高中物理第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律4.3牛頓第二定律教案2新人教版必修

1、第3節(jié)牛頓第二定律一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能；能準(zhǔn)確表述牛頓第二定律。能根據(jù)對(duì)1N的定義，理解牛頓第二定律的數(shù)學(xué)關(guān)系式是如何從F=kma變成F=ma的。知道牛頓第二定律是針對(duì)質(zhì)點(diǎn)使用的，因此關(guān)系式中的F應(yīng)是質(zhì)點(diǎn)所受的合力。能從同時(shí)性、矢量性等方面深入理解牛頓第二定律，理解為什么說(shuō)牛頓第二定律是連接運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的橋梁。能應(yīng)用牛頓第二定律分析和處理簡(jiǎn)單的問(wèn)題，掌握利用牛頓第二定律解題的一般步驟。2.過(guò)程與方法通過(guò)對(duì)上節(jié)課實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié)，歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關(guān)系，進(jìn)而總結(jié)出牛頓第二定律，體會(huì)大師的做法與勇氣.培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力.3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)滲透物理學(xué)研究

2、方法的教育.認(rèn)識(shí)到由實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法.通過(guò)牛頓第二定律的應(yīng)用能深切感受到科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.二、教學(xué)重難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn):1.牛頓第二定律的特性.2.運(yùn)用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單問(wèn)題問(wèn)題教學(xué)難點(diǎn):1.牛頓第二定律的瞬時(shí)性、因果性的理解.2.理解k=1時(shí)，F(xiàn)=ma.是否可以合為一個(gè)？三、復(fù)習(xí)導(dǎo)入問(wèn)：1、在上一節(jié)的實(shí)驗(yàn)中，我們探究了哪些物理量之間的關(guān)系？采用了什么實(shí)驗(yàn)方法？用了哪種方法處理了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？2、 請(qǐng)畫(huà)在學(xué)案上。3、第一個(gè)圖象可以得出a與F之間有什么關(guān)系？第二幅圖可以得出a與m之間有什么關(guān)系？（提醒學(xué)生注意是否有前提條件）小車(chē)的加速度可能與它

3、所受的力成正比，與它的質(zhì)量成反比，這就是我們通過(guò)上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，其實(shí)，該結(jié)論仍然帶有猜想和推斷的性質(zhì)，一個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)也不可能是幾次簡(jiǎn)單的測(cè)量就能得出的，還需科學(xué)家們通過(guò)大量的其它實(shí)驗(yàn)和觀(guān)察到的事實(shí)才最終得到這一結(jié)論。四、講授新課（一）牛頓第二定律的表述問(wèn)：4、如何用數(shù)學(xué)式子把以上的結(jié)論表示出來(lái)?aF，a1/m,aF/m我們可以把上式再變形為Fma5、如何把以上式子寫(xiě)成等式?引入比例例常數(shù)k,F=kma 其中，k是比例系數(shù)，當(dāng)時(shí)人類(lèi)已經(jīng)有了一些基本物理量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，但還沒(méi)有規(guī)定多大的力作為力的單位，因此，在F=kma這個(gè)關(guān)系式中，比例系數(shù)k的選取就有一定的任意性，只要它是常數(shù)，就能正確表

4、示F與m、a之間的比例關(guān)系。 我們中初中就已經(jīng)學(xué)過(guò)力的單位是N。事實(shí)上，牛頓這個(gè)單位就是根據(jù)牛頓第二定律規(guī)定的：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力規(guī)定為1N.1 N=1 kgm/s2顯然，當(dāng)公式F=kma中各物理量都采用國(guó)際單位時(shí)，等式就可以簡(jiǎn)化為F=ma，這就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。6、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? 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7、我們?nèi)绾斡梦淖职雅ｎD第二定律表達(dá)出來(lái)呢?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（二）牛頓第

5、二定律的理解矢量性：加速度的方向與合外力的方向始終一致，我們說(shuō)牛頓第二定律具有矢量性。F指的是物體所受的合外力：請(qǐng)大家輕推課桌，觀(guān)察桌子的運(yùn)動(dòng)情況。8、根據(jù)牛頓第二定律，一個(gè)力就可以產(chǎn)生一個(gè)加速度，為什么課桌沒(méi)有動(dòng)呢？式中F指的是物體所受合外力，a是物體實(shí)際反映出來(lái)的加速度，F(xiàn)合=0，a=0瞬時(shí)性、因果性下面請(qǐng)大家利用牛頓第二定律解決例1例1：如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)給物體施加兩個(gè)力F1和F2，其中F1=2N,F2=6N,請(qǐng)完成下列表格：序號(hào)受力情況F合（N）a（m/s2）運(yùn)動(dòng)性質(zhì)大小方向大小方向1F1、F2共同作用2F2從6N逐漸減至2N3F2=2N總結(jié)：F

6、合與a是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系F合恒定 a恒定 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 同時(shí)產(chǎn)生F合隨t改變 a隨t改變 非勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 同時(shí)變化F合=0 a=0 勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 同時(shí)消失 同樣，我們也可以看出有合外力才有加速度，合外力是產(chǎn)生加速度的原因。（三）牛頓第二定律的應(yīng)用 深入理解了牛頓第二定律后，我們可以嘗試解決上一章中遺留的問(wèn)題：?jiǎn)枺?、初中時(shí)我們學(xué)過(guò)g的單位是N/kg，而g同時(shí)又是重力加速度，單位是m/s2,如何解釋?zhuān)縂=mg=mag=a（想去掉）問(wèn)：10、平時(shí)我們都是怎么測(cè)量自己的體重的？在太空中這些方法仍然可行嗎？ 下面讓我們一起來(lái)欣賞一個(gè)視頻，請(qǐng)大家注意從牛頓第二定律的角度來(lái)理解視頻的內(nèi)容。 播放太空授課“

7、太空質(zhì)量測(cè)量?jī)x”。2013年6月我國(guó)宇航員在天宮一號(hào)空間站中進(jìn)行了我國(guó)首次太空授課活動(dòng)，其中演示了太空“質(zhì)量測(cè)量?jī)x”測(cè)質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，助教聶海勝將自己固定在支架一端，王亞平將連接運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的彈簧拉到指定位置，如圖所示（圖見(jiàn)PPT）松手后，彈簧凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生恒定的作用力，使彈簧回到初始位置，同時(shí)用光柵測(cè)速裝置測(cè)量出支架復(fù)位時(shí)的速度和所用時(shí)間這樣，就測(cè)出了聶海勝的質(zhì)量74kg 請(qǐng)根據(jù)“太空質(zhì)量測(cè)量?jī)x”的工作原理推出m的表達(dá)式（用 F、v、t來(lái)表示 ）(假設(shè)數(shù)據(jù)出來(lái)，讓學(xué)生來(lái)計(jì)算宇航員的質(zhì)量，數(shù)據(jù)應(yīng)該是多少才科學(xué)呢？)（課本例題）例2：某質(zhì)量為1100kg的汽車(chē)中平直路面試車(chē)，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)70s停了下來(lái)。(1) 汽車(chē)受到的阻力是多大?(2) 重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度是多大？假定試車(chē)過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力不變。通過(guò)第一問(wèn)總結(jié)出應(yīng)用牛頓第二定律解題的步驟：依據(jù)題意正確選取研究對(duì)象對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析選取正方向，運(yùn)用牛頓第二定律或是結(jié)合以前所學(xué)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列出方程根據(jù)公式并結(jié)合題給條件（注意發(fā)現(xiàn)挖掘隱含條件）解出所求的物理量。五、課堂小結(jié)及作