高中物理4-3牛頓第二定律教案

1、4-3 牛頓第二定律教案一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析1 教材的地位和作用牛頓第二定律是在實驗基礎(chǔ)上建立起來的重要規(guī)律，它是動力學(xué)的核心規(guī)律，也是學(xué)習(xí)其它動力學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)。本章教科書將牛頓第二定律的探究實驗和公式表達(dá)分成兩節(jié)內(nèi)容，目的在于加強(qiáng)實驗探究和突出牛頓第二定律在力學(xué)中的重要地位。2學(xué)習(xí)的主要任務(wù)本節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)類型是綜合型。在知識上要求掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學(xué)公式，理解表達(dá)式中各物理量的意義及相互關(guān)系，知道在國際單位制中力的單位 “牛頓” 是怎樣定義的， 會用牛頓第二定律解決相關(guān)問題；在技能上要求會由實驗歸納總結(jié)物理規(guī)律；體驗性上要求經(jīng)歷探究活動、嘗試解決問題方法、體驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律過程。二、學(xué)習(xí)者

2、情況分析在學(xué)習(xí)這一內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念；知道質(zhì)量是慣性的量度、力是改變物體運動狀態(tài)的原因；會分析物體的受力。已具備一定的實驗操作技能，會用氣墊導(dǎo)軌與打點計時器研究勻變速直線運動。學(xué)生對物理學(xué)的研究方法已有一定的了解，在自主學(xué)習(xí)、合作探究等方面的能力有了一定提高。在非智力因素方面，學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動，對學(xué)習(xí)物理有較濃厚興趣；有較強(qiáng)的好奇心和求知欲，樂于探究自然界的奧秘；敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤；喜歡和同齡人一起學(xué)習(xí)，有將自己的見解與他人交流的愿望，具有團(tuán)隊精神。三、教學(xué)目標(biāo)分析根據(jù)上述對學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)者情況的分析，確定本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)如下：1知識與技能目標(biāo)掌握牛

3、頓第二定律的文字內(nèi)容和表達(dá)式；理解表達(dá)式中各物理量的意義及相互關(guān)系，深入理解牛頓第二定律；知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的；會用牛頓第二定律解決相關(guān)問題。2過程與方法目標(biāo)以實驗為基礎(chǔ)，歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受到的力的關(guān)系，進(jìn)而總結(jié)出牛頓第二定律；認(rèn)識到由實驗歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法。3情感、態(tài)度、價值觀目標(biāo)通過學(xué)生之間的討論、交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神；讓學(xué)生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，增進(jìn)學(xué)習(xí)物理的情感。四、教學(xué)重點和難點重點：掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和表達(dá)式；會用牛頓第二定律解決相關(guān)問題。難點：理解表達(dá)式中各物理量的意義及相互關(guān)系，深

4、入理解牛頓第二定律五、教學(xué)手段在課堂中采用多媒體課件作為輔助手段，創(chuàng)設(shè)物理情景，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生，幫助學(xué)生建立形象直觀的認(rèn)識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。六、教學(xué)過程設(shè)計（一）創(chuàng)設(shè)情景、引入新課視頻展示：劉翔在雅典奧運會奪金的情景。教師：短跑運動員起跑的好壞直接影響到是否能取得優(yōu)異的成績，因此，發(fā)令槍一響運動員必須用力蹬地，以在最短的時間內(nèi)獲得最大的加速度， 達(dá)到最快運動速度。 運動員怎樣才能 做出好的起跑呢？本節(jié)課就來解決這個問題。（二）推進(jìn)新課為了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生帶著以下問題自學(xué)教材74-75頁內(nèi)容。1、當(dāng)物體受到的力和物體的質(zhì)量發(fā)生變化時，物體的加速度與其所受到的力和質(zhì)量有怎樣 的關(guān)

5、系？2、牛頓第二定律的內(nèi)容是怎樣表述的？3、它的比例式如何表示，式中各符號表示什么物理量？式中各物理量的單位是什么？學(xué)生自學(xué)后，回答以上問題。【小結(jié)】1、物體的加速度與它受到的力成正比，與其質(zhì)量成反比。2、牛頓第二定律：物體加速度的大小與其所受到的作用力成正比，與其質(zhì)量成反比；加速 度的方向與作用力的方向相同。3、比例式：a廣F或Fhma等 式：F = kmak是比例系數(shù)； m表示物體的質(zhì)量，單位是 kg； a表示物體的加速度，單位是ms2F表示物體受到的合力，單位是 N。若取 k =1 ,則：F = kmaT F = ma。定義使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度所需要的力叫做 個單位

