《牛頓第二定律》教案王昊

1、牛頓第二定律教案（王吳）一、教材分析（一）本節(jié)的地位和作用牛頓第二定律它是在實驗基礎(chǔ)上建立起來的重要規(guī)律，也是動力學(xué)的核心內(nèi)容。 牛頓第二定律是牛頓第一定律的延續(xù)，是整個運(yùn)動力學(xué)理論的核心規(guī)律，是本章的重點和中心內(nèi)容。它在力學(xué)中占有很重要的地位，反映了力、加速度、質(zhì)量三個物理量之間的定量關(guān)系，是一條適用于慣性系中的各種機(jī)械運(yùn)動的基本定律， 是經(jīng)典牛頓力學(xué)的一大支柱。而且牛頓第二定律在生活生產(chǎn)中都有著非常重要的作用，如設(shè)計機(jī)器、研究天體運(yùn)動，計算人造衛(wèi)星軌道等等都與牛頓第二定律有關(guān)。（二）教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識教科書將牛頓第二定律的探究實驗和公式表達(dá)分成了兩節(jié)內(nèi)容，目的在于加強(qiáng)實驗探究和突出牛頓第二定律

2、在力學(xué)中的重要地位。牛頓第二定律的首要價值是確立了力與運(yùn)動之間的直接關(guān)系，即因果關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容是在上節(jié)實驗的基礎(chǔ)上， 通過分析說明，提出了牛頓第二定律的具體表述，得到了牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。教科書突出了力的單位“1牛頓”的物理意義，并在最后通過兩個例題介紹牛頓第二定律應(yīng)用的基本思路。二、學(xué)情分析（一）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。（二）學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)在本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)做了 “探究加速度與力、 質(zhì)量的關(guān)系”這一

3、實驗，已定性地了解加速度、力、質(zhì)量的關(guān)系。學(xué)生很自然地就存在這樣的疑問“加速度、力、質(zhì)量是不是有具體的數(shù)量關(guān)系?”并急于得到解答。這一疑問打破了舊的知識體系，同時又是構(gòu)成新的知識體系的前提。教師要注重新舊知識的銜接與過渡。（三）學(xué)生可能遇到的困難學(xué)生受已有的經(jīng)驗和思維的影響，在牛頓第二定律的理解上可能存在困難，牛頓第二定律是什么？該怎么理解？（四）解決方案按照認(rèn)知規(guī)律，循序漸進(jìn)，讓學(xué)生感受物理學(xué)在認(rèn)識自然上的本質(zhì)性、深刻性、有效性。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行必要的討論，加強(qiáng)學(xué)生同伴互助，重視尊重學(xué)生主體地位。三、教學(xué)目標(biāo)：（一）知識與技能：（1） 能夠準(zhǔn)確的描述牛頓第二定律的內(nèi)容。（ 2）知道力的國際單位制

4、單位“牛頓”是怎樣定義的。（ 3） 能從同時性、矢量性等各個方面深入理解牛頓第二定律，能理解為什么說牛頓第二定律是連接運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的橋梁。（二）過程與方法（1） 以上節(jié)課實驗為基礎(chǔ)，歸納得到物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，進(jìn)而總結(jié)得到牛頓第二定律，培養(yǎng)學(xué)生概括能力和分析推理能力。（2） 能從生活中的常見現(xiàn)象中抽象出模型利用牛頓第二定律加以解釋。（三）情感態(tài)度與價值觀（1） 滲透物理學(xué)研究方法的教育。（2） 初步體會牛頓第二定律在認(rèn)識過程中的有效性和價值性。（3） 通過討論交流，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，增強(qiáng)班級凝聚力，使學(xué)生對物理學(xué)科更加熱愛。四、教學(xué)重點：牛頓第二定律的特點。五、教學(xué)難點：1. 牛

5、頓第二定律的應(yīng)用。2. 理解 k=1 時，F(xiàn)=ma。六、教學(xué)方法：復(fù)習(xí)回顧，探究、討論、講授、歸納總結(jié)七、教學(xué)工具:多媒體課件八、教學(xué)過程（40分鐘）（一）新課導(dǎo)入（5分鐘）：1 .王亞平太空測質(zhì)量（視頻）2 .（復(fù)習(xí)導(dǎo)入）由上節(jié)實驗結(jié)論和 學(xué)習(xí)，我們知道：（1）當(dāng)保持物體質(zhì)量不變時，物體的加速度與它所受作用力成正比。用數(shù)學(xué) 式表示就是：a 0cF（2）當(dāng)保持物體受力不變時，物體的加速度跟物體質(zhì)量成反比。用數(shù)學(xué)式表示就是：a0c 1/m（二）新課教授（25分鐘）：通過大量的實驗和觀察到的事實，牛頓總結(jié)出 一般性的規(guī)律：物體加速度的大小跟作用力成正比， 跟物體的質(zhì)量成反比，加速 度的方向跟作用力

