第四节 牛顿第二定律
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学 习 目 标
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知 识 脉 络
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1.了解数据采集器在探究牛顿第二定律实验中的作用．
2.知道力的国际单位“牛顿”的意义，了解1 N的意义．
3.了解惯性的概念，会用惯性知识解释有关现象．(重点)4.会用牛顿第二定律的公式处理力与运动的问题．(重点、难点)
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一、数字化实验的过程及结果分析
1．数据采集器：数据采集器可以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，由于采样率足够高，每秒可以达到20万次，因而能记录下物理量的瞬间变化．
2．位置传感器：记录物体运动过程中位置随时间的变化情况．然后由计算机软件算出各点的速度大小，并作出速度—时间图象．
3．结果分析
(1)保持滑块的质量m不变、改变拉力F，得到滑块在不同拉力下的速度—时间图象，分别求出各速度—时间图象的加速度a，研究a与F的关系．
(2)保持拉力F不变，改变滑块的质量m，得到滑块在不同质量下的速度—时间图象，分别求出各速度—时间图象的加速度a，研究a与m的关系．
二、牛顿第二定律及其数学表示
1．牛顿第二定律：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．国际上规定，质量为1 kg的物体获得1_m/s2的加速度时，所受的合外力为1 N．
3．在国际单位制中，公式a＝k中的比例系数k为1，因此，牛顿第二定律的数学表达式为F＝ma．所以应用公式F＝ma进行计算时，F、m、a的单位必须统一为国际单位．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)数据采集器由于采样率高，因而误差较小． (√)
(2)保持m不变，改变力F，作出图象可得a与成正比． (×)
(3)保持F不变，改变质量m，作出图象可得a与成正比． (√)
(4)在任何情况下，物体的加速度方向始终与它所受的合外力方向一致． (√)
(5)在F＝kma中的比例系数k在国际单位制中才等于1. (√)
2．(多选)下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是( )
A．由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
B．由m＝可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的加速度成反比
C．由a＝可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比
D．由m＝可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出
CD [牛顿第二定律的表达式F＝ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，但物体的质量由物体本身决定，与受力无关；作用在物体上的合力，是由和它相互作用的物体共同产生的，与物体的质量和加速度无关，故排除选项A、B，选项C、D正确．]
