授课类型 牛顿第二定律
教学目的 1、知道得到牛顿第二定律的实验过程
2、理解加速度与力和质量间的关系
3、理解牛顿第二定律的内容;知道定律的确切含义
4、能运用牛顿第二定律解答有关问题
5、使学生知道物理学中研究问题时常用的一种方法——控制变量法
教学内容
(1)神舟六号飞船返回舱返回时为何要打开降落伞?
(2)赛车在开出起跑线的瞬间发生了怎样的变化?
思考:赛车比起一般的家用汽车质量上有什么不一样?这一设计是为什么?
提出问题:完成牛顿第二定律探究任务引入物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?
一、要点提纲:
Ⅰ.课堂导入 Ⅱ.同步讲解
加速度与力、质量的关系
实验方法:控制变量法。控制(物体质量or力)这一变量保持恒定,只研究另一变量(力or物体质量)与加速度的关系。
加速度与力的关系
实验基本思路:保持物体质量不变,测量物体在不同的力的作用下的加速度,分析加速度与力的关系。
实验数据分析:测量多组实验,得到多组力与加速度,以a为纵坐标、F为横坐标建立坐标系,由图像得到a与F关系。
a ∝ F
加速度与质量的关系
实验基本思路:保持物体所受的力不变,测量不同质量的物体在这个力的作用下的加速度,分析加速度与物体质量的关系。
实验数据分析:测量多组实验,得到多组力与加速度,会发现质量m越大,加速度a越小,根据经验,可能是a 与m成反比,也可能是a与2m成反比,甚至是更复杂的关系。我们从最简单的入手,检验a与m是否成反比,a与m成反比即a与1/m成正比,以a为纵坐标、1/m为横坐标建立坐标系,由图像得到a与1/m关系。
a ∝(1/m)
牛顿第二定律
内容
物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同,这就是牛顿第二定律。
比例式
牛顿第二定律可以用比例式表示。由上述实验可知a∝(F/m),则F∝ma,这个比例式也可以写成F=kma,其中k是比例系数。
k取值:17世纪,人类已经有了一些基本物理量的计量标准,但是还没有规定多大的力作为力的单位,因此,在F=kma这个关系式中,比例系数k的选取就有了一定的任意性,因此不妨选取k=1。
牛二的数学表达式
由上述可知,k=1,则有:
F = ma
这就是我们熟知的牛顿第二定律的数学表达式。
当m=1kg ,在某力的作用下获得的加速度是12/s m 时,F=12/s m kg ?,我们就把这个力叫做“一个单位的力”,
力的单位就是2
/s m kg ?,读作“千克米每二次方秒”,也可以称作“牛顿”,记作“N ”。
意义
牛顿第二定律的表达式F=ma ,公式左边是物体受到的合外力,右边反映了质量为m 的物体在此合外力的作用下的效果是产生加速度a ,它突出了力是物体运动状态改变的原因,是物体产生加速度的原因.
对牛顿第二定律的理解要点
①同体性:牛顿第二定律的公式中F 、m 、a 三个量必须对应同一个物体或同一个系统.
②矢量性:牛顿第二定律公式是矢量式,公式F 合=ma 不仅表示加速度与合外力的大小关系,还表示加速度与合外力的方向始终一致.
③瞬时性:牛顿第二定律反映了加速度与合外力的瞬时对应关系:
合外力为零时加速度为零;合外力恒定时加速度保持不变;合外力变化时加速度随之变化.同时注意它们虽有因果关系,但无先后之分,它们同时产生,同时消失,同时变化.
④独立性:作用在物体上的每一个力都能独立的使物体产生加速度;合外力产生物体的合加速度,x 方向的合外力产生x 方向的加速度,y 方向的合外力产生y 方向的加速度.
牛顿第二定律的分量式为∑Fx=max ;∑Fy=may
⑤相对性:公式F=ma 中的加速度a 是相对地球静止或匀速直线运动的惯性系而言的.
⑥局限性:牛顿第二定律只适用于惯性系中的低速(远小于光速)运动的宏观物体,而不适用于微观、高速运动的粒子.
⑦统一性:牛顿第二定律定义了力的基本单位:牛顿(N ),因此应用牛顿第二定律求解时要用统一的单位制即
国际单位制.