6、的方向相同。這就是牛頓第二定律。1 .內(nèi)容：物體的加速度跟 作用力 成正比,跟 質(zhì)量 成反比,加速度的方向 跟作用力方向相同。2 . 表達(dá)式：a0c F/m 或者 F 0cma , 也可以寫成等式： F=kma。3 .力的單位：公式中k是比例系數(shù)，它的選取與公式中物理量單位的選取有 關(guān)。為了使用方便，令k取1時，能使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的 力定義為“1個單位的力”，為紀(jì)念牛頓，把該單位稱為“牛頓”，用符號N表示， 即1N=1kg- m/s2。我們規(guī)定以后力的單位統(tǒng)一用“牛頓”表示。此時，牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： F= ma。4 .自主學(xué)習(xí)合作探究：（對牛頓第二定律的理解

7、）問題探究一：一個物體的質(zhì)量是2kg,靜止在光滑的水平桌面上。問題1:若用水平向東大小為3N的力作用在物體上，物體產(chǎn)生的加速度為 多少？方向如何？a 1.5m/s2加速度方向水平向東m 2問題2:若用水平向南大小為4N的力作用在物體上，物體產(chǎn)生的加速度為多少？方向如何?a -F 4 2m/s2加速度方向水平向南m 2結(jié)論1:幺是使物體產(chǎn)生加速度的原因，體現(xiàn)了牛頓第二定律的因果性。結(jié)論2:加速度方向與作用力的方向 相同,體現(xiàn)了牛頓第二定律的 矢量 性。問題3:當(dāng)用水平向東大小為3N和水平向南大小為4N的力共同作用在物體 上，物體產(chǎn)生的加速度為多少？方向如何？F 32a11.5m / sm 2。F

8、 42a2 2m / s m 2aa12 a221.52 222.5m/s2F合F12 F22.32 42 5NF 5a2.5m/ sm 2結(jié)論3:當(dāng)每個力單獨作用在物體上，每個力都會產(chǎn)生加速度，體現(xiàn)了牛頓 第二定律的獨立性 。結(jié)論4:物體實際產(chǎn)生的加速度是 合力 作用的結(jié)果,故F=ma中力F指的 是合力問題探究二（演示）：如圖所示，兩個質(zhì)量相同的小球 A和B,甲圖中球用不可伸長的細(xì)線連接，然后用細(xì)繩掛起來，若剪斷懸線OA的瞬間，A球和B球的也用細(xì)繩懸掛起來,剪斷細(xì)繩加速度分別是多少？乙圖中兩球間用輕彈簧連接, 瞬間，A球和B球的加速度又分別是多少？結(jié)論5:當(dāng)力發(fā)生變化時：加速度 隨之變化,體

9、現(xiàn)了牛頓第二定律的 瞬 時性。問題探究三（演示）：一個劈形物體M放在固定的斜面上，上表面水平，在 水平面上放有光滑小球 m劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動軌跡是怎樣的?結(jié)論6:物體實際產(chǎn)生的加速度是 合力 作用的結(jié)果,故F=ma中力F指的 是質(zhì)點（或物體）所受到的 合力,m就是該質(zhì)點（或物體）的質(zhì)量,當(dāng)然 a 也是該物體的加速度,體現(xiàn)了牛頓第二定律的同體性。（三）課堂反饋（5分鐘）：練習(xí)1:在光滑的水平面上做勻加速直線運(yùn)動的物體，當(dāng)它所受的合力逐漸減小而方向不變時，則物體的（D ）A、加速度越來越大，速度越來越大B、加速度越來越小，速度越來越小C、加速度越來越大，速度越來越小D、加速度越來越小，速度越來越大練習(xí)2:用豎直向上大，小為100N的力去提靜止在水平面上的物體，物體質(zhì)量為5kg,求物體的加速度大?。縁合 a= mF mg _ 100-50m 5=10m/s2練習(xí)3:水平地面上放一物體，用 4N的水平力可使物體獲得1.5 m/s2的水平加 速度；用5N的水平力可使該物體獲得2 m/s2水平加速度.求：（取g= 10m/s2）（1）用6N的水平拉力可以使該物體