高中物理第四章牛頓運動定律4.3牛頓第二定律教案2新人教版必修

1、第3節(jié)牛頓第二定律一、教學目標1.知識與技能；能準確表述牛頓第二定律。能根據(jù)對1N的定義，理解牛頓第二定律的數(shù)學關(guān)系式是如何從F=kma變成F=ma的。知道牛頓第二定律是針對質(zhì)點使用的，因此關(guān)系式中的F應是質(zhì)點所受的合力。能從同時性、矢量性等方面深入理解牛頓第二定律，理解為什么說牛頓第二定律是連接運動學和動力學的橋梁。能應用牛頓第二定律分析和處理簡單的問題，掌握利用牛頓第二定律解題的一般步驟。2.過程與方法通過對上節(jié)課實驗結(jié)論的總結(jié)，歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關(guān)系，進而總結(jié)出牛頓第二定律，體會大師的做法與勇氣.培養(yǎng)學生的概括能力和分析推理能力.3.情感態(tài)度與價值觀滲透物理學研究

2、方法的教育.認識到由實驗歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學研究的重要方法.通過牛頓第二定律的應用能深切感受到科學源于生活并服務于生活，激發(fā)學生學習物理的興趣.二、教學重難點：教學重點:1.牛頓第二定律的特性.2.運用牛頓第二定律解決簡單問題問題教學難點:1.牛頓第二定律的瞬時性、因果性的理解.2.理解k=1時，F(xiàn)=ma.是否可以合為一個？三、復習導入問：1、在上一節(jié)的實驗中，我們探究了哪些物理量之間的關(guān)系？采用了什么實驗方法？用了哪種方法處理了實驗數(shù)據(jù)？2、 請畫在學案上。3、第一個圖象可以得出a與F之間有什么關(guān)系？第二幅圖可以得出a與m之間有什么關(guān)系？（提醒學生注意是否有前提條件）小車的加速度可能與它

3、所受的力成正比，與它的質(zhì)量成反比，這就是我們通過上節(jié)課的實驗得出的結(jié)論，其實，該結(jié)論仍然帶有猜想和推斷的性質(zhì)，一個規(guī)律的發(fā)現(xiàn)也不可能是幾次簡單的測量就能得出的，還需科學家們通過大量的其它實驗和觀察到的事實才最終得到這一結(jié)論。四、講授新課（一）牛頓第二定律的表述問：4、如何用數(shù)學式子把以上的結(jié)論表示出來?aF，a1/m,aF/m我們可以把上式再變形為Fma5、如何把以上式子寫成等式?引入比例例常數(shù)k,F=kma 其中，k是比例系數(shù)，當時人類已經(jīng)有了一些基本物理量的計量標準，但還沒有規(guī)定多大的力作為力的單位，因此，在F=kma這個關(guān)系式中，比例系數(shù)k的選取就有一定的任意性，只要它是常數(shù)，就能正確表

4、示F與m、a之間的比例關(guān)系。 我們中初中就已經(jīng)學過力的單位是N。事實上，牛頓這個單位就是根據(jù)牛頓第二定律規(guī)定的：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力規(guī)定為1N.1 N=1 kgm/s2顯然，當公式F=kma中各物理量都采用國際單位時，等式就可以簡化為F=ma，這就是牛頓第二定律的數(shù)學表達式。6、牛頓第二定律不僅描述了F、m、a的數(shù)量關(guān)系，還描述了它們的方向關(guān)系，結(jié)合上節(jié)課實驗的探究，它們的方向關(guān)系如何? 質(zhì)量m是標量，沒有方向合力的方向與加速度方向相同7、我們?nèi)绾斡梦淖职雅ｎD第二定律表達出來呢?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，加速度的方向跟合力的方向相同（二）牛頓第

5、二定律的理解矢量性：加速度的方向與合外力的方向始終一致，我們說牛頓第二定律具有矢量性。F指的是物體所受的合外力：請大家輕推課桌，觀察桌子的運動情況。8、根據(jù)牛頓第二定律，一個力就可以產(chǎn)生一個加速度，為什么課桌沒有動呢？式中F指的是物體所受合外力，a是物體實際反映出來的加速度，F(xiàn)合=0，a=0瞬時性、因果性下面請大家利用牛頓第二定律解決例1例1：如圖所示，一個質(zhì)量為2kg的物體靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)給物體施加兩個力F1和F2，其中F1=2N,F2=6N,請完成下列表格：序號受力情況F合（N）a（m/s2）運動性質(zhì)大小方向大小方向1F1、F2共同作用2F2從6N逐漸減至2N3F2=2N總結(jié)：F

6、合與a是瞬時對應關(guān)系F合恒定 a恒定 勻變速直線運動 同時產(chǎn)生F合隨t改變 a隨t改變 非勻變速直線運動 同時變化F合=0 a=0 勻速直線運動 同時消失 同樣，我們也可以看出有合外力才有加速度，合外力是產(chǎn)生加速度的原因。（三）牛頓第二定律的應用 深入理解了牛頓第二定律后，我們可以嘗試解決上一章中遺留的問題：問：9、初中時我們學過g的單位是N/kg，而g同時又是重力加速度，單位是m/s2,如何解釋？G=mg=mag=a（想去掉）問：10、平時我們都是怎么測量自己的體重的？在太空中這些方法仍然可行嗎？ 下面讓我們一起來欣賞一個視頻，請大家注意從牛頓第二定律的角度來理解視頻的內(nèi)容。 播放太空授課“

7、太空質(zhì)量測量儀”。2013年6月我國宇航員在天宮一號空間站中進行了我國首次太空授課活動，其中演示了太空“質(zhì)量測量儀”測質(zhì)量的實驗，助教聶海勝將自己固定在支架一端，王亞平將連接運動機構(gòu)的彈簧拉到指定位置，如圖所示（圖見PPT）松手后，彈簧凸輪機構(gòu)產(chǎn)生恒定的作用力，使彈簧回到初始位置，同時用光柵測速裝置測量出支架復位時的速度和所用時間這樣，就測出了聶海勝的質(zhì)量74kg 請根據(jù)“太空質(zhì)量測量儀”的工作原理推出m的表達式（用 F、v、t來表示 ）(假設(shè)數(shù)據(jù)出來，讓學生來計算宇航員的質(zhì)量，數(shù)據(jù)應該是多少才科學呢？)（課本例題）例2：某質(zhì)量為1100kg的汽車中平直路面試車，當達到100km/h的速度時關(guān)閉發(fā)動機，經(jīng)過70s停了下來。(1) 汽車受到的阻力是多大?(2) 重新起步加速時牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度是多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。通過第一問總結(jié)出應用牛頓第二定律解題的步驟：依據(jù)題意正確選取研究對象對研究對象進行受力情況和運動情況的分析選取正方向，運用牛頓第二定律或是結(jié)合以前所學的運動學公式列出方程根據(jù)公式并結(jié)合題給條件（注意發(fā)現(xiàn)挖掘隱含條件）解出所求的物理量。五、課堂小結(jié)及作