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1、6.2 力與運動,熱 身 序 加速度與力 加速度與質量 牛頓運動第二定律 進度評估 3 力的單位 進度評估 4,6.2 力與運動,1,2,3,4,?,0,6.2 力與運動,熱 身,1 保齡球的質量比網球大. 2 假設你在超級市場內把購物車.,6.2 力與運動,熱 身,1 保齡球的質量比網球大。如果以相同的力把球拋出，_（保齡球網球）的速率會較高。,網球,6.2 力與運動,2 假設你在超級市場內把購物車由靜止推動至以1 m s1 的速率前行。以下哪個情況中你需要用到較大的力？,A 車上有較多貨物。 B 你想以較短的時間達到1 m s1的速率。 C 以上兩項皆是。,熱 身,6.2 力與運動,我們將
2、會研究以下的關係：,淨力 （F ）,物體的質量（m）,加速度 （a）,0 序,6.2 力與運動,1 加速度與力,研究所用的儀器:,運動感應器,數據記錄器,小車,軌道,橡筋 （用來拉動小車）,質量棒 （小車的質量）,6.2 力與運動,若果軌道水平擺放.,摩擦力很可能作用在小車上，而,作用在小車上的淨力 拉力 (F ),當小車被橡筋拉動，,摩擦力對小車的影響：,1 加速度與力,F,f,6.2 力與運動,直至.,為去除摩擦力對小車的影響，把軌道傾斜，,1 加速度與力,摩擦力對小車的影響：,重量的一部分,摩擦力,抵消, 小車就能以勻速率下滑,只要輕輕一推，,這軌道已獲得補償摩擦作用。,淨力 = 0,6
3、.2 力與運動,1 加速度與力,摩擦力對小車的影響：,模擬程式,6.2 力與運動,F，m 與 a 不能同時為變數。,研究方法：,保持1個因素恆定、改變另1個因素、並且觀察第3個因素的變化。,1 加速度與力,淨力 （F）,物體的質量 （m）,物體的加速度 （a）,例：,恆定,改變,觀察,或,淨力 （F）,物體的質量 （m）,物體的加速度 （a）,恆定,改變,觀察,6.2 力與運動,用1條橡筋把小車沿跑道拉動。,如有需要，調整跑道以補償摩擦力的影響。,在整個拉動的過程中，橡筋的鬆緊程度要保持不變。,實 驗 6e,加速度與力,6.2 力與運動,量度v-t 線圖的斜率，取得 a 值。,接分別用2條、3
4、條和4條橡筋來提供恆力 F 重複進行實驗。,繪畫出a 與 F （橡筋的數量） 的關係線圖。,實 驗 6e,加速度與力, 找出當質量不變時a 與F 的關係,6.2 力與運動,實 驗 6e,加速度與力,錄像片段,模擬程式,6.2 力與運動,以恆力把小車沿跑道拉動。我們得到.,1 加速度與力,位置 （m）,s-t 線圖,v-t 線圖,速度 （m/s）,斜率 = v,斜率 , v ,斜率 = a,= 不變量,時間 （s）,時間 （s）,6.2 力與運動,1 加速度與力,a F （m不變）,分別用1條、2條、3條和4條橡筋來拉動小車，我們得到.,0.3,0.1,0.8,0.6,0.4,0.2,0.5,1
5、.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,0.5,0.7,0.9,F （橡筋的數量）,加速度 (m/s2 ),通過原點的直線,a ,F ,F-a 線圖 （m 不變）,6.2 力與運動,用2條橡筋把小車 (0.5 kg) 沿跑道拉動。,實 驗 6f,加速度與質量,如有需要，調整跑道以補償摩擦力的影響。,6.2 力與運動,實 驗 6f,加速度與質量,量度v-t 線圖的斜率，取得 a 值。,根據以下重複實驗：,在小車上加上質量棒，把小車的質量改變 (2, 3, 4) ，,用2條橡筋提供的恆力F 拉動小車。,繪畫出a 與 1/m的關係線圖。, 找出當 F 不變時 a 與 m的關係,6.2
6、力與運動,實 驗 6f,加速度與質量,錄像片段,模擬程式,6.2 力與運動,2 加速度與質量,用2條橡筋來拉動0.5、1、1.5 和 2 kg的小車，我們得到.,1/質量 (1/kg),加速度 (m/s2),0.3,0.1,0.8,0.6,0.4,0.2,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.5,0.7,0.9,0.9,通過原點的直線,a m1 （F 不變）,a ,m ,1.0,a-1/m 線圖 （F 不變）,6.2 力與運動,3 牛頓運動第二定律,實驗 6e,a F （m 不變）.（1）,實驗 6f,a m1 （F 不變）.（2）,F ma,(1) (2),F
