人教版高中物理必修1 第4章第3节牛顿第二定律 课程教学设计
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牛顿第二定律【教学设计】牛顿第二定律是动力学部分的核心内容,它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率,即加速度与它所受外力的关系,以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系;况且此定律是联系运动学与力学的桥梁,它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻,所以本节课的教学对力学是至关重要的。
本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容,关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解,全面掌握牛顿第二定律,会应用牛顿第二定律解决有关问题。
【教学重点】牛顿第二定律应用【教学难点】牛顿第二定律的意义【课时安排】1课时【教学目标】一、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。
二、过程与方法1.以实验为基础,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.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。
三、情感态度与价值观渗透物理学研究方法的教育,体验物理方法的魅力。
【教学过程】导入新课情景导入多媒体播放刘翔在国际比赛中的画面。
图4-3-1.图4-3-1边播放边介绍:短跑运动员在起跑时的好坏,对于取得好成绩十分关键,因此,发令枪响必须奋力蹬地,发挥自己的最大体能,以获得最大的加速度,在最短的时间内达到最大的运动速度。
我们学习了本节内容后就会知道,运动员是怎样获得最大加速度的。
复习导入利用多媒体播放上节课做实验的过程,引起学生的回忆,激发学生的兴趣,使学生再一次体会成功的喜悦,并讨论上节课的实验过程和实验结果。
问题:当物体所受的力和物体的质量都发生变化时,物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢? 推进新课 一、牛顿第二定律为了培养学生自主学习的能力,让学生带着以下几个问题阅读课本75页的内容: 1.牛顿第二定律的内容是怎样表述的?2.它的比例式如何表示,式中各符号表示什么?3.式中各物理量的单位是什么,其中力的单位“牛顿”是怎样定义的? 学生用3—5分钟阅读结束后,让学生回答以上几个问题:明确:1.内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。
第四章牛顿运动定律第四节牛顿第二定律一、教学目标1、知识与技能:1.理解牛顿第二定律的内容、知道表达式的确切含义.2.知道牛顿第二定律如何简化,如何确定K值。
3.初步学会应用牛顿第二定律进行计算。
2、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。
2.培养学生的概括能力、分析能力和判断推理能力.3、情感态度与价值观:1.渗透物理学研究方法的教育----实验、归纳、总结.2.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.二、教材分析本节课的地位和作用:(1)牛顿第二定律是动力学的核心规律,是高一教材的重点和中心内容,在高中物理力学部分占有很重要的地位,因而理解牛顿第二定律就显得特别关键。
本节内容是在前一节实验基础上得出加速度和力、质量三者间的关系,然后为解决比例系数而得出力的单位问题,而后再辅之于例题。
这样处理,知识点过渡自然。
一方面,为应用牛顿第二定律打下基础,另一方面体现了知识服务于生活的精神。
(2)与旧教材相比,把实验独立出来了,可以大大缓解本节课的压力;而例题中,加进了方法分析,突出体现了能力的培养。
2、本节课教学重点与难点:重点:牛顿第二定律的特点难点:(1)牛顿第二定律四性的理解及力、速度、速度变化、加速度间的关系(2)正交分解法的灵活应用。
教学思路与方法本节课教学思路:1、由学生回忆上节课的探究结论(F、m、a的关系)2、探究结论如何用数学表达式表示a ∝F/m ,F = kma3、探究最简单的表达式F=ma4、通过各种探究、理解牛顿第二定律5、探究利用牛顿第二定律解决实例的步骤和方法。
本节课的教学方法有:探究、讲授、讨论、练习。
教学建议在理解牛顿第二定律的确切含义时,要正确处理好学生的一个难点---力、速度、速度的变化量、加速度几者之间的关系;总结归纳出牛顿第二定律的四性(矢量性、瞬时性、因果性、同体性)。
