沪科版物理高一上3-B《牛顿第二定律》(第一课时)教案7

牛顿第二定律●教学目标一、知识目标1.知道得到牛顿第二定律的实验过程.2.理解加速度与力和质量间的关系.3.理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义.4.能运用牛顿第二定律解答有关问题.二、能力目标培养学生的实验能力、分析能力、解决问题的能力.三、德育目标使学生知道物理中研究问题时常用的一种方法——控制变量法.●教学重点1.牛顿第二定律的实验过程.2.牛顿第二定律.●教学难点牛顿第二定律的推导及意义.●教学方法实验法、讲授法、归纳法.●教学用具两辆质量相同的小车、一端带有滑轮的光滑水平板、砝码一盒、砝码盘、细绳、夹子、投影仪、投影片.●课时安排2课时●教学过程［投影本节课学习目标］1.理解加速度和力的关系.2.理解加速度和质量的关系.3.理解牛顿第二定律的内容和意义.4.学会运用牛顿第二定律解决一些简单的实际问题.●学习目标完成过程一、导入新课［教师］什么是物体运动状态的改变?其原因是什么?［学生］物体运动状态改变的实质是速度发生变化.其改变的原因是受到了力的作用.［教师］物体运动状态改变除了跟力有关外，还和哪些因素有关？［学生］还和质量有关.［教师］物体运动状态的改变实质是产生了加速度，那么，物体的加速度、力、质量之间究竟有什么关系呢？本节我们讨论这一问题.二、新课教学（一）加速度和力的关系［教师］请同学们阅读课文中的实验部分，同时注意思考下列问题：投影片显示1.为什么水平板要光滑，并且用小车而不用滑块？2.盘中为什么要放数目不等的砝码？3.为什么要用夹子夹住拴两辆小车的两根细绳？4.为什么要用两辆质量相等的小车？［学生活动］阅读课文，并讨论上述问题.［教师］把实验所需仪器准备好.［教师］检查阅读情况，请学生回答上述的问题.［学生甲］用小车及光滑的水平板，其目的是要减小研究对象——小车在水平方向上所受的摩擦力.［学生乙］盘里放数目不等的砝码，其目的是保证对两辆小车施加的水平拉力大小不等.因为这时小车水平方向所受的拉力大小近似等于砝码及盘所受的重力大小.［学生丙］夹子夹住拴小车的两根细绳，其目的是为了便于同时控制两辆小车，以保证两车的运动时间相同.［学生丁］使两辆小车的质量相等，其目的是便于讨论小车所受拉力与其加速度之间的关系.［教师总结］这种实验方法是我们物理上在研究多个物理量间相互关系时常用的方法——控制变量法.这样做可以减小讨论的物理量数目，使所剩物理量间的关系更加明朗化.［教师］下面我们一起来完成这一实验：［甲组学生］安装仪器.把两光滑长木块并排放在桌上，调节高度使两板水平.在两辆小车的前后都系上细绳，前端绕过定滑轮系住砝码盘，后端细绳在小车对齐后用夹子夹住.［乙组学生］完成实验过程.把小车拖至木板末端，待停稳后松开夹子，使小车在拉力的作用下做匀变速运动.当小车将运动到木板另一端时夹住夹子，使小车停止运动.［丙组学生］在乙组同学完成实验的同时，注意观察现象，并把观察到的现象告诉同学：其中与放砝码多的盘相连的小车通过的位移比与放砝码少的盘相连的小车通过的位移大.［丁组学生］测量两辆小车通过的位移，并把测量结果与砝码数量告诉同学.［全体学生］对实验结果进行处理.利用运动学公式推导砝码数量与小车加速度间的关系：212121a a s s n n ==. ［教师总结］通过上述实验我们发现：对质量相同的物体来说，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比，并可表述为：2121F F a a =或者a ∝F［思考练习］1.某物体在t 时间内通过距离s ，要使其在t 时间内通过的距离为2s ,可采用的方法是______.2.某物体在水平拉力F 作用下沿光滑水平轨道做匀加速运动，t s 后速度为v ，则2t s 后物体的速度为______.参考答案：1.运动方向上的力变为原来的2倍2.2v(二）加速度和质量的关系［教师］请同学们考虑下列问题.［投影片显示］1.在研究加速度与质量间关系时，应限制哪一物理量（变量）？如何限制？2.如何研究除所限变量外的其他两变量间的关系？3.在实验过程中，实验上还对哪个物理量进行了限制？［学生活动］阅读课文并对上述问题进行讨论.［教师］检查阅读情况.［学生A ］在研究加速度与质量关系的时候应当对小车所受的拉力进行限制，使其成为一个不变的量，进而使加速度与质量的关系更加明朗化.限制时可以通过限制砝码盘中砝码的数量来间接限制小车的受力.［学生B ］在研究加速度与质量关系时因为要讨论它们的变化关系，所以可以通过在小车上加砝码的方法去改变小车的质量.［学生C ］在课本所设计的实验中，除了对小车的受力进行限制外，同时还限制了两辆小车的运动时间，在实验过程中通过夹子的松开与合住，使两车的运动时间相同.［教师总结］同学们对本实验的原理及过程已非常清楚，下面我们共同完成这一段实验. ［A 组学生］对原来的实验装置进行改装：调整砝码盒中砝码的数量使其相同，同时在小车上放上数目不等的砝码.［B 组学生］完成实验过程：把两辆小车拖至长木板的末端，松开夹子使两小车同时开始做匀加速运动，运动一段时间后夹住夹子.［C 组学生］在B 组学生完成实验的时候，注意观察实验现象，并把结果告诉同学：小车上放砝码数少的小车通过的位移大.［D 组学生］测量两小车通过的距离，并测出两小车及车上砝码的质量，并将测量的结果告诉同学.［全体学生］在前面处理的基础上，对加速度与质量的关系进行处理，得出小车质量与所产生加速度的关系：1221m m a a =. ［教师总结］通过上述实验，同学们已经正确得出物体加速度与质量间的关系：在相同力的作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比.可表示为：1221m m a a =或者a ∝m 1［思考与练习］质量为m 的物体在力F 的作用下产生的加速度为a ，那么要使物体的加速度变为原来的2倍，则应______.参考答案：质量减半或者F 加倍.（三）牛顿第二定律［教师］请同学们总结一下，我们在上述的两个实验中得到了什么结论？［学生］物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比.［教师总结］根据刚才这位同学所述，我们可以用数学公式把这种关系表述为：a ∝m F或者F ∝ma .进一步将表达式可改为等式：F =kma .其中k 为比例常数，当所有物理量均取国际单位（即：力的单位取N ，质量单位取kg ，加速度单位取m/s 2)时：k =1,此时关系式变为：F =ma此即为牛顿第二定律的数学表达式.［教师］在牛顿第二定律的表达式中，哪些是矢量，哪些是标量呢？