高中物理人教必修一4.3 牛頓第三定律教案

1、4.3牛頓第三定律教材分析經(jīng)過上一節(jié)的實驗探究學習，歸納總結出了加速度和力成正比，與質量成反比的規(guī)律。這節(jié)通過牛頓第二定律的學習，從本質上揭示力與運動的關系。在學習過程中再次利用到正交分解法，為此我們總結出了一般的解題步驟。讓學生學習更加的有方向，對牛頓第二定律的運用會更加的熟練。但是一定要注意公式具有瞬時性、獨立性等特點。教學目標與核心素養(yǎng)物理觀念：掌握牛頓第二定律的文字內容和數(shù)學公式?？茖W思維：通過對上節(jié)課實驗結論的總結，歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關系，進而總結出牛頓第二定律，體會大師的做法與勇氣?？茖W探究：培養(yǎng)學生的概括能力和分析推理能力。科學態(tài)度與責任：通過牛頓第二定律

2、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。教學重點與難點重點：牛頓第二定律的特點。難點：1、牛頓第二定律的理解。理解K=1時，F(xiàn)=ma。教學方法小組合作學習為主，并輔以問題法、歸納法等教學準備多媒體課件。教學過程一、新課引入通過多媒體課件動圖展示：賽車運動的過程。觀看圖可知道和我們平時看到的不一樣。賽車質量小、動力大，容易在短時間內獲得較大的速度，也就是說，賽車的加速度大。物體的加速度a與它所受的作用力F以及自身的質量m之間存在什么樣的定量關系呢？通過上節(jié)的探究實驗，你找到了嗎？二、新課教學（一）牛頓第二定律的表達式通過上節(jié)課的實驗探究，實驗結果表明，小車的加速度a與

3、它所受的作用力F成正比，與它的質量m成反比。問題：對于任何物體都是這樣的嗎？如果我們多做幾次類似的實驗，每次實驗的點都可以擬合成直線，而這些直線與坐標軸的交點又都十分接近原點，那么，實際規(guī)律很可能就是這樣的。舍棄一些點，這樣也可以得到比較準確的實驗圖像。經(jīng)過長期的觀察和歸納，牛頓總結出了第二定律：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。公式：或者F=kmak是一個比例系數(shù)，沒有單位。與我們平時所講的多少倍的關系類似。由于物體不可能只受一個力，所以F是物體的合力。思考與討論：取質量的單位是千克（kg），加速度的單位是米每二次方妙（m/s2），根據(jù)上述牛

4、頓第二定律加速度與力、質量的關系，我們應該怎樣確定力的單位？物理量不但有大小還有單位。物體的公式和數(shù)學的公式是有很大的區(qū)別的，物理公式不單表示各量之間的大小關系，還表示他們單位之間的關系，有時候還表示方向關系。F合=kma，由于k是一個比例系數(shù)，沒有單位。所以力F的單位取決于質量m和加速度a。F合=kg.m/s2我們用牛頓（N）來表示力的單位，即有1N=kg.m/s2。（二）力的單位在質量的單位去千克（kg），加速度的單位取米每二次方秒（m/s2），力的單位去牛頓（N），那么牛頓第二定律就可以簡化為：F指的是物體所受的合力F合 ma m為物體的質量a是物體的加速度，注意方向對牛二定律的理解矢量

5、關系：加速度的方向與合力的方向相同。因為在公式中力和加速度是矢量，質量是標量。力是產(chǎn)生加速度的原因，所以只有矢量的方向才能是相同，這樣加速度的方向一定是與力的方向相同。同體關系：F、m、a各量必須對應同一個物體。我都是對物體（整體法或分離法）進行受力分析之后，才進行運動分析。這兩者的對象一致，才有意義。瞬時關系:a與F同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失。作用力突變，a的大小方向隨著改變，是瞬時的對應關系；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失；所以加速度與力一樣，可以突變，而速度是無法突變的。例題1：某質量為1100kg的汽車在平直路面上試車，當達到100km/h的速度時關閉發(fā)動機，經(jīng)過70s停

