高中物理4-3牛顿第二定律教案

1、4-3 牛顿第二定律教案一、学习任务分析1 教材的地位和作用牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。本章教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达分成两节内容，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。2学习的主要任务本节的学习任务类型是综合型。在知识上要求掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式，理解表达式中各物理量的意义及相互关系，知道在国际单位制中力的单位 “牛顿” 是怎样定义的， 会用牛顿第二定律解决相关问题；在技能上要求会由实验归纳总结物理规律；体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。二、学习者

2、情况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，会用气垫导轨与打点计时器研究匀变速直线运动。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，具有团队精神。三、教学目标分析根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：1知识与技能目标掌握牛

3、顿第二定律的文字内容和表达式；理解表达式中各物理量的意义及相互关系，深入理解牛顿第二定律；知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的；会用牛顿第二定律解决相关问题。2过程与方法目标以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受到的力的关系，进而总结出牛顿第二定律；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。3情感、态度、价值观目标通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神；让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感。四、教学重点和难点重点：掌握牛顿第二定律的文字内容和表达式；会用牛顿第二定律解决相关问题。难点：理解表达式中各物理量的意义及相互关系，深

4、入理解牛顿第二定律五、教学手段在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，调动学生学习的积极性。六、教学过程设计（一）创设情景、引入新课视频展示：刘翔在雅典奥运会夺金的情景。教师：短跑运动员起跑的好坏直接影响到是否能取得优异的成绩，因此，发令枪一响运动员必须用力蹬地，以在最短的时间内获得最大的加速度， 达到最快运动速度。 运动员怎样才能 做出好的起跑呢？本节课就来解决这个问题。（二）推进新课为了培养学生的自主学习能力，让学生带着以下问题自学教材74-75页内容。1、当物体受到的力和物体的质量发生变化时，物体的加速度与其所受到的力和质量有怎样 的关

5、系？2、牛顿第二定律的内容是怎样表述的？3、它的比例式如何表示，式中各符号表示什么物理量？式中各物理量的单位是什么？学生自学后，回答以上问题。【小结】1、物体的加速度与它受到的力成正比，与其质量成反比。2、牛顿第二定律：物体加速度的大小与其所受到的作用力成正比，与其质量成反比；加速 度的方向与作用力的方向相同。3、比例式：a广F或Fhma等 式：F = kmak是比例系数； m表示物体的质量，单位是 kg； a表示物体的加速度，单位是ms2F表示物体受到的合力，单位是 N。若取 k =1 ,则：F = kmaT F = ma。定义使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所需要的力叫做 个单位

6、的力即：F =ma =1kghm s2 =1kg_m s21N = 1kg |_m s2【例题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 （CD ）A.由F = ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比 B.由m=F可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比 aC.由a=£可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比 mD.由m=F可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力求出a【小结】F =ma,说明力是产生加速度的原因，不能说F与m成正比，与a成正比。m=F, m是由物体本身来决定的，与 F、a无关，

7、但在数值上等于作用在物体上的合力a与物体所产生的加速度 a的比值。a -,物体加速度的大小与其所受到的合力成正比，与其质量成反比。 m【例题2】质量为1000kg的汽车在平直路面试车，当达到 36km/h的速度时关闭发动机，经过 5s停了下来。则汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为3000N,产生的加速度是多大？（假定整个过程中汽车受到的阻力不变。）解：试车第一阶段:汽车做匀眄的v0 = 36 kmh变速直线运动，初速度是= 10m/s,末速度是0,滑行时间t=5s。则汽车的加速度为：a1二出冒 :2 m. s2汽车受到的阻力为： 7 = ma =2000N试车第二阶段：汽车在重新起步

8、并加速后，不但受到上述阻力的作用, 还受到牵引力的作用。汽车所受合力是二力之和。即：F合=F牵-F阻=1000N由牛顿第二定律可得汽车的加速度为：a2二-二 1 ms2m【小结】一、应用牛顿第二定律解决问题的步骤：1、明确研究对象。2、分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图。3、根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程。4、求解。二、对牛顿第二定律的理解：1、同一性：是指式中 F、m、a必须对应同一个物体或同一个系统。2、矢量性：表达式 F= ma是矢量式，任一瞬时，加速度的方向都与合力方向相同。【巩固训练】运动，如果撤去推力，车的加速度是多少?可得车受到的阻力为:水平路面上质量是

9、 30kg的手推车，在受到60N的水平推力时做加速度为1.5m/s2的匀加速F合二5推-F阻=mshF阻=F推一 ma 二 15N撤去推力后：a2= - = 0.5m s2m加速度方向与阻力方向相同。【例题3】光滑水平桌面上有一个物体，质量是2kg,受到互成120°角的两个水平方向的力的作用, 两个力的大小都是 10N。则：这个物体的加速度是多大?【小结】解：解法一：根据平行四边形定则，可得物体所受合力为:F 合=2F1 cos60 =10N由牛顿第二定律可得物体加速度为：=5m.s2解法二：F1作用在物体上可产生加速度 a1 ： a1 =且=5m/ s2 m同理：a2 = &

10、; = 5m.s2m 1则物体的加速度为： *=2al cos60 =5m； s2、对牛顿第二定律的理解:3、独立性：若a为物体的实际加速度，则 F必为物体受到的合外力，而作用于物体上的每 一个力各自产生的加速度也都遵循牛顿第二定律，与其他力无关，而物体实际的加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。、运动员起跑问题、测宇航员质量问题【科学漫步】 将实际问题简化为：运动员具有相同的质量，能达到的最大速度一致。 则：根据牛顿第二定律，运动员蹬地的力量越大，获得的加速度越大， 会在较短时间内达到最大运动速度，可以取得优异成绩。视频展示：在宇宙中用质量测量仪测宇航员的质量 问题：质量测量仪的原理是什么?

11、 学生讨论探究，回答上述问题。 视频展示：质量测量仪的原理。 三、测火箭组的质量（巩固训练）1966年在地球上空完成了一次测量火箭质量的实验。实验时，用双子星号宇宙飞船（ml =3400 kg）去接触在轨道上运行的火箭组m2 （发动机已经熄火）。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭组共同加速，如图所示。推进器的平均推力F = 895N ,推进器开动时间t = 7s,测出飞船和火箭组的速度变化是0.91m/s。试求火箭组的质量 m2。解：V2ml和m2的加速度为：a = 0.13m/s t由牛顿第二定律可得：m1 - m2 =a则：m2 =3484 kg（三）课堂小结这节课我们学习了牛顿第二定律：1、牛顿第二定