［学生］质量是标量，F 、a 是矢量.［教师］这两个矢量有何关系呢？［学生］从第二节中可知“力是产生加速度的原因”，即物体受力决定物体的加速度.因为都是矢量，所以它们的方向也应一致.［教师总结］我们把牛顿第二定律中力的方向和加速度方向一致的特点叫做牛顿第二定律的矢量性.［思考与练习］复合投影片出示例1，学生完成后出示例2.1.一辆小汽车的质量m 1=8.0×102 kg ，所载乘客的质量是m 2=2.0×102 kg.用同样大小的牵引力，如果不载人时小汽车产生的加速度是a 1=1.5 m/s 2,载人时产生的加速度a 2是多大？（忽略阻力）答案与解析：根据牛顿第二定律，在同样的外力作用下物体的加速度与它的质量成反比. 所以12211a a m m m =+所以a 2=2111m m a m +所以a 2=2210)2.08.0(5.1100.8⨯+⨯⨯m/s 2=1.2 m/s 2［复合投影片出示例2］2.质量为m 的物体置于光滑水平面上，同时受到水平力F 的作用，试讨论：（1）物体此时受哪些力的作用？（2）每一个力是否都产生加速度？（3）物体的实际运动情况如何？（4）物体为什么会呈现这种运动状态？［学生活动］结合实际生活经验讨论.［教师］对学生讨论的结果进行检查.［学生1］物体此时受三个力的作用，分别是重力、支持力、水平力F.［学生2］由“力是产生加速度的原因”知，每一个力都应产生加速度.［学生3］物体的实际运动是沿力F的方向以a=F/m加速运动.［学生4］因为重力和支持力是一对平衡力，其作用效果相互抵消，此时作用于物体的合力相当于F.［教师总结］从上面讨论过程可知，物体只能有一种运动状态，而决定物体运动状态的只能是它所受的合力，而不能是其中一个力或者几个力，我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系叫牛顿第二定律的同一性.为此可把牛顿定律总结为： 物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合力的方向相同.写成公式就是：F合=ma［教师］请同学们结合上例再考虑这样几个问题（投影片出示）（1）物体受拉力F前做什么运动？（2）物体受到拉力作用后做什么运动？（3）撤去拉力后物体做什么运动？［学生a］物体在受拉力前保持静止.［学生b］当物体受到拉力F后，原来的静止状态被改变，并以a=F/m加速运动.［学生c］撤去拉力F后，物体所受合力为零，所以保持它原来（加速结束时）的运动状态，并以此时速度做匀速直线运动.［教师总结］从上面分析可知，物体运动的加速度随合力的变化而变化，存在着瞬时对应的关系.所以我们说，牛顿第二定律具有瞬时性.［巩固练习］1.下列关于由小车实验得出牛顿第二定律F=ma的说法中，符合实际的是A.同时改变小车的质量m及受到的拉力F，得出加速度a、力F、质量m三者间关系B.保持小车质量不变，只改变小车所受的拉力，就可得出加速度a、力F、质量m三者之间的关系C.保持小车受力不变，只改变小车质量，就可得出加速度a、力F、质量m三者间关系D.先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再保持力不变，研究加速度与质量间的关系，最后综合起来得到加速度a、力F、质量m三者间关系答案与解析：正确选项是D.本题着重对物理上常用的实验法——控制变量法的考查.当我们需要确定多个物理量间关系的时候，为了能准确地利用数学知识确定它们，常常要先限制一些变量，使之成为常量，然后讨论剩余物理量间关系，如此把各量间关系搞清楚后，综合这些关系，进而得出这些物理量间关系.2.竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原地，假设整个过程中，子弹所受阻力大小与速度的大小成正比，则整个运动过程中，加速度的变化是A.始终变小B.始终变大C.先变小后变大D.先变大后变小答案与解析：正确选项是A.根据牛顿第二定律的同一性、瞬时性、矢量性可知，要讨论加速度的变化，则必讨论运动物体（同一性）合力的变化，并且是沿加速度方向上合力的变化（矢量性），而要搞清楚合力变化情况，则必须清楚物体的受力情况.故本题的根本仍在物体的受力分析上.结合本题可知，子弹在上升过程中受重力和阻力两个力的作用，而阻力又是一个随速度变化而变化的力，也正是由于它的改变，才导致了加速度的变化（瞬时性），所以在分析子弹所受合力时应结合子弹的运动情况进行分析.而子弹的运动可分为上升和下降两个阶段，故我们分别讨论上升阶段和下落阶段合力的变化.在上升阶段，向下的重力大小不变，而向下的阻力随上升速度的减小而减小，故子弹所受向下的合力在逐渐变小；下落阶段，向下的重力大小不变，而向上的阻力随下降速度的增大而增大，故导致子弹所受向下的合力在逐渐减小.综合上面的分析知,子弹在整个运动过程中所受的合力始终在减小,故它的加速度也始终在减小.3.一个物体质量是2 kg,受到互成120°角的两个力F1和F2的作用,这两个力的大小都是10 N,这个物体产生的加速度是多大?解析：本题要求物体的加速度,故我们可以依据力的独立性原理分别求出每个产生的加速度.然后利用矢量合成求合加速度,也可以用力的等效性先求出合力,而后求合力产生的加速度.解法1:由力的独立性原理知,在力F1、F2的方向上都要产生加速度，故：由牛顿第二定律：F=ma得：a1=F1/m=10/2=5 m/s2同理可得；a2=F2/m=10/2=5 m/s2而物体实际运动的加速度是a1、a2的矢量和.a合=2a1cos60°=2×5×0.5 m/s2=5 m/s2解法2：由于几个力的作用效果的和跟它们合力产生的效果是一样的，故各个力产生的加速度的和与合力产生的加速度也应是一样的，所以我们可以先求合力，再求合力对物体产生的加速度.F合=2F1cos60°=2×10×0.5 N=10 N=ma得：由牛顿第二定律：F合a=F合/m=10/2=5 m/s2［教师总结］从上述练习可以看到，在应用牛顿第二定律解决问题的时候，要同时顾及牛顿第二定律的同一性、矢量性、瞬时性.并且在具体分析问题时要先分析受力，再讨论物体运动的加速度.而在求加速度的时候，常用的方法是先求合力，然后求合力所产生的加速度.三、小结通过本节学习，我们知道了：1.物体问题研究的常用方法——控制变量法.2.牛顿第二定律的内容及特点.3.应用牛顿第二定律时的一般方法.四、作业1.课本P53练习二，②⑤⑧.2.思考题：在用小车实验验证牛顿第二定律时，为什么砝码对小车的拉力大小与其重力大小是近似相等？并且条件是砝码质量远小于小车质量？［提示］推导绳中拉力大小的表达式.五、板书设计。

