牛顿第二定律优质课.doc

4.3牛顿第二定律 导学案山东省临朐第一中学 曾庆强 2009、12、14教学目标知识与技能1、掌握牛顿第二定律，理解公式中各物理量的意义及其相互关系。2、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。3、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。过程与方法1、以实验为基础，归纳总结出牛顿第二定律。2、培养学生的概括能力和分析推理能力。情感、态度与价值观渗透物理学研究方法的教育。问题导学、典例探究1.牛顿第二定律（l）内容：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反（2）比例式： aF/m 写成等式： F= kma（3）力的单位“牛顿”的定义：F=kma中，当k值取定后，力的单位当然也确定了。由于k的取值有一定的任意性，那取1将会使公式最简单。此时，有：1个单位力=1*1kg*1m/s2，即规定了1 N的力是使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力。思考：结合重力和质量的关系式G=mg，思考9.8 N/kg与9.8 m/s2等价吗？2深入理解牛顿第二定律： 请同学们讨论并思考以下几个问题，深入理解牛顿第二定律的含义。（1）加速度是由谁产生的？（2）加速度方向由谁决定？（3）是先有作用力而后产生加速度，还是力作用到物体的同时产生加速度呢？合外力发生变化时,加速度也随之变化吗？(4) 当物体受到几个力的作用时，加速度如何确定？小结：牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系，还确定了它们的方向之间的关系：加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。牛顿第二定律的完整表述：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。例1.下列说法正确的是：（ ）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、力随时间改变，加速度也随时间改变，力停止作用，加速度也立即消失。D、物体的加速度大小不变，一定受恒力作用。3、牛顿第二定律的应用例2 某质量为1100 kg的汽车在平直路面试车，当达到100 kmh的速度时关闭发动机，经过70 s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000 N，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。问题导引：（1）关闭发动机后汽车做什么运动？怎样求加速度？受到哪几个力作用？（2）汽车重新起步时，受到哪几个力作用？做什么运动？怎样求加速度？（3）在同一直线的矢量运算中，是怎样将矢量运算化简为代数运算的？规范解答：汽车关闭发动机后汽车做匀减速运动，对汽车受力分析如图1所示，取汽车运动方向为正方向建立如图所示坐标系， 由运动学公式得： 由牛顿第二定律得： 联立、两式得：F阻= 即阻力大小为 ，方向为： 。汽车重新起步后，对汽车受力分析并建立坐标系如图2所示由牛顿第二定律得： 联立、两式得： 加速度方向与速度方向 。 例3 一个物体，质量是2 kg，受到互成 120角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10 N，这两个力产生的加速度是多大？问题导引：如何求物体受到的合力？规范解答：对物体进行受力分析并建立坐标系如图所示：则，Fx= ， Fy= F合= 方向： 。由牛顿第二定律得： 解得： 小结：应用牛顿第二定律解题的一般步骤： (1)确定研究对象。 (2)分析研究对象的受力情况和运动情况，画出受力图。 (3)选定正方向或建立直角坐标系。（通常选加速度的方向为正方向，或将加速度的方向作为某一坐标轴的正方向。） (4)求合力。 (5)根据牛顿第二定律列方程。 (6) 求解。必要时进行检验或讨论。变式训练：质量为8103千克的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为1.45104牛，所受阻力为2.5 103牛求：汽车前进时的加速度解:对 ,受力分析如图. 建立如图所示坐标系.由牛顿第二定律得: 解得: 课堂小结 1、注重理解牛顿第二定律中物理量之间的关系。2、注意应用牛顿第二定律解题的方法和步骤。3、学习正交分解法的应用。当堂检测1、从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？2放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F的作用下以加速度a运动，现将拉力F改为2F（仍然水平方向），物体运动的加速度大小变为a则 （ ）Aa= aBa a 2aCa= 2aDa 2a3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加速度逐渐减小到零4.质量是2Kg的物体，受到互成900角的两个力的作用，这两个力大小都是10N，求物体的加速度。当堂反思：课后作业与巩固学案W1设洒水车的牵引力不变，所受阻力与车重成正比，洒水车在平直路面上行驶原来是匀速的，开始洒水后，它的运动情况将是( )A继续作匀速运动 B变为作匀加速运动C变为作变加速运动 D变为作匀减速运动2甲车质量是乙车质量的2倍，把它们放在光滑水平面上，用力F作用在静止的甲车上时，得到2 ms2的加速度，若用力F作用在静止的乙车上，经过2s，乙车的速度大小是( )A2 ms B4 ms C6 ms D