4.3牛顿第二定律一、教材分析牛顿第二定律是动力学部分的核心内容,它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率,即加速度与它所受外力的关系,以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系;况且此定律是联系运动学与力学的桥梁,它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻,所以本节课的教学对力学是至关重要的.本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容,关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解,全面掌握牛顿第二定律,会应用牛顿第二定律解决有关问题.二、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.以实验为基础,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.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.情感态度与价值观渗透物理学研究方法的教育,体验物理方法的魅力.三、教学重点牛顿第二定律应用四、教学难点牛顿第二定律的意义五、教学过程一、牛顿第二定律师:通过上一节课的实验,我们再一次证明了:物体的加速度与物体的合外力成正比,与物体的质量成反比.师:如何用数学式子把以上的结论表示出来?生:a∝F/m师:如何把以上式子写成等式?生:需要引入比例常数ka=kF/m师:我们可以把上式再变形为F=kma.选取合适的单位,上式可以,简化。
前面已经学过,在国际单位制中力的单位是牛顿.其实,国际上牛顿这个单位是这样定义的:质量为1 kg的物体,获得1 m/s2的加速度时,受到的合外力为1 N,即1 N=1 kg·m/s2.可见,如果各量都采用国际单位,则k=1,F=ma这就是牛顿第二定律的数学表达式.师:牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系,还描述了它们的方向关系,结合上节课实验的探究,它们的方向关系如何?生:质量m是标量,没有方向.合力的方向与加速度方向相同.师:对,我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?生:物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同.师:加速度的方向与合外力的方向始终一致,我们说牛顿第二定律具有同向性。
第三节.牛顿第二定律一、三维目标1.物理知识方面的要求:(1)掌握牛顿第二定律的文字内容和数学表达式;(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。
2.过程与能力培养目标:以实验为基础,通过观察、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。
培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。
3.方法与情感教育目标:渗透物理学研究方法的教育。
实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究;运用列表法处理数据,使学生知道结论是如何得出的;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。
从而体现物理的逻辑美,激发学生学习物理的热情。
二、重点、难点分析1.本节的重点内容是做好演示实验,以及利用多媒体课件演示实验过程、获得数据、得出结论,增强效果。
这样,用实验得到的结论给出牛顿第二定律,顺理成章,说服力强。
同时课堂上还应讲清实验装置、原理并调动部分学生参与以求圆满地完成实验任务,从而激发学生的兴趣以及体会到物理学研究的方法。
2.牛顿第二定律的数学表达式简单完美,记住并不难。
但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联;牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景,对学生来说是较困难的。
这一难点在本课中可通过定律的辨析和有针对性的巩固练习加以深化和突破,另外,还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解。
三、教具小车、木板、滑轮、钩码、细线、多媒体。