第三章B牛顿第二定律（第一课时）奉贤区景秀高级中学赵娣霞一、教课任务剖析牛顿第二定律是继牛顿第必定律后定量研究物体的加快度、物体遇到的外力、物体的质量三者之间的关系。

牛顿第二定律是动力学中心规律，是高中物理的要点和中心内容，不单在力学中据有很重要的地位，也为此后学习周期运动、热学、电学等其余知识确立基础。

学习牛顿第二定律需要以牛顿第必定律、受力剖析以及匀变速直线运动知识为基础。

二、教课目的1．理解牛顿第二定律中物体的加快度 a 与外力 F 及与质量ｍ间的定量关系；知道力的单位“牛顿”的定义。

2．经过DIS实验对a与F、a与m关系的研究，感觉控制变量实验研究方法，学会“画曲为直”办理数据方法，养成合作意识。

三、教课要点与难点要点：研究得出牛顿第二定律难点：应用DIS 进行实验设计以及数据办理四、教课资源演示实验：定性研究加快度与力、质量间关系：乒乓球（两只）、DIS 实验器械（包含：力传感器、计算机、数据收集器等）。

定量研究加快度与力、质量间关系：小车、带滑轮的轨道、小桶、砝码、细线五．设计思路：本设计包含小实验引入（得出加快度与力、质量的定性关系）、DIS 实验研究（得出加快度与力、质量的定量关系）和规律的简化（包含力的单位“牛顿”的定义、规律的描绘、表达式）三部分内容。