6、的力即：F =ma =1kghm s2 =1kg_m s21N = 1kg |_m s2【例題1】下列對牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma及其變形公式的理解正確的是 （CD ）A.由F = ma可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成正比 B.由m=F可知，物體的質(zhì)量與其所受合力成正比，與其運動的加速度成反比 aC.由a=£可知，物體的加速度與其所受合力成正比，與其質(zhì)量成反比 mD.由m=F可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受的合力求出a【小結(jié)】F =ma,說明力是產(chǎn)生加速度的原因，不能說F與m成正比，與a成正比。m=F, m是由物體本身來決定的，與 F、a無關(guān)，

7、但在數(shù)值上等于作用在物體上的合力a與物體所產(chǎn)生的加速度 a的比值。a -,物體加速度的大小與其所受到的合力成正比，與其質(zhì)量成反比。 m【例題2】質(zhì)量為1000kg的汽車在平直路面試車，當(dāng)達(dá)到 36km/h的速度時關(guān)閉發(fā)動機(jī)，經(jīng)過 5s停了下來。則汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時牽引力為3000N,產(chǎn)生的加速度是多大？（假定整個過程中汽車受到的阻力不變。）解：試車第一階段:汽車做勻眄的v0 = 36 kmh變速直線運動，初速度是= 10m/s,末速度是0,滑行時間t=5s。則汽車的加速度為：a1二出冒 :2 m. s2汽車受到的阻力為： 7 = ma =2000N試車第二階段：汽車在重新起步

8、并加速后，不但受到上述阻力的作用, 還受到牽引力的作用。汽車所受合力是二力之和。即：F合=F牽-F阻=1000N由牛頓第二定律可得汽車的加速度為：a2二-二 1 ms2m【小結(jié)】一、應(yīng)用牛頓第二定律解決問題的步驟：1、明確研究對象。2、分析物體的受力情況和運動情況，畫出研究對象的受力分析圖。3、根據(jù)牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律建立方程。4、求解。二、對牛頓第二定律的理解：1、同一性：是指式中 F、m、a必須對應(yīng)同一個物體或同一個系統(tǒng)。2、矢量性：表達(dá)式 F= ma是矢量式，任一瞬時，加速度的方向都與合力方向相同?！眷柟逃?xùn)練】運動，如果撤去推力，車的加速度是多少?可得車受到的阻力為:水平路面上質(zhì)量是

9、 30kg的手推車，在受到60N的水平推力時做加速度為1.5m/s2的勻加速F合二5推-F阻=mshF阻=F推一 ma 二 15N撤去推力后：a2= - = 0.5m s2m加速度方向與阻力方向相同?！纠}3】光滑水平桌面上有一個物體，質(zhì)量是2kg,受到互成120°角的兩個水平方向的力的作用, 兩個力的大小都是 10N。則：這個物體的加速度是多大?【小結(jié)】解：解法一：根據(jù)平行四邊形定則，可得物體所受合力為:F 合=2F1 cos60 =10N由牛頓第二定律可得物體加速度為：=5m.s2解法二：F1作用在物體上可產(chǎn)生加速度 a1 ： a1 =且=5m/ s2 m同理：a2 = &

10、; = 5m.s2m 1則物體的加速度為： *=2al cos60 =5m； s2、對牛頓第二定律的理解:3、獨立性：若a為物體的實際加速度，則 F必為物體受到的合外力，而作用于物體上的每 一個力各自產(chǎn)生的加速度也都遵循牛頓第二定律，與其他力無關(guān)，而物體實際的加速度則是每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和。、運動員起跑問題、測宇航員質(zhì)量問題【科學(xué)漫步】 將實際問題簡化為：運動員具有相同的質(zhì)量，能達(dá)到的最大速度一致。 則：根據(jù)牛頓第二定律，運動員蹬地的力量越大，獲得的加速度越大， 會在較短時間內(nèi)達(dá)到最大運動速度，可以取得優(yōu)異成績。視頻展示：在宇宙中用質(zhì)量測量儀測宇航員的質(zhì)量 問題：質(zhì)量測量儀的原理是什么?

11、 學(xué)生討論探究，回答上述問題。 視頻展示：質(zhì)量測量儀的原理。 三、測火箭組的質(zhì)量（鞏固訓(xùn)練）1966年在地球上空完成了一次測量火箭質(zhì)量的實驗。實驗時，用雙子星號宇宙飛船（ml =3400 kg）去接觸在軌道上運行的火箭組m2 （發(fā)動機(jī)已經(jīng)熄火）。接觸以后，開動飛船尾部的推進(jìn)器，使飛船和火箭組共同加速，如圖所示。推進(jìn)器的平均推力F = 895N ,推進(jìn)器開動時間t = 7s,測出飛船和火箭組的速度變化是0.91m/s。試求火箭組的質(zhì)量 m2。解：V2ml和m2的加速度為：a = 0.13m/s t由牛頓第二定律可得：m1 - m2 =a則：m2 =3484 kg（三）課堂小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了牛頓第二定律：1、牛頓第二定