四、主要教学过程Ⅰ、引入新课复习:提问学生,什么是牛顿第一定律?总结:力是改变物体运动状态的原因。
而物体运动状态的改变是物体运动速度发生变化,即加速度不为零。
因而力又是产生加速度的原因,即力的作用是用于产生加速度,而并非用于维持物体的运动。
由牛顿第一定律还可知:一切物体总保持静止或匀速直线运动状态,这种性质叫惯性。
而质量是物体惯性大小的量度,因而加速度跟质量有关。
问题:力是如何产生加速度的?板书:牛顿第二定律引导猜测:①加速度是否与力有关系?有什么关系?②加速度与质量有关系吗?有什么关系?启发学生按如下的思路思考:对于一个物体(使m不变),不受力时加速度为零→受力后加速度不为零→受力越大则加速度越大。
牛顿运动定理的应用教学设计一、设计思想本节是必修1第4章的牛顿第二定律之后的一节应用型习题课,应该充分体现出对牛顿第二定律的应用价值。
学生在掌握牛顿第二定律前提下,结合匀变速直线运动知识,进一步提高学生解题能力,同时突出物理知识在汽车行驶安全中的应用,对学生进行行车行驶中的安全教育。
这节课将设计4个讨论题,要学生研究为什么要保持车距?为什么不要酒后开车?为什么不要超速等问题,结合匀速直线运动和匀变速直线运动规律和牛顿第二定律分析均可得到合理解释。
教学过程中不单应用匀变速直线运动的规律分析问题,解决问题。
更重要的对学生进行了安全教育,形成正确的价值观,人生观。
二、教学目标1. 知识和技能能利用牛顿第二定律解决问题,并通过题目反馈到汽车安全行驶中2. 过程与方法在探究问题的过程中,要培养学生良好的分析问题、处理问题的习惯:3. 情感态度与价值观培养学生尊重实际的态度,树立辨证唯物主义观点,培养学生树立牢固的安全意识,关爱生命。
4.德育目标培养学生严谨认真、实事求是的实验品质,关爱生命。
文明行车三、重点和难点1. 重点:培养学生应用匀变速直线运动规律分析问题、解决问题的能力2. 难点:汽车安全行驶常识。
四、教学过程1. 导入新课学生观看汽车行驶视频,初步了解不安全因素。
老师:同学们刚才观看视频之后?有何感想?学生:惊心动魄,车祸,……..教师:为什么会出现这么惨厉的车祸?学生:超速,酒驾,疲劳驾驶,超载…….老师:你能应用学习过的方法来解释这些因素造成了悲剧的发生吗?好今天我们和大家一起讨论这些问题2. 新课内容讨论一:质量为8⨯103千克的汽车,在水平的公路上沿直线行驶,汽车的牵引力为1.45⨯104N,所受阻力为2.5⨯103N.求:汽车前进时的加速度?学生讨论:首先讨论好的学生上黑板展示,点评。
思考:如果汽车的质量增加,加速度会怎样?讨论二:质量为8⨯103千克的汽车,以 10m/s的速度在水平的公路上沿直线行驶,关闭发动机,在2.0 ⨯103N的制动力下滑行,求:汽车前进时的加速度和滑行的距离?学生讨论:首先讨论好的学生上黑板展示,点评。
人教版《物理》(必修一)4.3 牛顿第二定律【教材分析】本章教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达式分成两节内容,目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。
牛顿第二定律的首要价值应该是确立了力与运动之间的直接关系,即因果关系。
如知道了物体的受力情况,物体的运动状态及其变化就完全确定了。
这应该是人类在认识自然过程中取得的重要思想成就。
本节内容首先在上节课实验的基础上,通过分析说明,提出了牛顿第二定律的具体内容表述,得出牛顿第二定律的数学表达式。
其中蕴含有丰富的知识与技能、过程与方法性目标。
教科书突出了力的单位1N的物理意义,它是为后面学习单位制的内容准备的。
引导学生进行必要的讨论。
本节最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路,它们也是学习、理解牛顿第二定律的基本组成部分。
【教学目标】一、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和相互关系。
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。
二、过程与方法1.以实验为基础,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.认识由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
三、情感态度与价值观渗透物理学研究方法的教育,体验物理方法的魅力。
【教学重难点】教学重点:牛顿第二定律的由来及应用。
教学难点:牛顿第二定律的理解。
【教学方法】1.启发引导、合作交流。
2.通过实例的分析、强化训练,使学生理解牛顿第二定律的意义。
【课时安排】 2课时,本教案为第1课时。