六、教课流程：1、教课流程图a 与 F的大小相关情形问题乒乓球设问 2 控制设问 1 变量a 与物体的 m相关活动 I实验研究实验 1 活动 III规律简化牛顿第二定律活动 II实验研究实验 22．流程图说明情形乒乓球设问 12 个不一样的学生两次吹表面同样的乒乓球（ 2 个一般的， 1 个改装过的较重的），第 1 次 2位同学尽最鼎力吹同样的乒乓球；第 2 次力大的吹改装过的乒乓球，力小吹一般的乒乓球，用力吹后，两球运动距离不一样。

其目的设置悬念，激发思想。

剖析其得出加快度 a 与质量 m 的定性关系。

设问 2：多个变量怎样研究它们的关系呢？目的是过渡到下一个环节。

牛顿第二定律（第一课时）教案一：教学目标设计：1．理解加速度与力的关系，知道得出这个关系的实验。

2．理解加速度与质量的关系，知道得出这个关系的实验。

3．知道国际单位制中力的单位是增样规定的。

4．理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义。

5．会用牛顿第二定律的公式解题。

二：重点，难点的设计：重点：对牛顿第二定律的理解，掌握及简单应用。

难点：对牛顿第二定律的瞬时性和矢量性的确切理解。

三：教与学师生互动设计：教学过程：物体运动状态的改变需要力的作用，物体运动状态的改变的快慢，不仅与物体所受力有关，还与物体的惯性有关，牛顿第二定律解释了加速度与质量的关系。

《1》加速度余力和质量的关系：演示：如图所示的实验装置，取两个质量相同的小车放在光滑的水平板上，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘，盘里分别放着数目不等的砝码，是两个小车在拉力作用下做加速运动，拉力F的大小可以认为等于发码的重量。

小车的质量和F的大小，可以通过增减砝码来改变，车的后端一二分别系上绳，用一只夹子夹住两根细绳，以同时控制量辆小车，是他们同时运动和停止运动。

1.加速度和力的关系：（1）研究前提：物体的质量保持一定。

（2）演示过程及测出的数据：121212２．加速度和质量的关系:（1）研究前提：物体所受的作用力保持一定。

（2）演示过程及测出的数据（3）结论：Ｆ一定时,m/m=2/1, 由s=1/2at s1/s2=a1/a2=1/2 故a1/a2=m1/m2,即a∝1/m（二）牛顿第二定律１牛顿第二定律的表述：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

２牛顿第二定律的表达式：a∝F/m F∝ma或写成F=kma比例常数Ｋ与式中物理量单位的选取有关，若各量的单位均用国际单位制种单位，则Ｋ＝１.（１）１牛顿（Ｎ）力的规定：使质量为１ＫＧ的物体产生１m/s2的加速度的力，叫做１Ｎ。

（２）牛顿第二定律：Ｆ＝ma3对牛顿第二定律深刻理解：（１）同体性（２）矢量性（３）瞬时性（４）独立性4用牛顿第二定律解题的一般方法：5（1）确定研究对象6（2）进行受力分析和运动状态分析，画出力的示意图。

沪科版物理高一上3B《牛顿第二定律》教案6执教：致远高级中学宋士平一、教学说明牛顿第二定律内容是本章的重点，也是整个经典力学的基础和核心之一，同时也为以后学习机械能、周期运动等知识奠定基础。

学习牛顿第二定律需要以静力学和运动学等知识为基础。

从足球与乒乓球运动入手，使学生定性地了解：物体的加速度与作用力有关，与物体本身的质量有关。

在DIS实验设计过程中，以滑块为研究对象，讨论诸如应该操纵的是哪些变量、如何操纵这些变量、如何测量滑块受到的牵引力和如何测定滑块的加速度等问题，以及如何依照实验数据采纳物理图像的方法来分析研究实验的结论。

然后通过DIS实验，归纳出物体的加速度与受到的作用力及物体质量之间的定量关系，得出牛顿第二定律的一样表达式。

通过定义力的单位“牛顿”，得出牛顿第二定律的表达式。

通过简单的实例训练，巩固所学知识。

此次教学活动安排在曙光中学借班教学，执教者和学生互相不熟悉，两所学校学生之间有较大的差异，教学环境、教具也有所不同，因此给本课的预备时期带来一定的困难，而且在实施时期可能存在不确定因素。

二、教学目标1．知识与技能：(1)把握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；(2)明白得公式中各物理量的意义及相互关系；(3)明白在国际单位制中力的单位“牛顿”是如何样定义的。

(4) 能依照现有器材设计实验方案，通过实验及数据处理，学会相关的实验技能。

2．过程与方法：(1)以实验为基础，通过观看、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。

(2)渗透物理学研究方法的教育。

实验采纳操纵变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究；运用列表法、图象法处理数据，使学生明白结论是如何得出的；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