6、下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。分析：由于路面水平，汽車在豎直方向受到的重力與地面的支持力大小相等、方向相反，合力為0、所以只需要考慮汽車在水平方向的運動。在水平方向，只有牽引力和阻力，使汽車產(chǎn)生加速度的力是這兩個力的合力。豎直方向合力為0，F(xiàn)牽和F阻的合力產(chǎn)生加速度a，用牛二定律F=ma可求。而加速度a又可以求解。聯(lián)立方程即可。解：正常行駛，關閉發(fā)動機，由于F合=F阻，所以F阻=ma聯(lián)立求得F阻=-437N，負號表示阻力方向與汽車前進方向相反。重新起步，又因為F合=ma聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得:a=1.42m/s2做

7、題目要有一定的解題步驟。（1）確定研究對象，構建模型：（2）對這個物體進行受力分析：順序是：重力（mg）支持力（彈力FN）其它摩擦力（Ff）（3）正交分解：建立直角坐標系轉化為四力的模式運動分析：判斷物體的運動方向，求合力F合 水平或豎直方向：F合=運動方向的力-反向的力建立坐標系：x、y軸：F合=運動方向的力-反向的力（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=ma（6）畫運動草圖，應用運動學公式速度公式 ：vt = vo+at位移公式： 求未知導出公式：vt2 v02 =2ax我們按解題步驟再來看一道題。例題2：某同學在列車車廂的頂部用細線懸掛一個小球，在:列車以某一加速度漸漸啟動的過程中，細線就會

8、偏過一定角度并相對車廂保持靜止，通過測定偏角的大小就能確定列車的加速度。在某次測定中，懸線與豎直方向的夾角為，求列車的加速度。分析 列車在加速行駛的過程中，小球始終與列車保持相對靜止狀態(tài)，所以，小球的加速度與列車的加速度相同。解：方法1 利用合成法。方法2（1）確定研究對象，構建模型：（小球）（2）對這個物體進行受力分析放在水平面上豎直向下的重力mg；斜向上的拉力FT。（3）正交分解：建立直角坐標系轉化為四力的模式（4）運動分析：判斷物體的運動方向，求合力F合 物體向右加速運動；所以在豎直方向沒有發(fā)生位移，沒有加速度，所以重力mg和Fy大小相等、方向相反，彼此平衡。mg=Fy=FTcos物體在

9、水平方向加速運動，所以有：F合=運動方向的力-反向的力=0T1F合=T1=Tsin（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=maTsin=ma聯(lián)立求得小球的加速度aa=gtan運用步驟解題思路清晰，快捷。再來看一道課后的練習。課后練習5：水平路面上質量是30kg的手推車，在受到60N的水平推力時做加速度為1.5m/s2的勻加速運動。如果撮去推力，車的加速度是多少?解：（1）確定研究對象，構建模型：（2）對這個物體進行受力分析放在水平面上豎直向下的重力mg；地面對車向上的支持力FN。水平向右的推力F推；摩擦力Ff。（3）正交分解：建立直角坐標系轉化為四力的模式（4）運動分析：判斷物體的運動方向，求合力F

10、合 物體向右加速運動；所以在豎直方向沒有發(fā)生位移，沒有加速度，所以重力mg和FN大小相等、方向相反，彼此平衡。mg=FN物體在水平方向加速運動，所以有：F合=運動方向的力-反向的力=F推Ff（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=maF推Ff=ma1代入數(shù)據(jù)得:Ff=15N同理撤去推力后：F合=運動方向的力-反向的力=0FfFf=ma2代入數(shù)據(jù)得a=-0.5m/s2，負號表示與運動方向相反?？茖W漫步：用動力學方法測質量（閱讀）板書設計4.3牛頓第三定律物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。F指的是物體所受的合力F合 ma m為物體的質量a是物體的加速度，注意方向單位：N矢量關系：速度的方向與合力的方向相同同體關系：F、m、a各量必須對應同一個物體瞬時關系:a與F同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失。作用力突變，a的大小方向隨著改變，是瞬時的對應關系；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失；所以加速度與力一樣，可以突變，而速度是無法突變的。教學反思本節(jié)課對牛頓第二定律的理解和應用是重點，知識這個公式看起