新课教学a具有什么样的特别关系么?三、对牛顿第二定律的理解(1)因果性:力是产生加速度的原因。
(2)同体性:是指F、m、a是对于同一个物体而言的。
(3)瞬时性:是指F 和a 时刻对应:同时产生、同时变化、同时消失。
(4)矢量性:是指加速度的方向取决于合外力的方向。
(5)独立性:是指每个力各自独立地使物体产生一个加速度,合力的加速度即是这些加速度的矢量和。
牛顿第二定律Ⅰ教材依据人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理必修一第四章第三节教学流程图复习提问→ 牛顿第二定律的推导理解→应用、解决实际问题→小结教学目标一、知识与技能目标1.理解牛顿第二定律一般表达的含义2.知道物体运动的加速度方向与合外力方向一致3.会用牛顿第二定律解决一些与生产和生活相关的实际问题。
4.会用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题过程与方法目标:二、过程与方法目标1. 掌握课程题解决的思维程序步骤→发现问题→形成→建立→检验→评价发展2.培养学生的创造性思维过程以及的观察、分析和概括能力;三、情感态度价值观目标1.使学生形成愿意与他人合作学习的意识。
有将自己的见解与他人交流的愿望。
2.培养学生的创造态度、实事求是的科学态度以及勇于修正错误的健康心理、具有团队精神教学重点与难点牛顿第二定律的推导及其物理意义。
教学媒体矿泉水瓶、小铁球、细线、投影仪教学过程一、引入新课教师:上节课我们完成了探究加速度与力、质量的关系。
在实验中我们采取了什么方法,在数据处理过程中采用了什么方法?学生:实验中我们采取了控制变量法,在数据处理过程中采用图象法。
教师:控制变量法是我们在实验中经常要采用的方法,利用图象将实验中得到的数据通过描点作出图象,可以非常直观的看出两个物理量之间的关系,也可以有效的减小实验误差,确定并排除实验中测得的一些错误数据,通过探究我们得出了什么结论。
学生:物体的加速度与所受的力成正比,与物体的质量成反比。
教师:这是我们通过有限的几次实验得出的结论,带有猜想和推断的性质,要想把结论上升为“定律”应该怎么办?学生:做大量的实验,看事实与结论是否一致。
教师:对,前人通过大量的实验和观察到的事实,把我们的结论上升为定律,本节课我们要学习牛顿第二定律。
大家想了解牛顿第二定律的哪些知识?欢迎大家提出来。
二、进行新课学生:(以下问题是来自于学生的)1.想了解牛顿第二定律怎么推导出来的?2.想了解牛顿第二定律的表述、物理意义?3.想了解牛顿第二定律的使用范围?4.想了解牛顿第二定律在生活中的应用?5.想了解牛顿第二定律与牛顿第一定律的联系与区别?教师:同学们提出了这么多关于牛顿第二定律的问题,你们的问题将在今天的学习中被一一解答。
3.牛顿第二定律知识纲要导引核心素养目标(1)理解牛顿第二定律的内容,知道其表达式的确切含义.(2)知道力的国际单位“牛顿”的定义.(3)会用牛顿第二定律进行计算.知识点一牛顿第二定律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:(1)比例式:F=kma,式中k是比例系数,F是物体所受的合外力.(2)国际单位制中:F=ma.思考由牛顿第二定律可知无论怎样小的力都可以产生加速度,可是如图所示,小强和小红一起拉车子,无论怎么用力也没拉动,这跟牛顿第二定律矛盾吗?应该怎样解释这个现象?提示:这跟牛顿第二定律不矛盾.物体受多个力作用时,牛顿第二定律中的力F指的是物体所受的合力.牛顿第二定律表达式中F应是物体所受到的合力.如:竖直方向上,小车受到的重力与地面对小车的支持力合力为0,水平方向上小车受到的合力F合=20 N,则小车的加速度由合力20 N来决定,方向沿力F1的方向.知识点二力的单位1.国际单位:牛顿,简称牛,符号为N.2.“牛顿”的定义:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N,即1 N =1_kg·m/s2.3.比例系数k的意义:(1)在F=kma中,k的选取与F、m、a的单位有关.(2)在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的数学表达式为F=ma,式中F、m、a的单位分别为N、kg、m/s2.答案:CD核心二合外力、加速度和速度的关系1.合外力与加速度的关系2.力和运动的关系加速度的方向(或合外力的方向)与运动方向(或速度方向)无关.例2 (多选)关于速度、加速度、合力的关系,下列说法正确的是( ) A.原来静止在光滑水平面上的物体,受到水平推力的瞬间,物体立刻获得加速度B.加速度的方向与合力的方向总是一致的,但与速度的方向可能相同,也可能不同C.在初速度为0的匀加速直线运动中,速度、加速度与合力的方向总是一致的D.