[试一试]
1、下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是:
A、由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比;
B、由m=F/a可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比;
C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受的某个力成正比,与其质量成反比;
D、由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。
解析:选D。物体所受到的合外力与物体的质量无关,加速度与物体所受到的合外力成正比,与物体的质量成反比,质量是物体的属性,与加速度和合外力均无关,D正确
2、在牛顿第二定律公式F=kma中,有关比例常数k的说法正确的是:
A、在任何情况下都等于1
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D、在国际单位制中,k的数值一定等于1
解析:选CD。物理公式在确定物理量的数量关系的同时也确定了物理量单位的关系.课本上牛顿第二定律的公式F=ma是根据实验结论导出的,其过程简要如下:
上式写成等式为F=kma,其中k为比例常数.如果选用合适的单位,可使k=1.为此,对力的单位“N”作了定义:使质量是1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力,叫做1 N,即1 N=1 kg·m/s2.
据此,公式F=kma中,如果各物理量都用国际单位(即F用N作单位、m用kg作单位、a用m/s2作单位),则k
=1.
由此可见,公式F=kma中的比例常数k的数值,是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的,在国际单位制中k=1,并不是在任何情况下k都等于1,故选项A、B错,选项C、D正确.
Ⅰ.知识结构
力和运动的关系
1、关于运动和力,正确的说法是
A、物体速度为零时,合外力一定为零
B、物体作曲线运动,合外力一定是变力
C、物体作直线运动,合外力一定是恒力
D、物体作匀速运动,合外力一定为零
解析:选D。竖直向上抛出的物体,到达最高点时,物体速度为零,瞬间处于静止状态,但受合力竖直向下,合外力不为零,故A错;扔出去的石块,受到重力大小不变,石块做曲线运动,但重力是恒力,故B错;
物体作直线运动,合外力可能为变力,例如当合外力变大、方向不变时,物体将做加速直线运动;故C错;物体作匀速直线运动时,处于平衡状态,合外力一定为零,故D正确.
2、设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情况是
A、先加速后减速,最后静止
B、先加速后匀速
C、先加速后减速直至匀速
D、加速度逐渐减小到零
解析:选BD
根据题意可设阻力为:f=kv,
根据牛顿第二定律得:mg-kv=ma,由此可知,随3速度的增大,阻力增大,加速度减小,当f=kv=mg时,加速度等于零,速度不再变化,阻力不变,雨滴开始匀速运动,所以整个过程中雨滴开始做加速度逐渐减小的加速运动.然后匀速运动,故AC错误,BD正确.
对牛顿第二定律的应用
1.地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平方向成37°角推木箱,如图所示,恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
解:设木箱的加速度为a
斜向下推时:斜向上拉时:以上两式联立,得:
用合成法解动力学问题
合成法即平行四边形定则,当物体受两个力作用而产生加速度时,应用合成法比较简单,根据牛顿第二定律的因果性和矢量性原理,合外力的方向就是加速度的方向,解题时只要知道加速度的方向,就可知道合外力的方向,反之亦然.解题时准确作出力的平行四边形,然后用几何知识求解即可.
友情提示:当物体受两个以上的力作用产生加速度时一般用正交分解法.
1.如图3-2-1所示,小车在水平面上做匀变速运动,在小车中悬线上挂一个小球,发现小球相对小车静止但悬线不在竖直方向上,则当悬线保持与竖直方向的夹角为θ时,小车的加速度是多少?试讨论小车的可能运动情况.
解析:小车在水平方向上运动,即小车的加速度沿水平方向,小球与小车相对静止,则小球与小车有相同加速度,所以小球受到的合外力一定沿水平方向,对小球进行受力分析如图3-2-2所示,小球所受合外力水平向左,则小球和小车的加速度水平向左,加速度的大小为a,由牛顿第二定律得F=mgtanθ=ma,得a=gtanθ.小车可以向左加速;也可以向右减速运动.
【答案】gtanθ;向左加速或向右减速;
【点拨】用牛顿第二定律解力和运动的关系的问题,关键是求出物体受到的合外力,当物体受两个力产生加速度时,一般用平行四边形定则求合外力比较直接简单,注意合外力的方向就是加速度的方向.
