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师梦圆高中物理教材同步人教版(2019)必修 第一册牛顿第二定律下载详情
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物理高中必修第一册《3 牛顿第二定律》名校精品教案教学设计下载

一、牛顿第二定律的表达式

1.牛顿第二定律:物体加速度的大小跟它受到的作用力成 eq ﹨o(□,﹨s﹨up4(1)) 正比,跟它的质量成 eq ﹨o(□,﹨s﹨up4(2)) 反比,加速度的方向跟作用力的方向 eq ﹨o(□,﹨s﹨up4(3)) 相同。

2.表达式

(1)比例式形式:a∝ eq ﹨f(F,m) 或F∝ eq ﹨o(□,﹨s﹨up4(4)) ma。

(2)等式形式:F= eq ﹨o(□,﹨s﹨up4(5)) kma,式中k是 eq ﹨o(□,﹨s﹨up4(6)) 比例系数,F是物体所受的 eq ﹨o(□,﹨s﹨up4(7)) 合力。

二、力的单位

1.F=kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取。当k=1时,质量为1 kg的物体在某力的作用下获得1 m/s2的加速度,则这个力F=ma= eq ﹨o(□,﹨s﹨up4(1)) 1_kg·m/s2,力F的单位就是千克米每二次方秒,把它称作“牛顿”,用符号N表示。

2.在质量的单位取千克(kg),加速度的单位取米每二次方秒(m/s2),力的单位取牛顿(N)时,牛顿第二定律可以表述为: eq ﹨o(□,﹨s﹨up4(2)) F=ma。

判一判

(1)加速度的方向决定了合外力的方向。(  )

(2)加速度的大小跟合外力成正比,跟物体的质量成反比。(  )

(3)牛顿第二定律表达式F=kma中的比例系数k,在国际单位制中才等于1。(  )

提示:(1)× (2)√ (3)√

想一想

静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在拉力刚开始作用的瞬间,物体是否立即有加速度?是否立即有较大速度?

提示:力是产生加速度的原因,力与加速度具有瞬时对应关系,故在力刚开始作用的瞬间,物体立即获得加速度;但由公式Δv=aΔt可知,必须经过一段时间加速,物体才能获得较大速度。

课堂任务  牛顿第二定律的理解

仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。

活动1:通过上一节的实验,我们知道物体的加速度与物体受到的合力成正比,与物体的质量成反比。那么如何用数学式子来表示这个结论?

提示:由结论可知a∝ eq ﹨f(F,m) ?F∝ma,引入比例系数k可得F=kma。

活动2:上式为牛顿第二定律的表达式,我们知道质量的单位是kg,加速度的单位是m/s2,根据上述表达式如何确定力的单位?

提示:F=kma中,质量取1 kg,当在某个力的作用下获得1 m/s2的加速度时,F=kma=k·1 kg·m/s2。由此式可知,只有当k的数值确定时,力F的单位才能确定,取k=1,则力的单位为kg·m/s2。

活动3:初中物理我们学过托起两个鸡蛋所用的力大约是1 N,但没有明确定义力的单位,试用自由落体运动分析1 N与此处的1 kg·m/s2的关系。