人教版必修1 4.3 牛頓第二定律 教案.doc

科目 高一物理 主備人 備課日期： 課 題4.3 牛頓第二定律計(jì)劃2課時(shí)上課日期教學(xué)目標(biāo)1掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學(xué)公式2. 理解公式中各物理量的意義及相互關(guān)系3知道在國(guó)際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的教學(xué)重難點(diǎn)1牛頓第二定律的理解 2理解k1時(shí)，f=ma教學(xué)流程內(nèi)容板書(shū)新課導(dǎo)入 師：利用多媒體播放上節(jié)課做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，引起學(xué)生的回憶，激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生再一次體會(huì)成功的喜悅，迅速把課堂氛圍變成研究討論影響物體加速度原因這一課題中去 學(xué)生觀看，討論上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 師：通過(guò)上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)，我們知道當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關(guān)系? 生：當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受的作用力成正比， 師：當(dāng)物體所受力不變時(shí)物體的加速度與其質(zhì)量之間存在什么關(guān)系? 生：當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比 師：當(dāng)物體所受的力和物體的質(zhì)量都發(fā)生變化時(shí)，物體的加速度與其所受的作用力、質(zhì)量之間存在怎樣的關(guān)系呢?新課教學(xué) 一、牛頓第二定律 師：通過(guò)上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)，我們?cè)僖淮巫C明了：物體的加速度與物體的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比 師：如何用數(shù)學(xué)式子把以上的結(jié)論表示出? 生：af/m 師：如何把以上式子寫(xiě)成等式?生：需要引入比例常數(shù)kakf/m師：我們可以把上式再變形為f=kma選取合適的單位，上式可以，簡(jiǎn)化。前面已經(jīng)學(xué)過(guò)，在國(guó)際單位制中力的單位是牛頓其實(shí)，國(guó)際上牛頓這個(gè)單位是這樣定義的：質(zhì)量為1 kg的物體，獲得1 ms2的加速度時(shí)，受到的合外力為1 n，即1 n=1 kgms2 可見(jiàn)，如果各量都采用國(guó)際單位，則k=1，fma這就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式師：牛頓第二定律不僅描述了f、m、a的數(shù)量關(guān)系，還描述了它們的方向關(guān)系，結(jié)合上節(jié)課實(shí)驗(yàn)的探究，它們的方向關(guān)系如何?生：質(zhì)量m是標(biāo)量，沒(méi)有方向合力的方向與加速度方向相同師：對(duì)，我們?nèi)绾斡谜Z(yǔ)言把牛頓第二定律表達(dá)出呢?生：物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同師：加速度的方向與合外力的方向始終一致，我們說(shuō)牛頓第二定律具有同向性。討論與交流(多媒體演示課件)一個(gè)物體靜止在光滑水平面上，從某一時(shí)刻開(kāi)始受到一個(gè)方向向右、大小為5 n的恒定外力作用，若物體質(zhì)量為5 kg，求物體的加速度若2 s后撤去外力，物體的加速度是多少?物體2 s后的運(yùn)動(dòng)情況如何?學(xué)生進(jìn)行分組討論師：請(qǐng)同學(xué)們踴躍回答這個(gè)問(wèn)題生：根據(jù)牛頓第二定律fma，可得a=f/m，代入數(shù)據(jù)可得alms2，2s后撤去外力，物體所受的力為零，所以加速度為零由于物體此時(shí)已經(jīng)有了一個(gè)速度，所以2 s以后物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)師：剛才這位同學(xué)說(shuō)2s后物體不再受力，那么他說(shuō)的對(duì)不對(duì)呢?生：不對(duì)因?yàn)榇藭r(shí)物體仍然受到重力和水平地面對(duì)它的支持力師：那么在這種情況下的加速度又是多少呢?生：仍然是零，因?yàn)橹亓椭С至Φ暮狭榱悖ｎD第二定律中物體所受的力是物體所受的合力，而不是某一個(gè)力師：非常好以后我們?cè)诶门ｎD第二定律解題時(shí)一定要注意這個(gè)問(wèn)題，即用物體所受的合力進(jìn)行處理課堂訓(xùn)練討論a和f合的關(guān)系，并判斷下面哪些說(shuō)法不對(duì)，為什么a只有物體受到力的作用，物體才具有加速度b力恒定不變，加速度也恒定不變c. 