合力变小,物体的速度一定变小【解析】由牛顿第二定律可知选项A、B正确;初速度为0的匀加速直线运动中,v、a、F三者的方向相同,选项C正确;合力变小,加速度变小,但速度是变大还是变小取决于加速度与速度的方向关系,选项D错误.【答案】ABC训练2 原来做匀加速直线运动的物体,当它的合外力逐渐减小时( )A.它的加速度将减小,它的速度也减小B.它的加速度将减小,它的速度在增加C.它的加速度和速度都保持不变D.情况复杂,加速度和速度的变化均无法确定解析:物体原来做匀加速直线运动,所以合外力逐渐减小时,加速度也逐渐减小,而速度仍在增加.答案:B.应用牛顿第二定律解题的一般步骤.合外力的处理方法矢量合成法当物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求出两个力的合力.正交分解法当物体受到三个或三个以上力的作用时,常用正交分解法求物体所受的合力.如图所示,手拉着小车静止在倾角为30°的光滑斜坡上,已知小车的质量为如果绳子突然断开,求小车的加速度大小.以小车为研究对象受力分析如图所示 .利用正交分解法,由牛顿第二定律得:斜面模型中加速度的求解(1)物体A加速斜向下滑动a=g(sinα-μcosα) ,方向沿斜面向下(2)物体A减速斜向上滑动a=g(sinα+μcosα) ,方向沿斜面向下(3)物体A减速斜向下滑动a=g(μcosα-sinα),方向沿斜面向上训练3 如图所示,质量m=10 kg的物体在水平面上向右运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时物体受到一个水平向左的推力F=20 N的作用,g取10 m/s2,则物体的加速度是( )A.0 B.4 m/s2,水平向右C.4 m/s2,水平向左 D.2 m/s2,水平向右解析:取向右为正方向,物体受到的摩擦力F f=-μmg=-0.2×10×10 N=-20 N,由牛顿第二定律得F+F f=ma,解得a=-4 m/s2.答案:C方法技巧(1)物体受三个或三个以上的力的作用做匀变速直线运动时往往利用正交分解法解决问题.(2)正交分解的方法是常用的矢量运算方法,其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算.常见的是沿加速度方向和垂直加速度方向建立坐标系.核心四应用牛顿第二定律求解瞬时加速度1.细线(接触面):形变量极小,可以认为不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,弹力能瞬时变化.2.弹簧(橡皮绳):形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,认为弹力不变.解题思路:(1)分析悬挂A球的细线剪断前A球和B球的受力情况;(2)分析剪断细线瞬间有哪些力发生了变化;(3)分析剪断细线后A球和B球的受力情况;(4)根据牛顿第二定律列方程求解.例4 如图所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球均保持静止.当突然剪断细绳的瞬间,上面小球A与下面小球B的加速度分别为(以向上为正方向)( )A.a1=g a2=g B.a1=2g a2=0C.a1=-2g a2=0 D.a1=0 a2=g【解析】分别以A、B为研究对象,分析剪断前和剪断时的受力.剪断前A、B静止,A球受三个力:绳子的拉力F T、重力mg和弹簧力F,B球受两个力:重力mg和弹簧弹力F′.A球:F T-mg-F=0 B球:F′-mg=0 F=F′解得F T=2mg,F=mg.剪断瞬间,A球受两个力,因为绳无弹性,剪断瞬间拉力不存在,而弹簧瞬间形状不可改变,弹力不变.如图,A球受重力mg、弹簧的弹力F,同理B球受重力mg和弹力F′.A球:-mg-F=ma1,B球:F′-mg=ma2,解得a1=-2g,a2=0,故C正确.【答案】 C如图所示,质量为m的光滑小球小球下方被一梯形斜面梯形斜面平行,已知弹簧与天花板夹角为30°,重力加速度)B .4 m/s 2当弹簧测力计甲的示数变为8 N 时,弹簧测力计乙的示数变为.由牛顿第二定律F =ma 得物块的加速度a =F m=(1)把小黄鸭看做质点,作出其受力示意图;(2)地面对小黄鸭的支持力;(3)小黄鸭运动的加速度的大小.解析:(1)如图,小黄鸭受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用.(2)竖直方向有:F sin53°+F N=mg,解得F N=mg-F sin53°=120 N,方向竖直向上.(3)受到的摩擦力为滑动摩擦力,所以F f=μF N=24 N根据牛顿第二定律得:F cos53°-F f=ma,解得a=1.8 m/s2.答案:(1)见解析图(2)120 N,方向竖直向上(3)1.8 m/s2。
