3.牛顿第二定律,知识纲要导引,核心素养目标,物理观念力的单位“牛顿”是怎样定义的科学思维合成法、正交分解法科学探究探究力的单位“牛顿”的由来科学态度与责任应用牛顿第二定律解决实际问题基础导学一、牛顿第二定律的表达式(自学教材第92、93页“牛顿第二定律的表达式”部分)1．实验结果大量的实验和观察到的事实都可以得出与上节课实验同样的结论，小车的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比．2．牛顿第二定律(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．这就是牛顿第二定律(Newton'ssecondlaw)．(2)表达式：a∝，也可以写成等式F＝kma，其中k是比例系数．二、力的单位(自学教材第93页“力的单位”部分)1．决定k的数值的因素F＝kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取．k＝1时，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)．2．牛顿第二定律的表达式F＝ma【思考】(1)由牛顿第二定律知，合外力大的物体的加速度一定大．()(2)物体的加速度大，说明它的质量一定小．()(3)我们用较小的力推很重的箱子，箱子不动，可见牛顿第二定律不适用于较小的力．()(4)任何情况下，物体的加速度方向一定与它的合力方向相同．()(5)比例式F＝kma中的k一定为1.()(6)两单位N/kg和m/s2是等价的．()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√【教材解疑】(第93页)[思考与讨论]取质量的单位是千克(kg)，加速度的单位是米每二次方秒(m/s2)，根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？问题解答：当m＝1kg，a＝1m/s2时，F＝ma＝1kg×1m/s2＝1kg·m/s2，如果我们把这个力叫作“一个单位”的力的话，力F的单位就是千克米每二次方秒。后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号N表示。[科学漫步]用动力学方法测质量大家知道，质量可以用天平来测量．但是在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量，那么应该如何测量呢？由牛顿第二定律F＝ma可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量．这就是动力学测量质量的方法．北京时间2013年6月20日上午10时，我国航天员在天宫一号空间实验室进行了太空授课，演示了包括质量的测量在内的一系列实验．质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的．测量时，航天员把自己固定在支架的一端，另外一名航天员将支架拉开到指定的位置．松手后，支架拉着航天员从静止返回到舱壁(如图)．支架能够产生一个恒定的拉力F；用光栅测速装置能够测量出支架复位的速度v和时间t，从而计算出加速度a.这样，就能够计算出航天员的质量m.你能设计出一种在太空中测量质量的方法吗？问题解答：航天员在恒力F的作用下做匀加速运动，根据运动学公式v＝at得：航天员的加速度a＝①根据牛顿第二定律得F＝ma②联立①、②得m＝课堂探究主题一对牛顿第二定律的理解【问题探究】探究点如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，同时受到水平力F的作用．(1)在力刚开始作用的瞬间，物体是否立即获得加速度？(2)物体此时受哪些力的作用？(3)如何求物体的加速度？(4)公式F＝ma中F是物体所受的某一个力还是合外力？(5)物体加速度的方向与合外力的方向有怎样的关系？提示：(1)物体立即获得加速度，加速度和合外力是同时产生．(2)物体此时受三个力的作用，分别是重力、支持力、水平力F.(3)因为重力和支持力是一对平衡力，其作用效果相互抵消，此时作用于物体的合力相当于F，其加速度a＝.(4)F是物体受到的合外力．(5)物体加速度的方向与合外力的方向相同．【探究总结】1．表达式F＝ma的理解：(1)单位统一：表达式中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．2．牛顿第二定律的五大特征同体性F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的矢量性F＝ma是一个矢量式，a与F的方向相同瞬时性F＝ma中a与F是瞬时对应关系，无先后之分相对性F＝ma只适用于惯性参考系独立性F＝ma在不同方向可表示为Fx＝max...