2.如图3-2-3所示,质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为ml的物体,与物体l相连接的绳与竖直方向成θ角,则()
A.车厢的加速度为gsinθ
B.绳对物体1的拉力为m1g/cosθ
C.底板对物体2的支持力为(m2一m1)g
D.物体2所受底板的摩擦力为m2 g tanθ
【解析】小车在水平方向向右运动,由图可知小车的加速度沿水平向右,物体1与小车有相同加速度,根据【例1】对物体1进行受力分析,由牛顿第二定律得F=mgtanθ=ma,得a=gtanθ,故A选项错误;且由图3-2-2可知绳对物体1的拉力为m1g/cosθ,底板对物体2的支持力为(m2g一m1g/cosθ),故C错、B正确;物体2与小车也有相同加速度,由牛顿第二定律得,物体2所受底板的摩擦力为f=m2a=m2 g tanθ,即D选项正确.
【答案】BD
利用正交分解法求解
当物体受到三个或三个以上的力作用产生加速度时,根据牛顿第二定律的独立性原理,常用正交分
牛顿第二定律的系统表达式 一、整体法和隔离法处理加速度相同的连接体问题 1.加速度相同的连接体的动力学方程: F 合 = (m 1 +m 2 +……)a 分量表达式:F x = (m 1 +m 2 +……)a x F y = (m 1 +m 2 +……)a y 2. 应用情境:已知加速度求整体所受外力或者已知整体受力求整体加速度。 例1、如图,在水平面上有一个质量为M的楔形木块A,其斜面倾角为α,一质量为m的木块B放在A的斜面上。现对A施以水平推力F, 恰使B与A不发生相对滑动,忽略一切摩擦,则B对 A的压力大小为( BD ) A 、 mgcosα B、mg/cosα C、FM/(M+m)cosα D、Fm/(M+m)sinα ★题型特点:隔离法与整体法的灵活应用。 ★解法特点:本题最佳方法是先对整体列牛顿第二定律求出整体加速度,再隔离B受力分析得出A、B之间的压力。省去了对木楔受力分析(受力较烦),达到了简化问题的目的。 例2.质量分别为m1、m2、m3、m4的四个物体彼此用轻绳连接,放在光滑的桌面上,拉力F1、F2分别水平地加在m1、m4上,如图所示。求物体系的加速度a和连接m2、m3轻绳的张力F。(F1>F2) 例3、两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对B的作用力等于 ( ) A.F F F F 3、B 解析:首先确定研究对象,先选整体,求出A、B共同的加速度,再单独研究B,B 在A施加的弹力作用下加速运动,根据牛顿第二定律列方程求解. 将m1、m2看做一个整体,其合外力为F,由牛顿第二定律知,F=(m1+m2)a,再以m2为研究对象,受力分析如右图所示,由牛顿第二定律可得:F12=m2a,以上两式联立可得:F12= ,B正确. 例4、在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c,如图1所示,已知m1>m2,三木块均处于静止, 则粗糙地面对于三角形木块( D ) A.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右。B.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左。C.有摩擦力作用,组摩擦力的方向不能确定。D.没有摩擦力的作用。 二、对加速度不同的连接体应用牛顿第二定律1.加速度不同的连接体的动力学方程:b c a
牛顿运动定律的应用(张胜富) 一、知识归纳: 1、牛顿第二定律 (1)定律内容:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同. (2)定义式:F 合=ma 2、对牛顿第二定律的理解 (1)瞬时性.根据牛顿第二定律,对于质量确定的物体而言,其加速度的大小和方向完全由物体受到的合外力的大小和方向所决定.加速度和物体所受的合外力是瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失,保持一一对应关系. (2)矢量性.F=ma 是一个矢量式.力和加速度都是矢量,物体的加速度的方向由物体所受合外力的方向决定.已知F 合的方向,可推知a的方向,反之亦然. (3)同体性:a = m F 合各量都是属于同一物体的,即研究对象的统一性. (4)独立性:F合产生的a 是物体的合加速度,x方向的合力产生x 方向的加速度,y 方向的合力产生y 方向的加速度.牛顿第二定律的分量式为F x =ma x,F y =ma y. (5)相对性:公式中的a 是相对地面的而不是相对运动状态发生变化的参考系的. 特别提醒: (1)物体的加速度和合外力是同时产生的,不分先后,但有因果性,力是产生加速度的原因,没有力就没有加速度. (2)不能根据m= m F 得出m∝F ,m ∝a 1 的结论.物体的质量m 与物体受的合外力和运动的加速度无关. 3、合外力、加速度、速度的关系 (1)物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向,合外力与加速度的大小关系是F=ma ,只要有合外力,不管速度是大还是小,或是零,都有加速度,只要合外力为零,则加速度为零,与速度的大小无关.