高中物理牛頓第二定律教案32新人教版必修

1、3.3牛頓第二定律（34課時(shí)）一、素質(zhì)教育目標(biāo)（一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn)1在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出牛頓第二定律2掌握公式、物理量的意義3學(xué)習(xí)、應(yīng)用牛頓第二定律應(yīng)注意的問題（二）能力訓(xùn)練點(diǎn)1演示實(shí)驗(yàn)總結(jié)牛頓第二定律，從定性到定量，對真理進(jìn)行再發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究、總結(jié)規(guī)律，不斷創(chuàng)新的能力2掌握實(shí)驗(yàn)研究中的控制變量法（三）德育滲透點(diǎn)通過對實(shí)驗(yàn)誤差處理、控制變量的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)，實(shí)事求是的美德二、學(xué)法引導(dǎo)1以分組實(shí)驗(yàn)的方法，讓學(xué)生帶著問題去研究2歸納總結(jié)，形成規(guī)律性認(rèn)識(shí)三、重點(diǎn)·難點(diǎn)·疑點(diǎn)及解決辦法1重點(diǎn)成功地完成演示實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出牛頓第二定律并掌握牛頓第二定律的初步應(yīng)用2難點(diǎn)物理公

2、式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的同時(shí)也確定了物理量的單位關(guān)系3疑點(diǎn)從牛頓第二定律可知，無論怎么小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是當(dāng)用力推一個(gè)停在地面上的較大的物體時(shí)，卻推不動(dòng)，這是什么原因呢?這與牛頓第二定律的外延有無矛盾呢?4解決辦法學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)分析、剖析、講解例題及用學(xué)生討論等方式加以解決四、課時(shí)安排第1課時(shí) 基本知識(shí)點(diǎn)的講解第2課時(shí) 基本習(xí)題講解（學(xué)會(huì)基本思路）做基本練習(xí)題第3課時(shí) 中檔習(xí)題講解（作業(yè)有所加深）如連接體的問題五、教具學(xué)具準(zhǔn)備帶滑輪的長木板若干、小車若干、細(xì)線、砝碼盤、砝碼、直尺等，用于演示實(shí)驗(yàn)（說明力質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系）六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)1教師由復(fù)習(xí)影響物體運(yùn)動(dòng)狀

3、態(tài)改變的因素，導(dǎo)入如何定量分析2演示實(shí)驗(yàn)，在控制變量的前提下找關(guān)系3師生共同討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)歸納形成規(guī)律性認(rèn)識(shí)七、教學(xué)過程（一）明確目標(biāo)通過演示實(shí)驗(yàn)，總結(jié)牛頓第二定律，講解學(xué)習(xí)牛頓第二定律應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)，并掌握注意事項(xiàng)，會(huì)應(yīng)用牛頓第二定律解題（二）整體感知通過實(shí)驗(yàn)，得出牛頓第二定律中aF，a，講解后得出牛頓第二定律Fma，在應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)應(yīng)注意力與加速度同時(shí)性，三個(gè)物理量單位的統(tǒng)一性，加速度與力的矢量性及公式適應(yīng)于慣性參照系（三）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)及目標(biāo)完成過程物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用什么物理量來描述？物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變與什么因素有關(guān)？與外力和質(zhì)量有關(guān)，怎樣的關(guān)系呢？那?這節(jié)課，我們來研究力，

4、加速度，質(zhì)量之間有的關(guān)系（教師）加速度與力和質(zhì)量有關(guān)，如果力和質(zhì)量同時(shí)變化，我們無發(fā)判斷是誰影響加速度，它與加速度是怎樣的具體關(guān)系，怎么樣研究一個(gè)量和兩個(gè)量之間的關(guān)系？（學(xué)生）控制變量法（教師）我們可以先固定一個(gè)量，如固定質(zhì)量，研究物體加速度和所受力的關(guān)系1加速度和力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，在研究加速度和力的關(guān)系時(shí)，要先排除質(zhì)量對加速度的影響，為控制變量，同學(xué)們桌上的小車，兩輛車的質(zhì)量是相同的，請同學(xué)們按我在黑板上畫的圖（圖36）將實(shí)驗(yàn)器材裝配好，準(zhǔn)備做實(shí)驗(yàn)圖36實(shí)驗(yàn)1打開夾子，讓兩輛小車同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，小車走過一段距離后關(guān)上夾子，讓兩車停下，用直尺量出兩小車走過的位移，讀出砝碼盤中兩小車所受的力，從