基于核心素养下的《牛顿第二定律》的教学设计教学目标:1、掌握牛顿第二定律的内容和公式的现实含义2、知道牛顿于加速度的关系3、在生活中,懂得牛二分析一些生活常识学习重点:1、掌握牛顿定律的相关计算2、理解牛顿第二定律的分析思维学习难点:在计算相关的计算是,对不同的物体进行不同的受力分析而分析出其运动状态。
新课导入:上一节课我们进行了《实验:探究加速度与力、质量的关系》(该节课是牛顿第二定律的上一节课)的相关课程,现在我们可以知道a (加速度)和m(质量)成反比。
也知道a和F(力)成正比。
那么我们可以到这条式子F=Kma (k为一常数,使得m、a、F 在一定单位下成立)。
那么条式子背后到底有什么奥秘呢?让我们进入到这一节课的学习。
教学基本内容:由第一章的牛一定律知道,力是改变物体运动状态的原因。
那么物体改变运动改变原有运动转态最直观的就是加速度不为零。
由上一节实验课我们知道的是,F=kma具体是:(控制变量法)对m不变:F增大a增大对F不变:m增大a减小那么可以推到得到F=Kma (k为一常数,使得m、a、F 在一定单位下成立)为了方便,可以让F 的单位为取N;m的单位取Kg ;a 的单位取m/s^2 从而得到K=1 而有了F=ma探究牛顿定律第二定律的一些规律:牛顿第二定律: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。
因果性:“=”反应的是一种因果关系,在物理中“=”左边是原因,右边是结果,所以可以知道,F 是产生a 的原因,而不是先有了a而有F.方向性:a 的方向和F 的方向是相同的(a矢量乘以m标量得到一个有个矢量F),所以知道F (合外力)就知道a 的方向,知道a 的方向就可以知道F 的方向。
顺时性:a 是有F 决定的,在F 改变瞬间a 也跟着改变.同样的a改变了,也就反应了F 的变化。
当不是F的变化是a决定的,而是a 反应了F 的变化。
相关考点:.独立性:把合外力分解成多个分力,那么每个方向的分力Fn 都有一个同方向的,相对独立的a a的合成与合外力F 总的方向上的a相同。
4.3牛顿第二定律教案设一、教学目标(一)知识与技能1.理解力是使物体产生加速度的原因2.知道研究加速度和力的关系的实验过程3.理解牛顿第二定律的内容,知道定律的确切含义(二)过程与方法1.师生共同实验并总结出牛顿第二定律。
对其进行再探究,培养学生的实验能力,分析能力和解决问题能力。
2.初步掌握实验探究中的控制变量法(三) 情感态度与价值观让学生在自己探索并操作实验的过程中逐步学会运用理论知识,合理解决实际问题,在实验后分析问题时培养学生严谨思考的能力,激发学生学习物理的兴趣。
二、教学重点1.熟练并准确地操作实验2.认识并理解牛顿第二定律三、教学难点1.实验数据的分析与处理2 .理解并掌握牛顿第二定律的物理意义及性质四.教学方法多媒体展示法,实验探究法,讲授法。
五.教学仪器与用具小车,带滑轮的木板,小盘,砝码,细绳,刻度尺,打点计时器,电源等。
多媒体课件。
六.教学过程(一). 导入新课创设情境,引入新课 (播放视频)1.跳伞队员降落时要打开降落伞,这是什么道理?2.方程式赛车比赛中所用的赛车质量是普通的小轿车的1/3,这又是什么道理?其实,表面上看,都是为了在短时间内改变物体的运动状态。
通过上节课的学习,我们 已经知道,改变物体的运动状态讲授为了产生加速度,而产生的加速度与物体受力及物体的质量是否有关系呢?下面我们就一起来学习这节内容。
(二)新课教学1. 加速度与力的关系如下图:小车的质量都为500克,砝码的质量为100克,小盘的质量可以忽略。
让小车在绳子的恒定拉力下做初速度为零的匀加速运动。
从打点计时器打出的纸带得到如下数据由图可知,两小车的质量相等,甲受到拉力F 1=1N ,乙受到的拉力F 2=2N,由S=1/2at 2,我们可以求出加速度a ,a 甲=1m/s 2,a 乙=2m/s 2,由大量的事实表明:对于质量相等的物体来说,物体的加速度跟作用在它上面的力成正比。
用数学式子表示就是: a 甲/a 乙=F 甲/F 乙 或a ∝F练习:我们现在可以解决“跳伞队员降落时为什么要打开降落伞?”这个问题了。
人教版高中物理必修1教学设计
用数学式子表示就是:a∝F
(2)当保持物体受力不变时,物体的加速度
跟质量成反比。
加速度与质量的关系
用数学式子表示就是:a ∝1/m
力、加速度、质量到底有没有具体的数量关
系?今天我们来找出这个数量关系
学生回顾加速
度与力的关系
以及加速度与
质量的关系
温故而知新为牛
顿第二定律做铺
垫
讲授新课一、牛顿第二定律的表达式
思考讨论:小车的加速度a 与它所受的作用
力 F 成正比,与它的质量m 成反比。
那么,对于
任何物体都是这样的吗?
