: ⑵在物体质量不变的条件下,合外力逐渐减小,则加速度逐渐减小.但是速度则不一定减小.作业评讲2《同步训练》p36-8.一个物体在两个彼此平衡的力作用下处于静止状态.现将其中一个力逐渐减小到零,而保持另一个力不变,这个物体的加速度和速度的大小如何变化？如果再将这个力恢复,这个物体的加速度和速度的大小又如何变化？解答:物体受到两个平衡力作用时,等效为不受力.其中一个力逐渐减小,则相当于合力逐渐增大.因此加速度逐渐增大,速度也逐渐增大;再将原来变化的力恢复时,合外力为零,加速度也为零.此时速度不变.复习与回顾牛顿第一定律：力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。

影响加速度的因素：物体所受合外力f、物体质量m怎样来比较物体运动的加速度的大小呢？研究对象小车的加速度a是根据初速度为零的匀加速直线运动公式s=at2/2 ，t相同时，通过比较s的大小来比较a的大小研究思路先保持物体质量m不变，研究它的加速度a跟物体所受合力f的关系，再保持物体所受合力f相同，研究物体的加速度a跟它的质量m的关系．最后用数学的方法把实验得出的a跟f的关系及a跟m的关系综合起来，找出a跟f和m的关系．变量控制法加速度a与所受合力f的定量关系实验：保持两小车的质量m相等，改变拉力（如f1为f2两倍）比较其在相等时间t内通过的位移s1和s2。

结论：相等时间t内s1为s2两倍即：a1为a2两倍加速度a与质量m的定量关系实验：保持两小车的拉力f相等，改变小车的质量（如m1为m2两倍）比较其在相等时间t内通过的位移s1和s2。

结论：相等时间t内s2为s1两倍即：a2为a1两倍牛顿第二定律用f表示物体所受合力的大小，a表示物体获得的加速度大小，m表示物体的质量，则：物体的加速度a跟所受合外力f成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的牛顿第二定律的数学表达式质量为１ｋｇ的物体，获得１ｍ/ｓ2的加速度时，受到的合外力为k 值,若f定为１ｎ牛顿第二定律的理解同体性：公式中ｆ、ｍ、ａ必须是同一研究对象正比性：a与合外力f成正比，与质量m成反比矢量性：a与合外力f的方向始终相同瞬时性：a和合外力f是瞬时对应关系，某一时刻的力决定了这一时刻的加速度，如合外力f随时间变化，a也随时间变化，只有合外力f恒定时，a才恒定，物体才做匀变速运动。

2012届高三物理一轮复习导学案三、牛顿运动定律（4）【课题】实验：探究物体的加速度a与所受合外力F、物体质量之间的关系。

【导学目标】1．通过实验研究加速度与力、加速度与质量的关系。

2．掌握实验数据处理的方法，能根据图像写出加速度与力、质量的关系式。

【实验原理】1．如图所示装置，保持小车质量M不变，改变小桶内砂的质量m，从而改变细线对小车的牵引力F(当m<<M时，F=mg近似成立)，测出小车的对应加速度a，由多组a、F数据作出加速度和力的关系a-F图线，探究加速度与外力的关系。

2．保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量M，测出小车的对应加速度a，由多组a、M数据作出加速度和质量倒数的关系a-M-1图线，探究加速度与质量的关系。

【实验器材】小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺。

【实验步骤】1．用调整好的天平测出小车和小桶的质量M和m，把数据记录下来。

2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。

3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。

4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量M'和m'记录下来。

把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。

5．保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。

6．算出每条纸带对应的加速度的值。

7．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，即砂和桶的总重力(m+m')g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。

探究加速度与外力的关系8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数1/（M+M’），在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线。