名師教案 人教版高中物理 必修第一冊(cè) 牛頓第二定律

第四章運(yùn)動(dòng)和力的運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計(jì)科目物理課題牛頓第二定律課時(shí)1課時(shí)教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)一．知識(shí)與技能1.能準(zhǔn)確表述牛頓第二定律；2.能從同時(shí)性、矢量性等多方面深入理解牛頓第二定律，理解為什么說(shuō)牛頓第二定律是連接運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的橋梁；3.能運(yùn)用牛頓第二定律分析和處理簡(jiǎn)單的問(wèn)題。初步體會(huì)牛頓第二定律在認(rèn)識(shí)自然過(guò)程中的有效性和價(jià)值。二．過(guò)程與方法1.通過(guò)對(duì)上節(jié)課實(shí)驗(yàn)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(jìn)而總結(jié)出牛頓第二定律，體會(huì)大師的做法與勇氣；2.培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀1.滲透物理學(xué)研究方法的教育；2.認(rèn)識(shí)到由實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法；3.通過(guò)牛頓第二定律的應(yīng)用能深切感受到科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。教學(xué)重、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1、對(duì)牛頓第二定律的理解，掌握及簡(jiǎn)單應(yīng)用；教學(xué)難點(diǎn)：1.對(duì)牛頓第二定律的瞬時(shí)性和矢量性的確切理解；教學(xué)準(zhǔn)備教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課：【教師提出問(wèn)題】上節(jié)課，同學(xué)們探究了什么？利用了什么科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法？得出了什么結(jié)論？【教師引導(dǎo)問(wèn)題】神舟六號(hào)飛船返回艙返回時(shí)為何要打開(kāi)降落傘？賽車在開(kāi)出起跑線的瞬間發(fā)生了怎樣的變化？講授新課：一、牛頓第二定律的表達(dá)式【教師引導(dǎo)】小車的加速度a與它所受的作用力F成正比，與它的質(zhì)量m成反比。那么，對(duì)于任何物體都是這樣的嗎？猜想中的a-F圖像根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)作出的a-F圖像【教師引導(dǎo)】多次類似的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：每次實(shí)驗(yàn)的點(diǎn)都可以擬合成直線，而這些直線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)又都十分接近原點(diǎn)。大量的實(shí)驗(yàn)和觀察到的事實(shí)都可以得出：物體的加速度a與它所受的作用力F成正比，與它的質(zhì)量m成反比?！窘處熞龑?dǎo)】1、牛頓第二定律的內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。這就是牛頓第二定律。2、牛頓第二定律可表述為：a∝F/m也可以寫(xiě)成等式：F＝kma其中k是比例系數(shù)。注意：實(shí)際物體所受的力往往不止一個(gè)，式中F指的是物體所受的合力。3、牛頓第二定律更一般的表述：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；加速度的方向跟合力的方向相同。F合＝kma牛頓第二定律不僅闡述了力、質(zhì)量和加速度三者數(shù)量間的關(guān)系，還明確了加速度的方向與力的方向一致?！窘處熖釂?wèn)】取質(zhì)量的單位是千克（kg），加速度的單位是米每二次方秒（m/s2），根據(jù)上述牛頓第二定律中加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，我們應(yīng)該怎樣確定力的單位？【教師引導(dǎo)】在F＝kma公式中：當(dāng)k＝1時(shí)，質(zhì)量為1kg的物體在某力的作用下獲得1m/s2的加速度，則這個(gè)力F＝ma＝1kg·m/s2所以力F的單位就是千克米每二次方秒。二、力的單位【教師引導(dǎo)】1、力F的單位F＝ma＝kg·m/s2讀作：千克米每二次方秒。出示圖片:牛頓后人為了紀(jì)念牛頓，把它稱作“牛頓”，用符號(hào)N表示2、牛頓第二定律的表述（1）在質(zhì)量的單位取千克（kg），加速度的單位取米每二次方秒（m/s2），力的單位取牛頓（N）時(shí)：F＝ma（2）力的獨(dú)立性原理:物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就像其他力不存在一樣，這個(gè)性質(zhì)叫做力的獨(dú)立性原理?！窘處熖釂?wèn)】在牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma中，F(xiàn)與a這兩個(gè)矢量的方向關(guān)系是怎么樣？【教師提問(wèn)】在F=ma中，F(xiàn)與a具有什么關(guān)系？【教師提問(wèn)】牛頓第二定律中指出加速度與力成正比，能否說(shuō)成力與加速度成正比，為什么？【教師提問(wèn)】由牛頓第二定律說(shuō)一說(shuō)為什么描述物體慣性的物理量是質(zhì)量？【教師引導(dǎo)】（3）理解牛頓第二定律:①同體性:F、m、a對(duì)應(yīng)于同一物體。②統(tǒng)一性:統(tǒng)一用國(guó)際制的單位③同時(shí)（瞬時(shí)）性:a與F總是同生同滅同變化④矢量性:a與F的方向總是相同⑤牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適應(yīng)范圍：是對(duì)宏觀、低速物體；三、牛頓第二定律的應(yīng)用【教師引導(dǎo)】1、確定研究對(duì)象。2、分析研究對(duì)象的受力情況，畫(huà)出受力圖。3、建立直角坐標(biāo)系，求出合力。4.根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程求解。課堂練習(xí)：1、關(guān)于牛頓第二定律,以下說(shuō)法中正確的是().A.物體的質(zhì)量不變,a與F的正比關(guān)系與m和a的單位無(wú)關(guān)