7、= 恆量 ma,牛頓運動第二定律,物體加速度 a 的大小 與作用在物體上的淨力 F 成正比， 與物體本身的質量m 成反比； 而加速度 a 的方向與淨力 F 的方向相同。,6.2 力與運動,1 以下哪一幅圖符合. 2 以下哪一項不能用牛頓運動第二定律. 3 在 F ma 中， F 代表,進度評估 3,6.2 力與運動,以下哪一幅圖符合牛頓運動第二定律（在加速度不變的情況下）？,Q1 以下那一幅圖符合.,C,A,B,F,m,F,m,F,m,1,F = 恆量 ma,若固定a， F = 恆量 m F m,F 與m成反比,6.2 力與運動,以下哪一項不能用牛頓運動第二定律來解釋？,Q2 以下哪一項不能用
8、牛頓運動第二定律.,A 用力推動兩個質量分別為1 kg 和2 kg的箱子， 1 kg的箱子會有較高的加速度。,m a ,慣性 乘客繼續前進,牛頓運動第一定律,B 當車子突然剎車，車上的乘客會被拋向前。,C 足球在球場上滾動時會越滾越慢。,6.2 力與運動,在F ma中，F 代表 _（淨力施力）。,淨力,Q3 在 F ma中，F代表 .,6.2 力與運動,4 力的單位,單位： 牛頓 (N),牛頓 (1 N) 的定義：,使質量1 kg的物體產生1 m s2的加速度時所作用的力。,F = 恆量 m a,恆量 = 1,F = ma （F = 淨力）,1 = 恆量 1 1,6.2 力與運動,4 力的單位
9、,彈簧秤能量度力的大小,當重量拉動彈簧秤的掛.,彈簧便會伸長，直至彈簧的彈力與拉力平衡為止,究竟1 N 的力有多重？,1.5 N （平均來說）,6.2 力與運動,e.g.3 & e.g. 4,E,6.2 力與運動,1 俊雄用50 N 的力推動一個質量. 2 一輛質重為1 kg 的小車. 3 一艘太空船向右倒後移動. 4 美寶在平路上騎腳踏車.,進度評估 4,E,6.2 力與運動,俊雄用50 N的力推動一個質量為40 kg的箱子 使箱子以0.5 m s2的勻加速度前進。作用在箱子上的淨力是多少？,Q1 俊雄用50 N的力推動一個質量.,A 20 N B 30 N C 50 N,淨力 F = ma
10、 = 40 0.5 = 20 N,這是推力，不是淨力。,摩擦力 = 30 N,6.2 力與運動,一輛質重為1 kg 的小車，被彈簧秤從有補償摩擦作用的跑道上拉下，使它以1 m s2 的加速度向下運動。 在彈簧秤上刻上記號，以顯示讀數。,Q2 一輛質重為1 kg 的小車.,於1 N,6.2 力與運動,Q3 一艘太空船向右倒後移動.,太空船上的火箭在時間t0 開始燃燒，以產生恆力。,一艘太空船向右倒後移動。,運動,t = 0,t = t0,運動,F,開始減慢,瞬間靜止,向前移動,速度,0,時間,t0,E,完成下面的速度時間關係線圖。,6.2 力與運動,美寶在平路上騎腳踏車，在5 s時間內由靜止加速
11、至15 m s1。假如美寶與腳踏車的總質量是90 kg，求,已知 u = _, v = _, t = _, m = _,0 m s1,加速度是 _.,15 m s1,5 s,90 kg,(15 0),3 m s2,3 m s2,(a) 加速度。,應用 v = u + at,Q4 美寶在平路上騎腳踏車.,6.2 力與運動,a = 3 m s2,(b) 使腳踏車加速的力是多少。,應用 F = ma,F = 90 _,= _,使腳踏車加速的力是 _.,3,270 N,270 N,Q4 美寶在平路上騎腳踏車.,美寶在平路上騎腳踏車，在5 s時間內由靜止加速至15 m s1。假如美寶與腳踏車的總質量是9
12、0 kg，求,6.2 力與運動,完 結,6.2 力與運動,太空穿梭機奮進號：,例 題 3,m = 2 000 000 kg 最大 a = 1.05 m s2,太空穿梭機,求那三個引擎最大的推力。,最大的推力 F = ma,= 2 000 000 1.05,= 2 100 000 N,三個向後噴射的液體燃料引擎,根據牛頓運動第二定律，,6.2 力與運動,返 回,6.2 力與運動,一司機在車速為72 km s1時緊急剎停一輛1000 kg 的汽車。路面上的剎車痕跡長40 m。,例 題 4,車的平均制動力,汽車的平均制動力是多少？,u = 72 km s1 = 20 m s1 v = 0,s = 40 m,應用 v2 = u2 + 2as, a = 5 m s2,02 = 202 + 2 a 40,F = ma,= 5000 N,= 1000 (5),E,6.2 力與運動,返 回,