河北省沧州市颐和中学高中物理《4.3 牛顿第二定律》教案 新人教版必修1(1).doc

河北省沧州市颐和中学高中物理4.3 牛顿第二定律教案 新人教版必修1教学目标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进行有关的计算教学重点1. 牛顿第二定律2. 牛顿第二定律的应用教学难点牛顿第二定律的应用教学过程一、牛顿第二定律：【定义】：物体加速度的大小跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。比例式：或。等式：其中k是比例系数。（公式中的f是合外力，而ma是作用效果，不要看成力，它们只是大小相等）力的单位k是比例常数，那k应该是多少呢？这里要指出的是，在17世纪，人类已经有了一些基本物理量的计量标准，但还没有规定多大的力为一个单位力，当然也没有力的单位牛顿。科学家们在做与力有关的实验时并没有准确计算力的大小，利用的仅仅是简单的倍数关系。比如当挂一个钩码时，质量为1kg的小车产生大小为2m/s2的加速度，当挂两个钩码时，此时小车受力是第一次的两倍，实验结果是小车产生大小为4m/s2的加速度，由此可以得出物体的加速度与所受的合外力成正比（因为还没有规定一个单位的力是多大，所以你也无法知道一个钩码是几个单位的力。比如只有当我们规定了多长的距离为一个单位长度（1m）后才能知道一根棒有几个单位长度即几米。）。由于单位力的大小还没有规定，所以k的选择有一定的任意性，只要是常数，它就能正确表示f与m、a之间的比例关系。（或者反过来讲，如果我们当时已经规定了力的单位为n，并且规定一个钩码的重量为1n，那么公式中的k就不具有随意性。在计算时质量的单位用kg，加速度的单位用m/s2，当f m a三者都取值为单位1时有：1n=k*1kg*1m/s2 而我们知道1kg*1m/s2表示使质量为1kg的物体产生1m/s2的力，对照上例应该是半个钩码，那k 就应该等于2。如果当时规定两个钩码重量为1n时，那k应该是4。而当规定半个钩码重为1n时，k就是1了。所以由于没有规定1n的力是多大，k的值任意的，只要常数就行。既然k是任意取的，那取1将会使公式最简便。当k值取定后，力的单位理所当然也定下来了：一个单位力=1*1kg*1m/s2，即规定了1n的力是使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力。用手托住两个鸡蛋大约就是1n。从上可知力的单位是kg*m/s2，后来为了纪念牛顿，把kg*m/s2称做“牛顿”，用n表示。公式：例1、一物体质量为1kg的物体静置在光滑水平面上，0时刻开始，用一水平向右的大小为2n的力f1拉物体，则（1） 物体产生的加速度是多大？2s后物体的速度是多少？（2） 若在3秒末给物体加上一个大小也是2n水平向左的拉力f2,则物体的加速度是多少？4秒末物体的速度是多少？（3） 3s内物体的加速度2m/s2是由力f1产生的，3s后物体的加速度为0，那是说3s后f1不再产生加速度了？f1ng【牢记】：物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的合加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和；也等于合外力与质量的比值。例2：光滑水面上，一物体质量为1kg，初速度为0，从0时刻开始受到一水平向右的接力f，f随时间变化图如下，要求作出速度时间图象。t(s)v(m/s)01231234t/sf/n01231234【牢记】：加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失；所以加速度与力一样，可以突变，而速度是无法突变的。总结分析【牢记】：1、f与a的同向性。2、f与a的瞬时性。3、力的独立性原理。4、f可以突变，a可以突变，但v不能突变。5、牛二只适用于惯性参考系6、牛二适用于宏观低速运动的物体7、是定义式、度量式；是决定式。两个加速度公式，一个是纯粹从运动学（现象）角度来研究运动；一个从本质内因进行研究。 就像农民看云识天气，掌握天气规律，但并不知道云是如何形成的，为什么不同的云代表不同的天气。就像知道有加速度却不知道为何会有。8、不能认为牛一是牛二在合外力为0时的特例。 二、用牛顿第二定律解题的方法和步骤1、明确研究对象（隔离或整体）2、进行受力分析和运动状