本章复习与测试特级教师教学实录

牛顿第二定律的应用

教学目标：

一、知识与技能

1、

会对物体进行受力分析并结合牛顿第二定律求解物体的加速度；

2、

理解平衡摩擦力与否对

a-F图象产生的不同影响；

3、

能根据实验获得的a-F图象对比不同物体质量的大小及其与接触面的动摩擦因数大小。

二、过程与方法：引导学生绘图、用图，提高应用数学图象解决物理问题的能力

三、情感态度与价值观：通过教学，让学生体会数形结合在物理学中的重要应用

教学重点、难点：理解平衡摩擦力与否对

a-F图象产生的不同影响

教学过程：

复习引入：1、“探究加速度与力和质量关系”实验中，我们得到在平衡摩擦力的前提下，小车的加速度与它受到的合力的关系图象是怎样的？

2、牛顿第二定律的内容是什么？

这节课我们利用牛顿第二定律回过头来看一下，如果实验过程中，小车受到的摩擦力如果没有被很好的平衡，会对我们的a-F有什么影响？

例题：如图所示，一质量为m的物体在水平力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。试求物体做匀加速直线运动的加速度。

解：物体的受力分析如图所示，由图可得：

水平方向：F-f=ma 竖直方向：FN=mg 物体受到的滑动摩擦力：f=μFN

由以上各式解得：aFg

m追问：如果F继续增大，加速度

a怎么变化？试画出a-F关系图象并说明图象斜率和截距的物理意义。

图象斜率表示质量的倒数1，图象截距为-g。

m例题变式：若把物体置于倾角为θ的斜面上，用平行于斜面向下的拉力F使物体沿斜面向下做匀加速直线运动，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。

（1）求物体运动的加速度大小；

（2）若F变化，试画出a-F关系图象。

解：（1）物体的受力分析如图所示，由图可得：

平行斜面方向：Fmgsinfma

垂直斜面方向：FNmgcos

滑动摩擦力: fFN

由以上三式解得：aF(gsingcos)

m（2）若gsingcos0，即重力的分力恰好平衡摩擦力，a-F关系图象如图a所示；

若gsingcos0，即平衡摩擦力过度，a-F关系图象如图b所示；

若gsingcos0，即平衡摩擦力不足，a-F关系图象如图c所示；

图a 图b 图c 练习1：物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别是mA和mB，与水平面之间的动摩擦因数分别为μA和μB。现用水平力F分别拉物体A、速度a与拉力F的关系如图所示。

试：1.比较μA和μB

的大小？

2.比较mA和mB的大小？

参考答案：AB

mAmB

B，它们的加

练习2：在验证质量一定时，加速度a和合外力F的关系时，某实验小组根据实验数据作出了如下左图所示的a－F图象，该图线不过原点，其原因是

平衡摩擦力过度

。

练习3：某实验小组在做验证质量一定时，加速度a和合外力F的关系实验时，根据实验数据获得三个不同的物体的a－F图象，其中A、B两直线平行。图线不过原点的原因是

平衡摩擦力不足

；若三个物体的质量分别为mA、mB、mC，它们与长木板之间的动摩擦因数分

别为μA、μB、μC，则它们质量的大小关系是mAmBmC，它们与长木板之间动摩擦因数的大小关系是ABC。

课后思考：

若在验证质量一定时，加速度a和合外力F的关系时，某实验小组根据实验数据作出了离如下图所示的a－F图象，试分析图象中AB段明显偏直线的原因。