3．情感态度与价值观在探究力、质量、加速度三者关系的过程中，树立认确实科学态度，实事求是的道德品质，严谨、有序的思维适应。

三、重点、难点分析1．本节的重点内容是做好演示实验。

高考资源网5.2 牛顿第二定律牛顿第二定律[提问引入]上节课我们通过实验探究了加速度和力、质量的关系，这个关系是什么呢？[讲解]物体的加速度与所受的力成正比，与物体的质量成反比。

科学家们通过大量的实验都得到同样的结论。

由此我们可以把它总结成一般性的规律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

这就是牛顿第二定律。

用公式可以表达为a ∝ F/m[提问]如果要把上式写为等式，应如何表达呢？[讲解]写成等式，应该加入比例常数，用k 表示，则F=kma力的单位[讲解]在国际单位制单位中，力的单位是牛顿，那么“牛顿”是如何定义的呢？在牛顿第二定律中，如果比例系数 k 取1的话，表达式就是F = ma ，当质量是m=1kg 的物体在某个力的作用下获得加速度a=1 m/s 2，由公式F= ma 我们知道这个力的大小就是F=ma=1kg ×1m/s 2=1kg ∙m/s 2，后人为了纪念牛顿，就称这个单位为“牛顿”，用“N ”表示。

所以如果比例系数取1的话，力（F ），质量(m)，加速度(a )的单位就是国际单位制单位，分别为牛顿，千克和米每二次方秒。

理解牛顿第二定律 ● 牛顿第二定律的统一性 [讲解]牛顿第二定律是实验定律，通过实验得出 F ∝ma ，写成等式为F=kma ，其中k 是比例系数。

为了使k ＝1，力，质量和加速度的单位必须统一使用国际单位制。

● 牛顿第二定律的同一性[课堂练习]见教材P77问题与练习1讲解：没有矛盾。

牛顿第二定律公式F=ma 中的F 指的是物体所受的合力，而不是其中的某个力。

我们用力提一个放在地面上的很重的物体时，物体受到的力共有三个：手对物体向上的作用力F 1，竖直向下的重力G ，以及向上的支持力F 2。

如果F 1<G ，只是支持力减小，这三个力的合力F=0，故物体的加速度为零。

从上面的分析可知，物体只能有一种运动状态，而决定物体运动状态的只能是物体所受的合力，而不能是其中一个或几个力，我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系，叫牛顿第二定律的同一性。

B 牛顿第二定律（第一课时）一、教学目标1．知识与技能1）初步理解力是改变物体运动状态的原因；2）会用实验的方法探究加速度与力和质量的定量关系，得出牛顿第二定律。

2．过程与方法经历探究加速度与力、质量关系得出牛顿第二定律的过程，感受控制变量和归纳的方法，提高动手操作、概括和分析推理能力。

3．情感、态度和价值观1）通过查找有关牛顿的资料，学习牛顿锲而不舍的科学探索精神；2）通过实验探究体验到探索自然规律的艰辛与喜悦，提升主动参与、乐于探究的热情和创新精神；3）逐步养成实事求是的科学态度，培养合作意识。

二、教学重点和难点1.重点：实验探究得出规律的过程。

2.难点：实验方案的设计，实验数据的处理。

三、教学用具1.秒表、直尺、钩码、小车（两辆）、木块、弹簧秤、木板、天平等；2.DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）、带滑轮的轨道、小车、钩码(2g)、砝码（50g）等；3.自制PPT幻灯片、FLASH动画、自拍录像；4.学生用学习卡（包括表格、画图纸等）、三角尺、铅笔等。

四．教学过程一、引入课题:1.师生交流：通过查找有关资料，谈一谈你所知道的牛顿？牛顿的研究和贡献给你带来哪些启示？2.观看录像:教师播放自行车与公交车谁跑得快？引导学生边观看边思考自行车与公交车的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定？学生猜测后用小轿车和F1赛车、自行车和公交车的启动对比引导学生分析加速度与这些因素的定性关系。

然后进一步提出如何验证其做出的猜测以及加速度与这些因素的定量关系。

二、新课教学(一)物体加速度与作用力、质量的关系如何探究:1.科学方法：控制变量法2.探究思路：⑴质量一定,加速度和力的关系？⑵力一定,加速度与质量的关系？3.探究方法：实验方案设计→实验具体操作→实验数据处理分析→得出结论（与猜测进行比较）(二)物体加速度与作用力的关系探究1.学生猜测加速度与力的关系：教师引导学生探究物体加速度与力、质量的定量关系可先用控制变量法保持物体的质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度。

