高中物理：4.3牛頓第二定律教案新人教必修

1、第四章 牛頓運動定律高考資源網第三節(jié) 牛頓第二定律三維目標 知識與技能掌握牛頓第二定律的內容和數(shù)學表達式。理解公式中各物理量的意義及相互關系。知道在國際單位制中的力的單位“牛頓”是怎樣定義的。會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算。過程與方法通過對上節(jié)課實驗結論的總結，歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關系，進而總結出牛頓第二定律，體會科學探索的方法和科學探索需要付出艱辛勇氣。培養(yǎng)學生的概括能力和分析推理能力。情感態(tài)度與價值觀滲透物理學研究方法的教育。認識到由實驗歸納總結物理規(guī)律是物理學研究的重要方法。通過牛頓第二定律的應用能深切感受到科學源于生活并服務于生活，激發(fā)學生學習物理的興趣。教

2、學重點 引導學生對F ma進行分析。運用牛頓第二定律F ma解決問題。教學難點 牛頓第二定律的理解。理解k=1時，F(xiàn)=ma。教具準備 多媒體設備，多媒體課件課時安排 一課時教學過程 板書：一、牛頓第二定律1、內容：2、表達式：aF/m 或 Fma F=kma F=ma二、力的單位牛頓第二定律提問引入上節(jié)課我們通過實驗探究了加速度和力、質量的關系，這個關系是什么呢？講解物體的加速度與所受的力成正比，與物體的質量成反比?？茖W家們通過大量的實驗都得到同樣的結論。由此我們可以把它總結成一般性的規(guī)律：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質量成反比。這就是牛頓第二定律。 用公式可以表達為a F/m提問如果

3、要把上式寫為等式，應如何表達呢？講解寫成等式，應該加入比例常數(shù)，用k表示，則F=kma力的單位 講解在國際單位制單位中，力的單位是牛頓，那么“牛頓”是如何定義的呢？在牛頓第二定律中，如果比例系數(shù) k取1的話，表達式就是F = ma，當質量是m=1kg的物體在某個力的作用下獲得加速度a=1 m/s2，由公式F= ma我們知道這個力的大小就是F=ma=1kg1m/s2=1kgm/s2，后人為了紀念牛頓，就稱這個單位為“牛頓”，用“N”表示。所以如果比例系數(shù)取1的話，力（F），質量(m)，加速度(a)的單位就是國際單位制單位，分別為牛頓，千克和米每二次方秒。三、牛頓第二定律的“四性”1、統(tǒng)一性2、同

4、一性3、矢量性4、瞬時性（同時性）理解牛頓第二定律牛頓第二定律的統(tǒng)一性講解牛頓第二定律是實驗定律，通過實驗得出 Fma，寫成等式為F=kma，其中k是比例系數(shù)。為了使k1，力，質量和加速度的單位必須統(tǒng)一使用國際單位制。牛頓第二定律的同一性課堂練習見教材P77問題與練習1 講解：沒有矛盾。牛頓第二定律公式F=ma中的F指的是物體所受的合力，而不是其中的某個力。我們用力提一個放在地面上的很重的物體時，物體受到的力共有三個：手對物體向上的作用力F1，豎直向下的重力G，以及向上的支持力F2。如果F1G，只是支持力減小，這三個力的合力F=0，故物體的加速度為零。 從上面的分析可知，物體只能有一種運動狀態(tài)

5、，而決定物體運動狀態(tài)的只能是物體所受的合力，而不能是其中一個或幾個力，我們把物體運動的加速度和該物體所受合力的這種對應關系，叫牛頓第二定律的同一性。 強調：牛頓第二定律中描述的物體所受的力應該是合外力。牛頓第二定律的矢量性圖361例題1：如圖361所示,質量為4 kg的物體靜止于光滑的水平面上,若物體受到大小為20 ,與水平方向成角斜向上的拉力F作用時沿水平面做勻加速運動,求物體的加速度是多大?(取10 m/s2)講解例題1講解從例題1中，我們知道，加速度方向與物體所受合外力的方向始終相同，合外力的方向即為加速度的方向。作用力F和加速度a都是矢量，所以牛頓第二定律的表達式F= ma是一個矢量表

6、達式，它反映了加速度的方向始終跟合外力的方向相同，而速度的方向與合外力的方向無必然聯(lián)系。解： 由牛頓第二定律得 所以 以上各式代入數(shù)據可解得物體的加速度a =4.33 m/s2. 牛頓第二定律的瞬時性（同時性）提問在例題1中，物體受拉力F作用前做什么運動？物體受到拉力F作用后做什么運動？撤去拉力F后物體做什么運動？分析物體受到拉力前保持靜止。當物體受到拉力后，原來的運動狀態(tài)被改變。并以a=F/m加速運動，撤去拉力后，物體所受的合力為零，所以保持原來的運動狀態(tài)，并以此時的速度做勻速直線運動。 由此可知，物體運動的加速度隨合力的變化而變化，存在著瞬時對應的關系。 Fma是對運動過程的每一瞬間成立的

7、，某一時刻的加速度大小總跟那一時刻的合外力大小成正比，即有力作用就有加速度產生，外力停止作用，加速度隨即消失，在持續(xù)不斷的恒定外力作用下，物體具有持續(xù)不斷的恒定加速度，外力隨著時間而改變，加速度就隨著時間而改變。四、牛頓第二定律的適用范圍1、研究對象是質點2、只在慣性系中成立。例題2：見多媒體投影講解例題二牛頓第二定律的適用范圍講解牛頓第二定律的研究對象只能是質點模型或可看成質點模型的物體。定律中的加速度是以地面或相對于地面靜止或作勻速直線運動的物體為參考系所量度的，即定律僅在慣性系中成立。小結這節(jié)課我們重點學習了牛頓第二定律，要求大家掌握的有下面的幾個內容：1、牛頓第二定律的內容。注意：牛頓第二定律定量的描述了物體的運動狀態(tài)和受力情況的關系。2、掌握表達式，要理解好如何對力的單位進行定義。3、學會用牛頓第二定律解題，應用的過程中，要注意牛頓第二定律的統(tǒng)一性、同一性、矢量性、瞬時性（同時性），及它的適用范圍。板書設計 一、牛頓第二定律1內容：2表達式：aF/m