只有速度的变化率才与合外力有必然的联系. (2)合力与速度同向时,物体做加速运动,反之减速. (3)力与运动关系: 力是改变物体运动状态的原因,即力→加速度→速度变化(运动状态变化),物体所受到的合外力决定了物体加速度的大小,而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小,加速度的大小与速度大小无必然的联系. (4)加速度的定义式与决定式: a= t v ??是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法;a =m F 是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加 速度的因素. 特别提醒:物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系,即a 与合力F方向总是相同,但速度v 的方向不一定与合外力的方向相同. 讨论点一:如图所示,对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用瞬间 ( ) A .物体立即获得速度 B.物体立即获得加速度 C.物体同时获得速度和加速度
牛顿第二定律 【学习目标】 1.深刻理解牛顿第二定律,把握Fam?的含义. 2.清楚力的单位“牛顿”是怎样确定的. 3.灵活运用F=ma解题. 【要点梳理】 要点一、牛顿第二定律 (1)内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比. (2)公式:Fam∝或者Fma?,写成等式就是F=kma.. (3)力的单位——牛顿的含义. ①在国际单位制中,力的单位是牛顿,符N,它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为1kg的物体产生1 m/s2加速度的力,叫做1N.即1N=1kg·m/s2. ②比例系数k的含义. 根据F=kma知k=F/ma,因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小,k的大小由F、m、a三者的单位共同决定,三者取不同的单位,k的数值不一样,在国际单位制中,k=1.由此可知,在应用公式F=ma进行计算时,F、m、a的单位必须统一为国际单位制中相应的单位. 要点二、对牛顿第二定律的理解 (1)同一性 【例】质量为m的物体置于光滑水平面上,同时受到水平力F的作用,如图所示,试讨论: ①物体此时受哪些力的作用? ②每一个力是否都产生加速度? ③物体的实际运动情况如何? ④物体为什么会呈现这种运动状态? 【解析】①物体此时受三个力作用,分别是重力、支持力、水平力F. ②由“力是产生加速度的原因”知,每一个力都应产生加速度. ③物体的实际运动是沿力F的方向以a=F/m加速运动. ④因为重力和支持力是一对平衡力,其作用效果相互抵消,此时作用于物体的合力相当于F. 从上面的分析可知,物体只能有一种运动状态,而决定物体运动状态的只能是物体所受的合力,而不能是其中一个力或几个力,我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系叫牛顿第二定律的同一性. 因此,牛顿第二定律F=ma中,F为物体受到的合外力,加速度的方向与合外力方向相同. (2)瞬时性
牛顿第二定律---------教学设计 复习提问,引入新课。(2min) 提问牛顿第一定律内容,强调力的作用是什么? 学生共同回答,改变物体运动状态。进一步提问,什么物理量来描述物体运动状态改变的难易程度? 回顾前面加速度的定义式,师生共同总结出力是产生加速度的原因。 1.创设情境,提出问题。(3min) 演示实验:定性探究加速度的大小与什么因素有关。 教师展开课本,手拿着封面页,其它页自然下垂,用一定的力度吹下垂页。然后手拿着其它页,用相同的力度吹封面页,提示学生观察那种情况加速度大,加速度同什么因素有关? 这个问题,学生容易联想到质量越小,运动状态越容易改变,所以加速度和物体质量有关。 教师再演示,用不同的力度吹相同的下垂页,提示学生观察哪种情况加速度大,加速度同什么因素有关? 这个例子使学生认识到改变物体原有状态是和作用在物体上的力的大小有关的。 提出疑问:加速度和力、质量到底有什么关系呢? 2.实验设计和进行试验(7min)
我将先介绍研究三个变量问题的研究方法控制变量法:保持m不变,研究a与F的关系;保持F不变,研究a与m的关系。 探究一:a与F的关系 问题一: 让小车做匀加速 在所挂的钩码质量远远小于小车质量的前提下,绳的拉力近似等于所挂钩码的重力,m< 教师讲解:控制两辆小车同时启动和停止,加速度的比较是依据位移公式:22 1at S =,当t 相同时有: 21 21S S a a = 师生一起共同设计实验步骤: 研究a 与F 的关系, 第一步:让两车有相同的质量,两车挂不同的钩码,分别放在各自的轨道上 。记录两钩码的重G 。 第二步:控制拴住小车的两根细线,让两小车同时启动和迅速停止。记录两小车的位移S 。 第三步:只改变两车挂的钩码的重,再重复第二步。 请设计记录实验数据的表格。 学生参与实验步骤的设计,并设计出记录实验数据的表格 表一:小车质量相同 牛顿第二定律应用的典型问题 牛顿第二定律应用的典型问题 ——陈法伟 1. 力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。由知,加速度与力有直接关系,分析清楚了力,就知道了加速度,而速度与力没有直接关系。