高一物理上册必修1《牛顿第二定律》教案高一物理上册必修1《牛顿第二定律》教案【一】教学准备教学目标知识与技能1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式.2. 理解公式中各物理量的意义及相互关系.3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.过程与方法1.通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律，体会大师的做法与勇气.2.培养学生的概括能力和分析推理能力.情感态度与价值观1.渗透物理学研究方法的教育.2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.3.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣.教学重难点教学重点牛顿第二定律的特点.教学难点1.牛顿第二定律的理解.2.理解k=1时，F=ma.教学工具多媒体、板书教学过程一、牛顿第二定律1.基本知识(1)内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.(2)表达式F=kma，F为物体所受的合外力，k是比例系数.2.思考判断(1)牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例.(×)(2)我们用较小的力推一个很重的箱子，箱子不动，可见牛顿第二定律不适用于较小的力.(×)(3)加速度的方向跟作用力的方向没必然联系.(×)探究交流如图所示的赛车，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的，这样有益于提高比赛成绩.二、力的单位1.基本知识(1)国际单位牛顿，简称牛，符号N.(2)1N的定义使质量为1 kg的物体产生1_m/s2的加速度的力叫1 N，即1 N=1 kg·m/s2.(3)比例系数的意义①在F=kma中，k的选取有一定的任意性.②在国际单位制中k=1，牛顿第二定律的表达式为F=ma，式中F、m、a的单位分别为牛顿、千克、米每二次方秒.2.思考判断关于牛顿第二定律表达式F=kma中的比例系数k(1)只要力F的单位取N就等于1.(×)(2)在国际单位制中才等于1.(√)(3)只要加速度单位用m/s2就等于1.(×)探究交流在一次讨论课上，甲说：“由a=Δt(Δv)可知物体的加速度a与Δv 成正比，与Δt成反比”，乙说：“由a=m(F)知物体的加速度a与F 成正比，与m成反比”.你认为哪一种说法是正确的?【提示】乙的说法正确.物体的加速度的大小是由物体所受合力的大小和物体的质量共同决定的，与速度的变化量及所用时间无关.其中a=Δt(Δv)定义了加速度的大小为速度变化量与所用时间的比值，而a=m(F)则揭示了加速度取决于物体所受合力与物体的质量.三、牛顿第二定律的几个性质【问题导思】1.加速度的方向与合力的方向有什么关系?2.作用在物体上的力发生变化时，加速度是否变化?3.作用在物体上的各个分力也能产生加速度吗?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，对牛顿第二定律，还应从以下几个方面深刻理解.是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法.是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素.例：如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是( )A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做加速运动D.向左做减速运动【审题指导】解答该题注意应用以下程序力和运动关系的定性分析根据牛顿第二定律先由受力情况分析加速度，再由加速度与速度的关系分析运动性质，即同向加速运动，反向减速运动.四、牛顿第二定律的简单应用【问题导思】1.如果物体受到力的作用，就一定有加速度吗?2.求物体的加速度的方法有哪些?3.应用牛顿第二定律解题的一般步骤是什么?应用牛顿第二定律解题的方法一般有两种：矢量合成法和正交分解法.1.矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物体所受合力的方向.反之，若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力.2.正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力.应用牛顿第二定律求加速度，在实际应用中常将受力分解，且将加速度所在的方向选为x轴或y轴，有时也可例：质量为m的木块，以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动，木块与斜面间的动摩擦因数为μ，如图所示.(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向.(2)若此木块滑到最大高度后，能沿斜面下滑，求下滑时木块的加速度的大小和方向.【审题指导】解答本题时可按以下思路进行分析：【解析】(1)以木块为研究对象，因木块受到三个力的作用，故采用正交分解法求解，建立坐标系时，以加速度的方向为x轴的正方向.木块上滑时其受力分析如图甲所示，根据题意，加速度的方向沿斜面向下，将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根据牛顿第二定律有mgsinθ+f=ma，N-mgcosθ=0又f=μN，联立解得a=g(sinθ+μcosθ)，方向沿斜面向下.(2)木块下滑时其受力分析如图乙所示，由题意知，木块的加速度方向沿斜面向下.根据牛顿第二定律有mgsinθ-f′=ma′，N′-mgco sθ=0又f′=μN′，联立解得a′=g(sin θ-μcosθ)，方向沿斜面向下.【答案】(1)g(sinθ+μcosθ)，方向沿斜面向下(2)g(sin θ-μcos θ)，方向沿斜面向下应用牛顿第二定律解题的一般步骤：1.确定研究对象.2.进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程.3.求出合力或加速度.4.根据牛顿第二定律列方程求解.五、常见力的突变例：如图所示，质量相等的三个物块A、B、C，A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连，A与B之间用细绳相连，当系统静止后，突然剪断A、B间的细绳，则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)( )A.-g、2g、0B.-2g、2g、0C.0、2g、0D.-2g、g、g【解析】剪断细绳前，对B、C整体进行受力分析，受到总重力和细绳的拉力而平衡，故FT=2mg;再对物块A受力分析，受到重力、细绳拉力和弹簧的拉力;剪断细绳后，重力和弹簧的弹力不变，细绳的拉力减为零，故物块B受到的合力等于2mg，向下，物块A受到的合力为2mg向上，物块C受到的力不变，合力为零，故物块B有向下的加速度，大小为2g，物块A具有向上的加速度，大小为2g，物块C的加速度为零，故选B.【答案】 B轻绳、轻杆、轻弹簧、橡皮条辨析1.它们的共同点是：质量忽略不计，都因发生弹性形变产生弹力，同时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关.2.它们的不同点是：课后小结这节课我们学习了1.牛顿第二定律：F=ma.2.牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性.3.牛顿第二定律解决问题的一般方法.板书4.3牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟所受的台力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同2.表达式 F=ma3.理解(1)同向性：加速度的方向与力的方向始终一致(2)瞬时性;加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失(3)同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的(4)独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。

