人教版高一物理--4.3牛顿第二定律教学设计.doc

人教版物理（必修一）第四章 牛顿运动定律第三节 牛顿第二定律芜湖泰文中学 方海兵2013.12【教材分析】本章教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达式分成两节内容，目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。牛顿第二定律的首要价值应该是确立了力与运动之间的直接关系，即因果关系。如知道了物体的受力情况，物体的运动状态及其变化就完全确定了。这应该是人类在认识自然过程中取得的重要思想成就。本节内容首先在上节课实验的基础上，通过分析说明，提出了牛顿第二定律的具体内容表述，得出牛顿第二定律的数学表达式。从到，到F=kma,再到最后得出F=ma,其中蕴含有丰富的知识与技能、过程与方法性目标。因此，更要注重对学生思想观念和心理的影响，即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。教科书突出了力的单位1N的物理意义，它是为后面学习单位制的内容准备的。引导学生进行必要的讨论。本节最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路，它们也是学习、理解牛顿第二定律的基本组成部分。【学情分析】 在学习这一内容之前，学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能，学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。 在非智力因素方面，学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望。【教学目标】 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和相互关系。 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。 二、过程与方法 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.认识由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。 三、情感态度与价值观 1.实验探究激发学生的求知欲和创新精神。 2.渗透物理学研究方法的教育，体验物理方法的魅力。【教学重难点】 教学重点： 1.引导学生探究加速度和力、质量间的关系的过程并总结牛顿第二定律。 2.牛顿第二定律的应用。教学难点： 1.牛顿第二定律的意义。2.理解k=1时，F=ma。【教学方法】 1.启发引导、实验探究、合作交流。 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。【教学用具】 牛顿第二定律演示器、小车（两个）、钩码（50g若干）、细线若干、三角板【课时安排】 1课时教学环节教学内容学生活动导入新课同学们上节课在实验室做了探究加速度与力、质量的关系的实验，同学们对实验数据进行分析了吗？有没有得出什么结论？下面先请同学们在黑板上画出a-F和图象。教师同时用牛顿第二定律演示器演示加速度与力、质量的关系。实验结论：加速度与力成正比、与质量成反比新课教学新课教学一、牛顿第二定律通过对同学们上节课实验结论的分析总结，同学们能不能简单的概括一下牛顿第二定律的内容？那我们都学习过，加速度是矢量，那么在牛顿第二定律里加速度方向如何？那么我们完整的牛顿第二定律定义：物体的加速度大大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。牛顿第二定律可以用比例式来表示则 或者 上式是一条比例式，如果写成等式又如何表达？表达式：F=kma式中K是比例系数，F指的是物体所受的合力。二、力的单位同学们在初中已知道力的单位是牛顿，但同学们知道一牛顿的力有多大吗？由F=kma 当k=1时，F=ma取m=1kg a=1m/s2则:F=ma=1kg1m/s2 =1kgm/s2kgm/s2就是力的单位。我们规定1kgm/s2为一个单位的力，为了纪念牛顿，我们就把一个单位力的称为1牛顿，所以1N=1kgm/s2，意思就是一牛顿的力相当于把质量为1kg的物体产生1 m/s2的加速度所需的力。所以当m,a取国际单位时，K=1，牛顿第二定律就表述为： F=ma定义：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比。加速度方向与物体所受作用力方向相同。因为在这三个因素中，质量是标量，力和加速度是矢量同学起来回答：F=kma初中学过手托起两个鸡蛋所用的力是1N。同学们在初中学的重力常数是g=9.8N/kg高中阶段我们学的重力加速度g=9.8m/s2两者之间有什么联系?例题讲解例题讲解例题讲解例题1：某质量为1100kg的汽车在平直的公路面试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？假设试车过程中汽车受到的阻力不变。（1）分析：第一阶段：第二阶段：（2）解：在试车的第一阶段，加速度为汽车受到的阻力为负号表示阻力的方向与速度的方向相反。在重新起步并加速后，汽车除了受到上述阻力外，还受到牵引力F，汽车所受到的合力为F合=2000N437N=1563N由牛顿第二定律可得汽车的加速度a2加速度的方向与速度的方向相同。例题2:一个物体，质量是2kg，受到互成1200角的两个力F1和F2的作用，这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大？（1） 通过下面简单的解法设疑。如图，因为 F1=F2=10N，F1、F2的夹角1200，根据平行四边形定则有：F合=F1=F2=10N（2）引导学生参考课本例题解法（如何运用正交分解法，把F1、F2分解合成求合力）问：为什么例题中，比较复杂地先把F2沿x轴，y轴分解再合成求合力呢？通过下面的例题，说明正交分解法的重要例：一个质量为m的物体，受到一个与水平方向成角的F1一个与水平方向成角F2作用，如图，并且F1不等于F2 ，求物体在水平方向产生的加速度为多大？解：用正交分解法把F1 ，F2分解，如图：指出：这一种沿x轴，y轴分解合成的方法，我们叫做正交分解法,在解决力的分解合成时，正交分解法非常重要。同学们分析两种情况下汽车分别受哪些力的作用？讨论：公式和都可以用来计算加速度，这两条式子哪一条是量度式？哪一条是决定式？力、加速度、速度和速度变化量之间有什么关系？总结：（1） 为定义式，可以通过计算速度的变化率来计算加速度。（2）为决定式，揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。可以用产生加速度的力跟质量的比值来计算。请同学到黑板用平行四边形定则作出合力。同学们结合自己做题实际分析为何要进行力的分解，比平行四边形定则有什么优势？【课堂小结】 这节课我们学习了 1.牛顿第二定律:F=ma 2.牛顿第二定律的物理意义 3.牛顿第二定律解决问题的一般方法【作业布置】教材78页第2、3、4题【板书设计】4.3牛顿第二定律一、牛顿第二定律定义：物体的加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。比例式： 则 或者 即 F=kma二、力的单位力的单位定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力为1N。即1N=1kg.m/s2。F=kma中k的含义：根据F=kma知，,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