甲猜想中的a-F 图像
乙根据实际数据作出的a-F 图像
多次类似的实验发现:每次实验的点都可以拟
学生思考讨论
观察图片
让学生了解对于
任何物体物体的
加速度a 与它所
受的作用力F
成正比,与它的
质量m 成反比。
都是成立的。
(3)理解牛顿第二定律:
①同体性:F、m、a对应于同一物体。
②统一性:统一用国际制的单位
③同时(瞬时)性:a与F总是同生同灭同变化
④矢量性:a与F 的方向总是相同
⑤牛顿运动定律的适应范围:是对宏观、低速物体;
三、牛顿第二定律的应用
应用牛顿第二定律解题的一般步骤:
1、确定研究对象。
2、分析研究对象的受力情况,画出受力图。
3、建立直角坐标系,求出合力。
4.根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。
例题1:在平直路面上,质量为1 100 kg的汽车在进行研发的测试,当速度达到100 km/h时取消动力,经过70 s停了下来。
汽车受到的阻力是多少?重新起步加速时牵引力为2 000 N,产生的加速度是多少?假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
分析:如图,取消动力后,汽车在平直路面上只受阻力的作用。
由于阻力不变,根据牛顿第二定律,汽车在平直路面上运动的加速度将保持不变。
由加速度可以求出汽车受到的阻力。
如图,重新起步后,汽车在平直路面上受到牵引力和阻力。
由于二者大小都不变,所以汽车的加学生理解记忆
学生理解分析
例题1
掌握应用牛顿第
二定律解题的一
般步骤。
巩固运动学公式
和牛顿第二定律
的应用
解: 以汽车为研究对象。
设汽车运动方向为x 轴正方向,建立一维坐标系。
取消动力后,汽车做匀减速直线运动。
初速度v 0 =100 km/h =27.8 m/s ,末速度为0,滑行时间t =70 s 。
根据匀变速直线运动速度与时间的关系式,加速度为
t v
t v a 0
010-=-=
汽车受到的阻力为
N
N .t mv ma F 437708
27110001-=⨯-=-==阻 汽车受到的阻力是437 N ,方向与运动方向相反。
重新起步后,汽车所受的合力为
F 合 =2 000 N - 437 N =1 563 N 由牛顿第二定律可以得到汽车的加速度
2
2242111001563s m .s
m m F a ===
合 重新起步产生的加速度是1.42 m/s 2 ,方向与运动方向相同。
例题2:某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球,在列车以某一加速度渐渐启动的过程中,细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止,通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度如图所示。
在某次测定中,悬线与竖直方向的夹角为θ,求列车的加速度。
学生理解分析例题2
掌握用平行四边形定则和正交分解两种解题拓展了学生的思路
分析:列车在加速行驶的过程中,小球始终与列车保持相对静止状态,所以,小球的加速度与列车的加速度相同。
对小球进行受力分析,根据力的合成法则求解合力。
再根据牛顿第二定律,求出小球的加速度,从而获得列车的加速度。
解:方法1 选择小球为研究对象。
设小球的质量为m,小球在竖直平面内受到重力mg、绳的拉力F T
如图所示。
在这两个力的作用下,小球产生水平方向的
加速度a。
这表明,F T与mg的合力方向水平向右,且
F =mg tanθ
根据牛顿第二定律,小球具有的加速度为
方法2 小球在水平方向上做匀加速直线运动,在竖直方向上处于平衡状态。
建立如图所示的直角坐标系。
将小球所受的拉力F T分解为水平方向的F x和竖直方向的F y。
在竖直方向有
F y-mg =0,F y=F T cos θ
F T cos θ=mg (1)
在水平方向有
F x=F T sin θ
F T sin θ=ma (2)
(1)(2)式联立,可以求得小球的加速度为
a=g tan θ
列车的加速度与小球相同,大小为gtanθ,方
向水平向右。
科学漫步用动力学方法测质量
由牛顿第二定律F=ma可知,如果给物体施加
一个已知的力,并测得物体在这个力作用下的加速
度,就可以求出物体的质量。
这就是动力学测量质
量的方法。
出示图片:太空中质量的测量
课堂练习
1、(2019•上海)在太空中测宇航员质量,测
量仪器提供拉力、并测出宇航员的——————,根据
学生练习巩固本节知识得出宇航员的质量。
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答案:加速度;牛顿第二定律
2、(2019春•海陵区校级月考)光滑水平面上
的一个物体,质量为2kg,处于静止状态。
当它受
到一个水平恒力作用后,在头2.0s内移动了8m。
那么,该物体受水平力作用之后的加速度大小为
人教版高中物理必修1第4章第3节牛顿第二定律课程教学设计
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