牛顿运动定律[考点透视]一、考纲指要1．牛顿第一定律，惯性〔Ⅱ〕2．牛顿第二定律，质量，圆周运动中的向心力〔Ⅱ〕3．牛顿第三定律4．牛顿力学的适用范围〔Ⅰ〕5．共点力作用下的物体的平衡〔Ⅱ〕二、命题落点1．对牛顿第一定律、惯性的理解。

如例12．对超重、失重的理解。

如例23．牛顿第三定律。

如例34．用牛顿第二定律解决与电梯相关的问题。

如例45．用牛顿第二定律解决斜面上的物体的运动。

例56．分阶段研究物体的运动情况。

例67．用牛顿第二定律解决简单的连接体问题。

如例7[典例精析]例1：〔02年春季上海大综合〕根据牛顿运动定律一下选项中正确的选项是〔〕A．人只有在静止的车厢内，竖直向上跳起后，才会落在车厢的原来位置B．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方D．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方解析：依据牛顿定律可知，人竖直向上跳起离开车厢时，人与车在水平方向上的速度相同。

如果车子静止或匀速直线运动，那么依据第一定律，人都将落回原地；如果车子加速前进，那么在相同的时间内人的位移小于车的位移，故落在起跳点后方〔C正确〕；反之，如果车子减速前进，那么在相同的时间内人的位移大于车的位移，故落在起跳点前方，因此，正确答案应是C答案：C例2：〔04年全国Ⅱ，20〕以下哪个说法是正确的？〔〕A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态；B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态；C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态；D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态。

解析：当加速度竖直向下时，物体处于失重状态；当加速度竖直向上时，物体处于超重状态。

当运动员上升和下降时，加速度方向为向下，都处于失重状态，静止状图3－１－１ 态时加速度为零，是平衡状态，所以B 选项正确。

牛顿第二定律学案学法指导1．牛顿第二定律的实验思想方法--控制法物体的加速度a不仅跟它所受到的外力F有关，还取决于它自身的属性--质量m．为了定量地研究a、F、m三者之间的关系，课本中采用先保持一个量（如m）不变，研究其他两个量（a与F）之间的关系；然后再保持另一个量（如F）不变，研究其他两个量（a与m）之间的关系；最后把两个结果综合起来得出a与F、m之间的关系．初中物理中研究电流强度与导体两端的电压，导体的电阻之间的关系时，也是采用这种方法．这种方法称为“控制法”，是研究多因素问题的一个基本方法．应予以领会．2．从比例式到等式的科学加工方法（1）引入比例系数从实验数据的分析直接得出的往往是一种比例关系，为了应用的方便，常需要把它们改写成等式（物理公式）．这是一个人为的科学加工过程，在这个过程中通常需定义或测定一些比例系数．譬如：（2）选取恰当单位当式中各物理量的单位已确定时，比例系数的单位也是确定的（如胡克定律中k 的单位是N/m）．当式中某些物理量的单位未确定时，为使公式简单，可通过选用恰当的单位使比例系数等于1．在国际单位制中，力的单位“牛顿”（符号：N），就是根据牛顿第二定律，令比例系数k＝1定义出来的．即1N＝1kg·m/s23．牛顿第二定律公式及使用要点公式：F合 = ma或简化为F = ma．要点：（1）F合是作用在质量m的物体上的所有外力的合力（合外力），a就是在这个合外力F合作用下的加速度．a与F合的方向始终相同．（2）a与F合是一种瞬时对应关系．一旦F合变化，a随之变化．只有当F合恒定时，物体才作匀加速运动．(3)m 一定时，a ∝F ；F 一定时，m a 1；a 一定时，F ∝m. 应注意灵活运用这些比例关系．4．平衡的基本特征当作用在物体上的合外力F=0时，物体的加速度a=0，表示物体处在静止状态或匀速直线运动状态．通常把这两种状态统称为力平衡状态．所以，平衡也是一个动态概念，其特征是加速度a=0，而不是v=0．由这基本特征可知，静止与匀速直线运动具有力学的等价性．学生对知识要点总结：力是使物体产生加速度的原因，物体受到力的作用，就会产生加速度。

