牛顿第二定律教案.doc

4.3 牛顿第二定律 一、 三维目标（一）知识与技能理解牛顿第二定律一般表达的含义知道物体运动的加速度方向与合外力方向一致会用牛顿第二定律解决一些与生产和生活相关的实际问题。 （二）过程与方法培养学生的创造性思维过程以及的观察、分析和概括能力；（三）情感、态度与价值观使学生形成愿意与他人合作学习的意识。有将自己的见解与他人交流的愿望。 二、 教学重点 难点重点：牛顿第二定律的应用 难点：牛顿运动定律的意义三、教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。四、教学过程情景导入通过上节课的学习，我们知道（1）当保持物体质量不变时，物体的加速度与它所受力成正比。用数学式子表示就是：aF（2）当保持物体受力不变时，物体的加速度跟质量成反比。用数学式子表示就是：a1/m合作探究、精讲点拨主题一：生活感悟问题：试想一下，一列火车启动时，它的加速度大小会与什么因素有关？与火车的牵引力的大小有关吗?与火车上乘客的多少有关吗？再想一想，飞机在起飞时的加速度远大于火车，是因为飞机的动力比火车头的大，还是因为飞机的质量比火车的大？主题二：牛顿第二定律 自主探究：学生自主阅读课本74页的内容，并回答下列问题：1. 牛顿第二定律的内容是怎样表述的？2. 它的比例式如何表示？3. 式中各物理量的单位是什么，其中力的单位“牛顿”是怎样定义的？4. 当物体受到几个力的作用时，式中的F指什么？此时比例式如何表示？教师归纳总结：1.内容：物体的加速度跟 作用力 成正比，跟 质量 成反比，加速度的方向跟 作用力方向相同。2.比例式：aF/m 或者 Fma ，也可以写成等式： F=kma 。3.力的单位：式中k是比例系数，它的选取与公式中物理量单位的选取有关。当时还没有力的单位，为了使用方便，k取1时，能使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力定义为“1个单位的力”，为纪念牛顿，把该单位称为“牛顿”，用符号N表示，即1N=1kgm/s2。此时，牛顿第二定律的数学表达式为：F= ma 。4. 当物体受到几个力的作用时，式中的F指物体所受的合力。表达式：F合= ma学案问题：从牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以产生加速度，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？ F应为合外力。 【探究】加速度与力谁决定谁？问题：在光滑的水平面上物体受一大小不变、方向向右的力F的作用，那么加速度方向如何？一段时间后，将F的方向改为向左，那么这时物体的速度的方向如何？加速度方向如何？由此我们得到什么结论？共同探究讨论（）一个物体静止在光滑水平面上，只受向右大小不变的力F1的作用，那么，物体加速度a1方向如何？（）一段时间后，撤去F1，施加F2，这时速度V方向如何？加速度a2的方向怎样？（）如果同时受到F1、F2的作用，小车所受合力为多少？加速度a由什么力来决定？沿什么方向？大小为多少？作用一段时间后，撤去外力，物块的运动情况如何？理解要点：（1）因果关系：有合力就有加速度，即力是产生加速度的原因。（2）瞬时性：当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，同时产生、同时变化、同时消失。（3）矢量性：F=ma是一个矢量式，加速度a与合外力F都是矢量，物体加速度的方向总与合外力的方向相同。（4）独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果随堂训练： 关于a和F合的关系，以下说法正确的是： （ A D）A.物体所受合外力越大，加速度就越大 B.一旦物体受到合外力的作用，物体就具有了加速度和速度C.合力消失，物体还将继续加速一段 D.物体的加速度方向一定与所受合力方向相同天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球两小球均保持静止当突然剪断细绳时，上面小球A与下面小球B的加速度为 （ C ）AaAg，aBgBaAg，aB0CaA2g，aB0 DaA0，aBg师：从牛顿第二定律的数学表达式F合= ma来看，F合是力学物理量，a是运动学物理量，所以我们说牛顿第二定律是联系力和运动的桥梁。那么，牛顿第二定律的应用分为两种：（1）由运动求力；（2）由力求运动。下面我们来具体的学习一下，请看例题。vGfxFN课本例一：（以学生自主学习为主）一辆质量为1000kg的小汽车以72km/s的速度行驶，关闭发动机，经过20s匀减速停下来，则需要的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？（假定行驶过程中汽车受到的阻力不变）解析：以运动方向为x轴正方向，建立如图坐标系（1）汽车减速时的情况，设阻力大小为f力：F合 =f桥梁：F合=maf = ma1 = 1000NFvGfxFN 运动：a 1= (v2-v1)/t即：阻力的大小为1000N，方向与运动方向相反。（2）汽车重新起步加速时的情况 F合 = Ff = 1000N由牛顿第二运动定律，得 a2 = F合/m=1m/s2即：加速度的大小为1m/s2 ，课本例题2：一个物体，质量为kg，受到互成120角的两个力F、F的作用，此外没有其它的力。这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大？平行四边形法 正交分解法解：建立如图坐标系：把F、F分别沿轴、轴分解F合=F1x+F2x=F1cos60+ F2cos60=10N 由牛顿第二定律得到 a=5m/s2加速度方向与F合方向相同。（四）反思总结，当堂检测这节课我们学习了： 内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟质量成反比。加速度的方向跟作用力方向相同。牛顿运动定律 数学表达式：F合= ma 意义：（1）因果关系（2）瞬时性（3）矢量性 应用：（1）已知运动求力（2）已知力求运动教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。五、 板书设