速度如何变化需分析加速度方向与速度方向之间的关系,加速度与速度同向时,速度增加;反之减小。在加速度为零时,速度有极值。 例1. 如图1所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是() 图1 A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大 解析:小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点,弹力从零开始逐渐增大,所以合力先减小后增大,因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大,所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。故选CD。 例2. 一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动,探测器通过喷气而获得推动力,以下关于喷气方向的描述中正确的是() A. 探测器加速运动时,沿直线向后喷气 B. 探测器加速运动时,竖直向下喷气 C. 探测器匀速运动时,竖直向下喷气 D. 探测器匀速运动时,不需要喷气 解析:受力分析如图2所示,探测器沿直线加速运动时,所受合力方向与 运动方向相同,而重力方向竖直向下,由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方,由牛顿第三定律可知,喷气方向斜向下方;匀速运动时,所受合力为零,因此推力方向必须竖直向上,喷气方向竖直向下。故正确答案选C。 牛顿第二定律 一、知识与技能 1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式; 2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。 3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。 4、会用牛顿第二定律的公式实行相关的计算。 1、以实验为基础,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律。 2、培养学生的概括水平和分析推理水平。 三、情感、态度与价值观 1、渗透物理学研究方法的教育。 2、理解到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。 ★教学重点 牛顿第二定律 ★教学难点 牛顿第二定律的意义 ★教学方法 1、复习回顾,创设情景,归纳总结; 2、通过实例的分析、强化训练,使学生理解牛顿第二定律的意义。 ★教学过程 一、引入新课 教师活动:利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。教师提出问题,启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定? 学生活动:学生观看,讨论其可能性。 点评:通过实际问题及现象分析,激发学生学习兴趣,培养学生发现问题的水平 教师活动:提出问题让学生复习回顾: l、物体的加速度与其所受的作用力之间存有什么关系? 2、物体的加速度与其质量之间存有什么关系? 学生活动:学生回顾思考讨论。 教师活动:(进一步提出问题,完成牛顿第二定律探究任务的引入)物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存有怎样的关系呢? 学生活动:学生思考讨论,并在教师的引导下,初步讨论其规律. 点评;通过多媒体演示及学生的讨论,复习回顾上节内容,激发学生的学习兴趣。培养学生发现问题、探究问题的水平。 二、实行新课 教师活动:学生分析讨论后,教师进一步提出问题: l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述? 2、它的比例式如何表示? 3、各符号表示什么意思? 4、各物理量的单位是什么?其中,力的单位“牛顿”是如何定义的? 学生活动:学生讨论分析相关问题,记忆相关的知识。 教师活动:上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况,当物体受到几个力作用时,上述规律又将如何表述? 学生活动:学生讨论分析后教师总结:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。 点评:培养学生发现一般规律的水平 教师活动:讨论a和F合的关系,并判断下面哪些说法不对?为什么? A、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度. B、力恒定不变,加速度也恒定不变。 C、力随着时间改变,加速度也随着时间改变。 D、力停止作用,加速度也随即消失。 E、物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速 度逐渐减小。 F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。 学生活动:学生讨论分析后教师总结:力是使物体产生加速度的原因,力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性 点评:牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的,但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况,以及应用于变力作用的某一瞬时。 