高中物理 《牛顿第二定律》课件 鲁科必修1

教学设计：高中课程标准.物理（人教版）必修1

主 备 人：XXXX 学科长审查签名：XXXX

§4.3牛顿第二定律

一、内容及其解析

1、内容：牛顿第二定律的内容及怎样使用牛顿第二定律解题。

2、解析：要会使用牛顿第二定律解题，首先要对牛顿第二定律：F=ma ，有一个比较深刻的理解。

二、目标及其解析

1、理解加速度与力和质量的关系。

思考题1：加速度a与力有什么关系，加速度a与质量m又有什么关系？

2、理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义。

思考题2：公式F=ma中的F 与m的方向有什么关系？

三、教学问题诊断分析

学生能记住牛顿第二定律及公式F=ma，但不会使用公式F=ma分析、解决问题。原因是多方面的，一方面是学生对力的合成和分解掌握不到位，另一方面是学生对匀变速直线运动理解掌握不到位，再有就是学生对公式F=ma理解不透彻。

四、教学支持条件分析

为了使学生能透彻的理解和记住公式F=ma，本节准备以解例题的形式来加深对牛顿第二定律定的理解和掌握。

五、教学过程设计

一、教学基本流程

复习加速度a与力F和质量m的关系→引出牛顿第二定律→使用牛顿第二定律解决例题→→做练习、小结

二、教学情景

1、导入：

问题1：加速度与力有什么关系？

问题2：加速度与质量有什么关系？

2、牛顿第二运动定律：

物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。

（2）公式表示：a∝mF或者F∝ma 即：F=kma

师生互动：a：如果每个物理量都采用国际单位，k＝1；

b：力的单位（牛顿）的定义：使质量为1千克的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1牛顿。

问题3：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述关系可推广为什么？

设计意图：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的放心跟合力的方向相同。即F合＝ma。

- 1 - 新教材高中物理含解析鲁科版必修第一册：

第2节 科学探究:加速度与力、质量的关系

考点1加速度的测量

1.(2019·山东临沂一中周测)(多选)如图5-2-1所示,在利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,下列说法中正确的是( )。

图5-2-1

A.平衡摩擦力时,应将钩码通过细绳系在小车上

B.连接钩码和小车的细绳应跟长木板保持平行

C.每次改变小车质量,必须重新平衡摩擦

D.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接电源再释放小车

答案：BD

解析：平衡摩擦力时,不能将钩码通过细绳系在小车上,A错误;绳子不与长木板平行时,合外力会是绳子拉力的水平分力,B正确;平衡摩擦后,总满足(M+m)gsin θ=μ(M+m)gcos θ,不须重新平衡,C错误;先接通电源,使打点计时器稳定后才能释放小车,D正确。

2.(2019·山东平度一中月考)如图5-2-2所示,两个相同的小车放在光滑的水平桌面上,前端各系一条细绳,绳子的另一端跨过光滑的定滑轮挂个小吊盘,增减吊盘内的重物就可以改变小车受到的合外力。两个小车后端各系一条细绳,用一块黑板擦把两条细绳同时压在桌面上,使小车静止,抬起黑板擦,两车同时开始运动,经过一小段时间,用黑板擦使两车同时停下。某同学认为可以用此装置验证加速度a与合外力F的关系,下列关于实验原理、操作和数据处理正确的是( )。

图5-2-2

A.因无法测量加速度,不能用此装置验证加速度a与合外力F的关系

B.多次释放小车的位置应保持相同

C.若吊盘及重物质量m与小车位移x之比相等,说明加速度a与合外力F成正比 - 2 - D.在坐标中作出吊盘和重物的质量m和小车位移x的图线,若图线是过原点的直线,说明加速度a与合外力F成正比

答案：C

解析：小车做匀加速直线运动,x=at2/2,a=2x/t2,两车运动时间相同,只要验证合外力(mg)与位移(x)关系即可,C正确;无法保证每次实验时小车运动的时间相等,D错误。

《牛顿其次定律》教学设计

一、课标要求

通过试验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律说明生活中的有关问题。相识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。

二、内容分析

牛顿运动定律是中学力学学问的基础，而牛顿其次定律是牛顿运动定律的核心。因此本节内容是本章中的重点，学好本节内容至关重要。

在中学物理课程标准中，特殊强调要让学生经验探究加速度与物体质量、物体受力的关系的过程。其目的就是要让学生在这一过程中，巩固对加速度、力和质量的测量，学会科学探讨的常用方法——限制变量法、图象法等，培育探究的实力，体验探究的乐趣，增加合作沟通的意识。

三、教学目标

经验探究加速度与物体质量、物体受力的关系的过程，学会用图象法表示加速度与力、加速度与质量的关系，并依据图像分析得出加速度与力、质量的关系式。体会探究过程中所用到的限制变量法、图象法等科学方法。培育设计试验、动手操作、分析问题和沟通合作等实力。通过等式F＝kma中给定k = 1来定义力的单位，明白国际单位制的意义。

教学重点：经验探究加速度与物体质量、物体受力的关系的过程。理解牛顿其次定律。

教学难点：分析试验数据得出加速度与力、质量的关系式。

四、设计思想

本节内容支配两个课时完成。

第一课时：是在复习第一节牛顿第确定律，理清力与质量在变更物体运动状态中所起作用的基础上，分析得出F、m、a三个物理量的定性关系。进而设计能够探究这三者定量关系的试验，并分小组进行试验。这里要求学生仔细设计试验方案，并对具有代表性的几个方案进行逐一分析评价，最终确定其中的一个方案。对这一方案进行补充完善后再进行试验。试验得到数据后，让学生在课后对试验数据进行分析处理，要求他们分别运用表格法和图象法进行处理，找出三个物理量的定量关系。在这一课时中，主要是感悟理性分析与推理、体验设计试验的思想与方法，亲历探究试验的操作过程。

1 / 11 第十五讲 牛顿第二定律

知识点①

牛

顿第

二 运 动 定 律

[先填空]

1．内容：物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度方向与合外力的方向相同．

2．数学表达式：F＝ma.

3．单位“牛顿”的规定：把使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力规定为1 N，即1 N＝1_kg·m/s2.

[再判断]

1．由牛顿第二定律可知，物体的质量与物体所受合外力成正比，与物体的加速度成反比．(×)

2．物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力大小决定，与物体的速度大小无关．(√)

3．物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定，与速度方向无关．(√)

[后思考]

赛车为什么它的质量比一般的小汽车质量小的多，而且还安装一个功率很大的发动机？

【提示】 为了提高赛车的灵活性，由牛顿第二定律可知，要使物体有较大的加速度，需减小其质量或增大其所受到的作用力，赛车就是通过增加发动机动力，减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度，从而提高赛车的机动灵活性，这样有益于提高比赛成绩．

[合作探讨]

如图1所示，一质量为m的物体放在光滑的水平面上，在一水平向左的力F作用下弹簧被压缩，物体处于静止状态．

图1

探讨1：突然撤掉力F的瞬间，物体的速度为多少？有加速度吗？

【提示】 速度为零，有加速度． 2 / 11 探讨2：加速度的方向如何？大小为多少？

【提示】 加速度的方向水平向右，大小为a＝Fm.

[核心点击]

1．牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素．

2．牛顿第二定律的五点说明

因果性 只要物体所受合外力不为0(无论合外力多么小)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因

矢量性 物体加速度的方向与物体所受合外力的方向总是相同的，加速度的方向由合外力的方向决定

瞬时性 物体的加速度与物体所受合外力总是同时存在、同时变化、同时消失的，所以牛顿第二定律反映的是力的瞬时作用效果