高中物理沪教版逐字教案
一、目标：
1. 理解牛顿第二定律的含义和公式。

2. 掌握如何应用牛顿第二定律解决物体运动相关问题。

二、教学重点：
1. 牛顿第二定律的概念和表达式。

2. 如何使用牛顿第二定律解决问题。

三、教学难点：
1. 掌握牛顿第二定律的推导过程。

2. 运用牛顿第二定律解决实际问题时的注意事项。

四、教学过程：
1. 导入：通过实验展示牛顿第二定律的实际效果，引发学生对物理规律的探索。

2. 讲解：解释牛顿第二定律的概念：物体的加速度与受到的合力成正比，且与物体的质量成反比。

牛顿第二定律的表示式为F=ma。

3. 引导学生推导牛顿第二定律的过程，通过示意图和数学推导，帮助学生理解这一定律的原理。

4. 练习：提供一些实际问题让学生运用牛顿第二定律求解，引导学生在具体问题中灵活运用所学知识。

5. 拓展：介绍牛顿第二定律在工程和科技领域的应用，激发学生对物理知识的兴趣。

6. 总结：总结牛顿第二定律的基本概念和应用方法，强调物理学在实际生活中的重要性。

五、作业：
1. 计算一个物体所受合力为10N，质量为2kg时的加速度是多少？
2. 思考气球在风中飘动时受到的力和加速度的关系，用牛顿第二定律进行解释。

六、教学反思：
在教学过程中，要注意引导学生从实际问题入手理解牛顿第二定律的应用，帮助他们建立对物理规律的直观认识。

同时，要注重培养学生的动手实践能力和思维能力，引导他们通过解决问题来深入理解物理学原理。

沪教版高中物理优秀教案主题：牛顿第二定律的探究教学目标：1. 理解牛顿第二定律的含义；2. 能够运用牛顿第二定律解决实际问题；3. 能够分析物体受力情况并绘制自由体图。

教学重点：1. 牛顿第二定律的表达式；2. 牛顿第二定律的应用。

教学准备：1. 教材《沪教版高中物理》；2. 实验器材：小车、弹簧测力计、滑轮组等；3. 多媒体设备。

教学过程：一、导入（5分钟）教师简要介绍牛顿第二定律的内容，并提出一个问题：为什么同一物体受到不同力时运动状况会有所不同？二、探究（30分钟）1. 实验演示：让学生观察小车在不同力作用下的运动情况，引导学生思考为什么小车产生不同的加速度。

2. 学生实验：让学生使用弹簧测力计测量不同力作用下的物体受力情况，并绘制自由体图。

3. 理论讲解：讲解牛顿第二定律的数学表达式以及应用注意事项。

三、训练（15分钟）1. 让学生进行一些简单的计算题，巩固牛顿第二定律的应用；2. 给出一些实际问题，让学生应用牛顿第二定律进行分析。

四、总结（5分钟）教师带领学生回顾本节课的重点知识，并提出问题：牛顿第二定律的应用在生活中有哪些实际案例？五、作业布置布置一些习题作业，加深对牛顿第二定律的理解。

六、板书设计板书内容：牛顿第二定律 F=ma七、教学反馈教师在下节课开始前对学生本节课的学习情况进行总结和反馈，帮助学生及时纠正错误。

以上是沪教版高中物理的优秀教案范本，希望对您的教学有所帮助。

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祝您教学顺利！。

2、牛顿第二定律-沪科教版必修一教案1.知识目标•了解牛顿第二定律的含义；•掌握利用牛顿第二定律解决物理问题的方法。

2.教学重难点•牛顿第二定律的内容和应用；•牛顿第二定律的公式推导及应用。

3.教学设计3.1引入环节示范实验：通过放置在小车上的不同重量的铁块，让学生观察小车的运动情况，探究物体的质量与加速度的关系，并引出牛顿第二定律。

3.2讲授环节•物体受力概念：什么是力，力的单位，力的方向和大小的概念。

•牛顿第二定律讲解：当物体受到的合外力F不为零时，它的速度将发生改变，加速度a与合外力F成正比，加速度和作用力的方向相同，与物体质量m成反比，牛顿第二定律公式F=ma的推导及应用。

•物理思维训练：通过一道简单的题目来加深学生对牛顿第二定律的理解。

3.3搭建环节根据上述教学内容，将学生分为小组，进行以下实验：3.3.1实验内容•用弹簧秤在水平面上测量不同物体的重力作用力大小。

•在同一水平面上，分别给定物块的质量，力的大小和方向，测量物块可以获得的加速度大小。

•根据上述公式，计算理论上物块的加速度。

•比较测得实验值和计算值，并分析原因。

3.3.2实验步骤•准备实验器材：滑动小车、塑料轨道、不同重量铁块和弹簧秤。

•选择不同铁块拼接成不同重量。

•用弹簧秤在水平面上测量不同物块的重力。

•在同一水平面上把拼接的重量物块放在滑动小车上，并记录相应的大小和方向的力。

•分别测量在相同条件下滑动小车所获得的加速度。

•计算理论上物块的加速度。

•记录数据并比较实验值与理论值的差异。

3.4总结•结合实验结果，深化学生对牛顿第二定律的认知。

•总结本节课的重点内容，并进行简单回顾。

4.教学反思本节课通过引入实验，情境化地讲解了牛顿第二定律，并通过实验来巩固学生的理解和知识。

但是需要注意的是，在讲解牛顿第二定律时，需要引导学生从事物的变化形式（速度）和发生变化的变量（加速度）以及对应的变动原因（力）这三个层面理解牛顿第二定律。