5、數(shù)據(jù)中精確感受力與位移的數(shù)量關(guān)系，啟發(fā)學(xué)生得出sa公式，從而推導(dǎo)出在時(shí)間t相同情況下，力與加速度成正比（強(qiáng)調(diào)力只產(chǎn)生加速度，而a與s成正比，故借助比較小車位移來比較小車的加速度）同學(xué)們研究表明，對質(zhì)量相同的物體來說物體的加速度跟作用在物體上的力成正比，由同學(xué)寫出 或aF2加速度和質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)還用前面裝置，在砝碼盤上放上相同砝碼（提問：為什么這樣做?控制變量使力相等）在一小車上加上砝碼，使兩小車質(zhì)量不同，重做上面的實(shí)驗(yàn)，測出位移和質(zhì)量，得出小車通過位移與它們的質(zhì)量成反比，再根據(jù)公式sa，得出加速度與質(zhì)量成反比，即3牛頓第二定律總結(jié)上面的結(jié)果，得出牛頓第二定律，即物體的加速度跟作用力成正比，跟物

6、體的質(zhì)量成反比，加速度方向與力的方向相同A上述比例式要改寫成等式，必須加上比例常數(shù)，得Fkma，選擇國際單位制，力的單位用牛頓，質(zhì)量的單位用千克，加速度單位用米，則k1，上式則簡化為Fma，可見，物理公式在確定物理量數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量間的單位關(guān)系牛頓這個(gè)單位就是通過牛頓第二定律來定義的：是質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米/秒2加速度的力，叫做1牛頓。請同學(xué)們想想，若把上述實(shí)驗(yàn)中的小車，改為滑塊，則摩擦力的影響就不能忽略，小車將受到拉力及摩擦力的作用，于是牛頓第二定律的另一種表述為：物體的加速度跟物體所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度方向跟合力的方向相同，寫成數(shù)學(xué)表達(dá)式為ma下面

7、對牛頓第二定律進(jìn)一步討論（1）注意統(tǒng)一性：定律中的三個(gè)物理量的單位必須統(tǒng)一用國際單位制中的單位，即力用N為單位，質(zhì)量用kg為單位，加速度用m為單位（2）注意矢量性：加速度方向始終和引起這個(gè)加速度的外力一致（3）注意同時(shí)性：加速度和合外力的關(guān)系具有同時(shí)性，是瞬時(shí)對應(yīng)的關(guān)系，有外力，才有加速度，外力不變，加速度不變，外力隨時(shí)間改變，加速度也隨時(shí)間改變，外力停止作用，加速度隨即消失（4）注意參照系：牛頓第二定律適用于慣性參照系分組討論疑點(diǎn)并引導(dǎo)得出結(jié)論（四）總結(jié)、擴(kuò)展牛頓第一定律確定了力的涵義，指出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，牛頓第二定律則描述出力是怎樣改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的即力與物體加速度成正比，物體

8、加速度方向與力的方向相同八、布置作業(yè)成才之路同步九、板書設(shè)計(jì)三、牛頓第二定律一、質(zhì)量一定時(shí)，物體受到的力越大，物體運(yùn)動(dòng)的加速度越大；物體運(yùn)動(dòng)的加速度與外力成正比，二、外力一定時(shí)，物體的質(zhì)量越大，物體運(yùn)動(dòng)的加速度越小；物體加速度與質(zhì)量成反比，三、牛頓第二定律1牛頓第二定律表達(dá)：物體加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同數(shù)學(xué)表達(dá)式為a（決定式）2牛頓第二定律另一種表述：物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度方向跟合力的方向相同數(shù)學(xué)表達(dá)式為a3學(xué)習(xí)牛頓第二定律應(yīng)注意的問題：統(tǒng)一性、矢量性、同時(shí)性、獨(dú)立性及適用于慣性參照系十、背景知識(shí)與課

