第四节 牛顿第二定律
[学习目标] 1.了解数据采集器在探究牛顿第二定律实验中的作用.2.理解牛顿第二定律的内容和公式的确切含义.3.知道力的国际单位“牛顿”的定义，理解1N大小的定义.4.会用牛顿第二定律的公式处理力与运动的问题．
一、数字化实验的过程及结果分析
1．数据采集器：通过各种不同的传感器，将各种物理量转换成电信号记录在计算机中．
2．位置传感器记录的实验结果
(1)保持滑块的质量m不变、改变拉力F，可得到滑块的速度－时间图象，经分析可得，物体的加速度与合外力之间的关系：a∝F.
(2)保持拉力F不变，改变滑块的质量m，可得到滑块的速度－时间图象，经分析可得，物体的加速度和质量的关系：a∝.
二、牛顿第二定律及其数学表示
1．内容：物体的加速度跟所受合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．
2．表达式：a＝k，当物理量的单位都使用国际单位制单位时，表达式为F＝ma.
3．力的单位“牛顿”的定义：国际上规定，质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度时，所受的合外力为1N.
1．判断下列说法的正误．
(1)由F＝ma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．( × )
(2)公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取．( × )
(3)使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1N．( √ )
(4)公式F＝ma中，a实际上是作用于物体上每一个力所产生的加速度的矢量和．( √ )
(5)物体的运动方向一定与它所受合外力的方向一致．( × )
2．光滑水平桌面上有A、B两个物体，已知mA＝2mB.当用F＝10N的水平力作用在A上时，能使A产生5m/s2的加速度，当用2F的水平力作用在B上时，能使B产生的加速度为m/s2.
答案 20
一、对牛顿第二定律的理解
(1)由牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？
(2)从匀速上升的气球上掉下一个物体(不计空气阻力)，物体离开气球的瞬间，物体的加速度和速度情况如何？
答案 (1)不矛盾．因为牛顿第二定律中的力是指合外力．我们用力提一个放在地面上很重的箱子，没有提动，箱子受到的合力F＝0，故箱子的加速度为零，箱子仍保持不动，所以上述现象与牛顿第二定律并没有矛盾．
(2)物体离开气球瞬间物体只受重力，加速度大小为g，方向竖直向下；速度方向向上，大小与气球速度相同．
1．牛顿第二定律的理解
(1)单位统一：表达式F＝ma中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位．
(2)F的含义：F是合外力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个力时，加速度a是该力产生的加速度．
(3)a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素．