B.對(duì)于相同的合外力,a與m的反比關(guān)系與m和a的單位無(wú)關(guān)

C.在公式F=ma中,F、m和a三個(gè)量可以選取不同的單位

D.在公式F=ma中,當(dāng)m和a分別用kg和m/s2作單位時(shí),F必須用N作單位答案：ABD2、下面說(shuō)法正確的是 ()A.物體(質(zhì)量一定,下同)所受合外力越大，加速度越大；B.物體所受合外力越大，速度越大；C.物體在外力作用下做加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合外力逐漸減小時(shí),物體的速度逐漸減?。籇.物體的加速度大小不變，物體一定受恒力作用。答案：A3、下列說(shuō)法中正確的是()A.在公式F=ma中，F(xiàn)、m、a三個(gè)量可以取不同單位制中的單位B.作用力與反作用力等大、反向、共線，所以對(duì)其作用的某一物體作用效果可抵消；C.牛頓運(yùn)動(dòng)定律是自然界最普遍的規(guī)律，因此可以用來(lái)精確描述高速運(yùn)動(dòng)電子（接近光速）的運(yùn)動(dòng)情況；D.慣性和慣性定律不同，慣性是物體本身的固有屬性，是無(wú)條件的，而慣性定律是在一定條件下物體運(yùn)動(dòng)所遵循的規(guī)律；答案：D4、一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用,這兩個(gè)力的大小分別為2N和6N,當(dāng)兩個(gè)力的方向發(fā)生變化時(shí),物體的加速度大小可能為(

)A.1

B.2

C.3

D.4答案：BCD5、質(zhì)量為0.4kg的小滑塊置于粗糙水平地面上，在水平恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滑行6m時(shí)，小滑塊的速度為6m/s，此時(shí)撤去拉力，又經(jīng)3s停下。該拉力的大小為（）A．0.8NB．1.2NC．2ND．2.8N答案：C6、在太空中測(cè)宇航員質(zhì)量，測(cè)量?jī)x器提供拉力、并測(cè)出宇航員的——————，根據(jù)———————————得出宇航員的質(zhì)量。答案：加速度；牛頓第二定律探究了物體的加速度與物體的質(zhì)量和作用在物體上外力的關(guān)系。利用了控制變量法，得出了加速度與作用在物體上外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。學(xué)生思考問(wèn)題學(xué)生思考討論觀察圖片學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)說(shuō)一說(shuō)看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論學(xué)生歸納總結(jié)牛頓第二定律的內(nèi)容理解掌握牛頓第二定律更一般的表述：學(xué)生思考討論學(xué)生探究、理解k是比例系數(shù)，數(shù)值應(yīng)是，單位應(yīng)是牛頓/（千克·米/秒2）學(xué)生理解記憶學(xué)生思考回答：物體受力方向決定物體的加速度方向。故加速度a的方向與力F的方向是一致的。加速度與合外力存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系：同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，同時(shí)變化。不能說(shuō)成力與加速度成正比。因?yàn)榱κ钱a(chǎn)生加速度的原因，因果性不能變。由牛頓第二定律：F＝ma可知在確定的作用力下，決定物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化難易程度的因素是物體的質(zhì)量。學(xué)生理解記憶學(xué)生理解記憶學(xué)生練習(xí)學(xué)生練習(xí)通過(guò)這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生容易聯(lián)想到質(zhì)量越小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變，所以加速度和物體質(zhì)量、合外力有關(guān)。鍛煉學(xué)生的歸納總結(jié)能力加深學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的理解掌握力的單位的推導(dǎo)適當(dāng)介紹物理學(xué)中單位是如何確定的，為下一節(jié)作鋪墊。掌握加速度a的方向與力F的方向是一致的。掌握加速度與合外力存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系掌握力和加速度的因果關(guān)系進(jìn)一步理解質(zhì)量是慣性大小的唯一量度掌握應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟。鞏固本節(jié)知識(shí)鞏固本節(jié)知識(shí)板書(shū)設(shè)計(jì)§4.3牛頓第二定律牛頓第二定律的表達(dá)式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。F合=kma力的單位1、力的單位：F＝ma＝kg·m/s2讀作：千克米每二次方秒。2、牛頓第二定律：F合=kma牛頓第二