9、外閱讀牛頓第二定律的拓展公式及運(yùn)用1拓展公式的推導(dǎo)設(shè)有兩個(gè)質(zhì)量為，的物體，分別受到外力、的作用，相互間的作用力為和，加速度為、則： 式中是兩物體所受外力的矢量和，記F由牛頓第三定律：故有：F，可以證明上式可以推廣到有多個(gè)物體的情形，于是我們得到結(jié)論：F這就是牛頓第二定律的拓展公式2拓展公式的運(yùn)用牛頓第二定律的拓展公式，由于不涉及系統(tǒng)的內(nèi)力，因而可以很方便地用來處理不涉及內(nèi)力的連接體運(yùn)動(dòng)問題（1）求解物體的受力情況【例1】 如圖37，A是電磁鐵，B是質(zhì)量為m的鐵片，C是膠木秤盤，A和C（包括支架）的總質(zhì)量為M，整個(gè)裝置用輕繩懸于O點(diǎn)，當(dāng)給電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩的拉力大小為 （

10、）AFMg BMgF（Mm）gCF（Mm）g DF（Mm）g圖37解析A、B、C組成的系統(tǒng)，所受的外力是輕繩的拉力和它們的重力，當(dāng)鐵片被吸引上升的過程中存在向上的加速度，故F（Mm）gma F（Mm）g 選D（2）求解物體運(yùn)動(dòng)情況【例2】 如圖38所示為一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管，位于豎直平面內(nèi)環(huán)的半徑為R（比細(xì)管的半徑大得多）在管中有兩個(gè)直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）A球的質(zhì)量為，B球的質(zhì)量為，它們沿環(huán)形管順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度都是，設(shè)A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)B球恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，若要此時(shí)兩球作用于圓管的合力為零，則，R，之間應(yīng)滿足什么關(guān)系?解析設(shè)B球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度為v，則由機(jī)械

11、能守恒定律，得g·2R圖38以兩球?yàn)檠芯繉ο螅?dāng)兩球作用于圓管的合力為零時(shí)，它們所受的合外力等于它們的重力，故：（）g得（）（5）gR這就是要求的關(guān)系式十一、隨堂練習(xí)1由牛頓第二定律的變形公式m可知物體的質(zhì)量 （ ）A跟合外力成正比 B跟物體加速度成反比C跟物體所受合外力與加速度無關(guān)D可通過測量它的合外力和它的加速度求得2對于牛頓第二定律的敘述正確的是 （ ）A物體的加速度與其所受合外力成正比B物體的加速度與其質(zhì)量成反比C物體的加速度與其所受合外力成正比與其質(zhì)量成反比D以上說法均正確3如圖39所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點(diǎn)并系住物體m，現(xiàn)將彈簧壓縮至A點(diǎn)，然后釋放，物體一直可

12、以運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，如果物體受到的摩擦力大小恒定則 （ ）A物體從A到O點(diǎn)先加速后減速B物體從A至O加速，從O至B減速C物體在A、O間某點(diǎn)所受合力為零D物體運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)時(shí)所受合力為零圖394在光滑水平面上，某物體在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到后將作用力逐漸減小至零，則物體的運(yùn)動(dòng)速度將 （ ）A由逐漸減小到零B由逐漸增加至最大值C由先逐漸減小再逐漸增大至最大值D由先增至最大值再逐漸減小至零5力單獨(dú)作用在物體上時(shí)產(chǎn)生的加速度為3m，力單獨(dú)作用在此物體上時(shí)產(chǎn)生的加速度為4m，兩力同時(shí)作用在此物體上產(chǎn)生的加速度可能為 （ ）A1m B5m C4m D8m思考題答案：1C D 2C 3AC 4B 5ABC環(huán)形細(xì)圓管，位于豎直平面內(nèi)環(huán)的半徑為R（比細(xì)管的半徑大得多）在管中有兩個(gè)直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）A球的質(zhì)量為，B球的質(zhì)量為，