力隨著時(shí)間改變，加速度也隨著時(shí)間改變d力停止作用，加速度也隨即消失答案：abcd教師點(diǎn)評(píng)：牛頓第二定律是表示力的瞬時(shí)作用規(guī)律，描述的是力的瞬時(shí)作用效果是產(chǎn)生加速度物體在某一時(shí)刻加速度的大小和方向，是由該物體在這一時(shí)刻所受到的合外力的大小和方向決定的當(dāng)物體所受到的合外力發(fā)生變化時(shí)，它的加速度隨即也要發(fā)生變化，fma對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一瞬間成立，加速度與力是同一時(shí)刻的對(duì)應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失這就是牛頓第二定律的瞬時(shí)性師：根據(jù)牛頓第二定律，即使再小的力也可以產(chǎn)生加速度，那么我們用一個(gè)較小的力水平推桌子，為什么沒(méi)有推動(dòng)呢?這和牛頓第二定律是不是矛盾?生：不矛盾，因?yàn)榕ｎD第二定律中的力是合力師：如果物體受幾個(gè)力共同作用，應(yīng)該怎樣求物體的加速度呢?生：先求物體幾個(gè)力的合力，再求合力產(chǎn)生的加速度師：好，我們看下面一個(gè)例題 多媒體展示例題 (例1)一物體在幾個(gè)力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)使其中向東的一個(gè)力f的值逐漸減小到零，又逐漸使其恢復(fù)到原值(方向不變)，則( ) a物體始終向西運(yùn)動(dòng) b物體先向西運(yùn)動(dòng)后向東運(yùn)動(dòng) c.物體的加速度先增大后減小 d物體的速度先增大后減小生l：物體向東的力逐漸減小，由于原合力為零，當(dāng)向東的力逐漸減小時(shí)，合力應(yīng)該向西逐漸增大，物體的加速度增大，方向向西當(dāng)物體向東的力恢復(fù)到原值時(shí)，物體的合力再次為零，加速度減小所以加速度的變化情況應(yīng)該先增大后減小生2：物體的加速度先增大后減小，所以速度也應(yīng)該先增大后減小生3：這種說(shuō)法不對(duì)，雖然加速度是有一個(gè)減小的過(guò)程，但在整個(gè)過(guò)程中加速度的方向始終和速度的方向一致，所以速度應(yīng)該一直增大，直到加速度為零為止師：對(duì)一定要注意速度的變化和加速度的變化并沒(méi)有直接的關(guān)系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大多媒體展示例題(例2)某質(zhì)量為1 000kg的汽車在平直路面上試車，當(dāng)達(dá)到72kmh的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)20s停下，汽車受到的阻力是多大?重新起步加速時(shí)牽引力為2 000 n，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大?(假定試車過(guò)程中汽車受到的阻力不變)生：物體在減速過(guò)程的初速度為72kmh20 ms，末速度為零，根據(jù)a(v-vo)/t得物體的加速度為a一1 ms2，方向向后物體受到的阻力fma一l 000 n當(dāng)物體重新啟動(dòng)時(shí)牽引力為2 000n，所以此時(shí)的加速度為a2=(f+f)/m1 ms2，方向向車運(yùn)動(dòng)的方向師：根據(jù)以上的學(xué)習(xí)，同學(xué)們討論總結(jié)一下牛頓第二定律應(yīng)用時(shí)的一般步驟1確定研究對(duì)象 2分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，畫(huà)出研究對(duì)象的受力分析圖 3求出合力注意用國(guó)際單位制統(tǒng)一各個(gè)物理量的單位 4根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律建立方程并求解 師：牛頓第二定律在高中物理的學(xué)習(xí)中占有很重要的地位，希望同學(xué)們能夠理解牛頓第二定律并且能夠熟練地應(yīng)用它解決問(wèn)題課堂訓(xùn)練如圖431所示，一物體以一定的初速度沿斜面向上滑動(dòng)，滑到頂點(diǎn)后又返回斜面底端試分析在物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速度的變化情況解析：在物體向上滑動(dòng)的過(guò)程中，物體運(yùn)動(dòng)受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向是平行斜面向下的，與物體運(yùn)動(dòng)的速度方向相反，物體做減速運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零在物體向下滑動(dòng)的過(guò)程中，物體運(yùn)動(dòng)也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑時(shí)小，所以物體將平行斜面向下做加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小要比上滑時(shí)小由此可以看出，物體運(yùn)動(dòng)的加速度是由物體受到的外力決定的，而物體的運(yùn)動(dòng)速度不僅與受到的外力有關(guān)，而且還與物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的狀態(tài)有關(guān)小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了1牛頓第二定律：fma2牛頓第二定律具有同向性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性3牛頓第二定律解決問(wèn)題的一般方法板書(shū)設(shè)計(jì)4.3牛頓第二定律1.內(nèi)容物體的加速度跟所受的臺(tái)力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同2.表達(dá)式 f=ma3.理解 (1)同向性：加速度的方向