牛顿第二定律（第一课）
引言：
力是改变物体运动状态的原因，而运动状态改变，必然产生加速度。 惯性是维持物体运动状态的原因，惯性只和质量有关，来抵抗加速度。 因此，加速度、力、质量三者之间必定有联系。
一、加速度与力、质量的关系的实验探究
1．探究加速度与力、质量的关系
（1）物体运动状态变化的快慢，也就是物体____________的大小，与物体的____________有关，还与物体____________有关。
（2）物体的质量一定时，受力越大，其加速度就____________；物体的受力一定时，质量越小，加速度就____________。
（3）探究加速度与力的定量关系时，应保持物体____________不变，测量物体在____________的加速度；探究加速度与质量的关系时，应保持物体__________不变，测量不同质量的物体在____________下的加速度。
2．制定实验方案时的两个问题
这个实验需要测量的物理量有三个：物体的速度、物体所受的力、物体的质量。质量可用天平测量，本实验要解决的主要问题是怎样测量加速度和怎样提供与测量物体受到的力。 （1）让物体做初速度为零的匀加速直线运动，用刻度尺测量物体运动的位移，用秒表测量出运动的时间，由x=
12
at公式算出。 2（2）让物体做初速度为零的匀加速直线运动。在运动物体后安装一条通过打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。
3．怎样提供和测量物体所受的恒力。
1
交流讨论：如图，这个拉力由钩码的重力来引起，通过改变钩码的个数就可以改变物体所受的拉力，通过测量钩码的重力就可测得物体所受的拉力。
思考：物体的最终效果，加速度应该由合外力来产生，那么我们的问题就来了， 小车在运动时还受到木板对它的滑动摩擦力，那么我们如何减小滑动摩擦力，使物体所受的合力就是绳的拉力？
将小车放在一端带有定滑轮的平板上，把平板不带滑轮的一端垫高，在小车后面弄一条纸带，穿过打点计时器，让小车子没有牵引力的情况下恰能匀速下滑，同时开启打点计时器。（判断其匀速下滑的依据是，纸带上的点间距是一样的）原理是小车沿斜面的下滑力（重力的分力）与它所受的摩擦里相等（相互平衡掉），这样就消除了摩擦力对实验的影响，即平衡摩擦。
4．实验中需注意的事项
（1）平衡摩擦力时不要挂东西，但是要连接 ，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变托盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新_________。 （2）平衡摩擦力后，每次实验必须在满足小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘的总质量的条件下进行。只有如此，砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。 （3）_______应靠近打点计时器且先接通电源再释放小车。
（4）作图象时，要使尽可能多的点分布在所作直线上，不在直线上的点应尽可能均匀地分布在所作直线______离直线较远点是错误数据，可舍去不予考虑.
5．怎样由实验结果得出结论
在本探究实验中，我们猜想物体的加速度与它所受的力成________，与质量成____________，然后根据实验数据作出____________图象和____________图象，都应是过原点的直线.
【例1】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，研究合外力一定时，加速度与物体质量成反比的结论中，下列说法错误的是( )
A．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力
2
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
D．在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于沙和小桶的总质量
【练1-1】利用打点计时器和小车来做“探究就加速度与力、质量的关系”实验时，下列说法正确的是（ ）
A．实验过程中，保持细线的拉力不变，小车的质量越大，实验越精确。 B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行 C．平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上 D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车
【练1-2】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，下列说法正确的是（ ） A．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂 B．实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量
C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的 点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比
D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力
【练1-3】下列说法正确的是：（
）
A．本实验主要采用控制变量的方法来研究加速度与力、质量的关系 B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度与质量的关系时，作出a?1/m 图象容易更直观判断出二者间的关系 D．无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小．
【练1-4】“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系时，由于没有始终满足M＞＞m（m为砂桶及砂桶中砂的质量）的条件，结果得到的图象应是图中的（ ）
3
【练1-5】在研究小车的加速度a和拉力F的关系时，由于始终没有满足M》m的关系，结果应是下图中的图( )
【练1-6】用图所示的装置是研究质量一定时，加速度与作用力的关系.研究的对象是放在长木板上的小车，小车的质量为M，长木板是水平放置的。小车前端拴着细轻绳，跨过定滑轮，下面吊着砂桶。实验中认为细绳对小车的作用力F等于砂和桶的总重力mg。用改变砂的质量的办法来改变小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据.然后根据测得的数据作出a－F图线.
一学生作出右图所示的图线，发现横轴上的截距OA较大，明显地超出了偶然误差的范围，这是由于在实验中没有进行下面的步骤，即__________________________。
4
二、对牛顿第二定律的理解
知识讲解
同向性 公式F=ma是矢量式,任一时刻,F合与a同向 m一定时,a∝F合 a与F对应同一时刻,即a为某时刻的加速度时,F为该时刻物体所受合外力 F是产生a的原因,物体具有加速度是因为物体受到了力 有三层意思: ①加速度a相对同一惯性系(一般指地面) ②F=ma中,F\\,m\\,a对应同一物质或同一系统 ③F=ma中,各量统一使用国际单位 独立性 ①作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律 ②物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和 ③分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律,即:Fx=max,Fy=may 局限性 ①只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子 ②物体的加速度必须是相对于地面静止或匀速直线运动的参考系（惯性系）而言的
说明：①物体只能有一种运动状态，而决定物体运动状态的只能是物体所受的合力，而不能是其中一个力或几个力，我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系叫牛顿第二定律的同一性。
正比性 瞬时性 因果性 同一性 5