教师活动:出示例题引导学生一起分析、解决。 授课类型 牛顿第二定律 教学目的 1、知道得到牛顿第二定律的实验过程 2、理解加速度与力与质量间的关系 3、理解牛顿第二定律的内容;知道定律的确切含义 4、能运用牛顿第二定律解答有关问题 5、使学生知道物理学中研究问题时常用的一种方法——控制变量法 教学内容 (1)神舟六号飞船返回舱返回时为何要打开降落伞? (2)赛车在开出起跑线的瞬间发生了怎样的变化? 思考:赛车比起一般的家用汽车质量上有什么不一样?这一设计就是为什么? 提出问题:完成牛顿第二定律探究任务引入物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢? 一、要点提纲: 加速度与力、质量的关系 实验方法:控制变量法。控制(物体质量or 力)这一变量保持恒定,只研究另一变量(力or 物体质量)与加速度的关系。 Ⅰ、课堂导入 Ⅱ、同步讲解 加速度与力的关系 实验基本思路:保持物体质量不变,测量物体在不同的力的作用下的加速度,分析加速度与力的关系。 实验数据分析:测量多组实验,得到多组力与加速度,以a为纵坐标、F为横坐标建立坐标系,由图像得到a与F关系。 a ∝ F 加速度与质量的关系 实验基本思路:保持物体所受的力不变,测量不同质量的物体在这个力的作用下的加速度,分析加速度与物体质量的关系。 实验数据分析:测量多组实验,得到多组力与加速度,会发现质量m越大,加速度a越小,根据经验,可能就是a 与m 成反比,也可能就是a与2m成反比,甚至就是更复杂的关系。我们从最简单的入手,检验a与m就是否成反比,a与m成反比即a与1/m成正比,以a为纵坐标、1/m为横坐标建立坐标系,由图像得到a与1/m关系。 牛顿第二定律 教学设计 教材分析 牛顿第二定律是动力学部分的核心内容,它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化,即加速度与它所受外力的关系,以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系;况且此定律是联系运动学与力学的桥梁,它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻,所以本节课的教学对力学是至关重要的.本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容,关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解,全面掌握牛顿第二定律,会应用牛顿第二定律解决有关问题. 学情分析???? 学生学习了第二节实验课:探究加速度与力/质量的关系,?对a?m?F三者关系都有了初步了解,并且总结出了相关规律,所以对本节理论课内容做好了铺垫,对掌握本节内容具有重要作用,? 教学目标: 知识与技能 1、能准确表述牛顿第二定律 2、理解数学表达式中各物理量的意义及相互关系 3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的 4、能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题 过程与方法 通过对上节课实验结论的归纳,培养学生概括和分析推理能力 情感与态度 1、渗透物理学研究方法的教育——由实验归纳总结物理规律 2、让学生感受到物理学在认识自然上的本质性、深刻性、有效性 教学重点: 牛顿第二定律 教学难点: 1、牛顿第二定律公式的理解 2、理解k=1时,F=ma 教学方法和程序:探讨、归纳、数字化实验、讯飞多媒体辅助互动等。具体步骤是:创设物理情景→回顾与思考→数字化演示实验→总结规律→讯飞多媒体辅助互动。 教学过程: 板书设计: 牛顿第二定律 1.内容:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比.加速度的方向跟合外力的方向相同 2.表达式:a =F 合m 或F 合=ma 说明:①a =F m 是加速度的决定式②力是产生加速度的原因③m =F a 中m 与F 、a 无关 1. 3.对牛顿第二定律的理解:①矢量性 ②因果性 ③瞬时性 ④同体性 ⑤独立性 ⑥局限性 4.应用牛顿第二定律解题的一般步骤 备用习题: 1.如图所示,一物体以一定的初速度沿斜面向 上滑动,滑到顶点后又返回斜面底端.试分析在物 体运动的过程中加速度的变化情况. 解析:在物体向上滑动的过程中,物体运动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,所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的,与物体运动的速度方向相反,物体做减速运动,直至速度减为零.在物体向下滑动的过程中, 物体运动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 牛顿第二定律的应用 Prepared on 22 November 2020牛顿第二定律应用的典型问题
牛顿第二定律
牛顿第二定律的理解与应用
牛顿第二定律教学设计市级一等奖
牛顿第二定律的应用