第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题(教案)

教学对象：大学物理专业学生教学课时：2课时教学目标：1. 理解牛顿第二定律的物理意义，掌握其数学表达式。

2. 掌握牛顿第二定律的应用，能够解决简单的动力学问题。

3. 培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。

教学内容：1. 牛顿第二定律的概念2. 牛顿第二定律的数学表达式3. 牛顿第二定律的应用4. 实例分析教学过程：第一课时一、导入1. 复习牛顿第一定律，引出牛顿第二定律。

2. 提出问题：物体受到合外力时，其运动状态会发生怎样的变化？二、牛顿第二定律的概念1. 牛顿第二定律的定义：物体所受合外力与其加速度成正比，与物体的质量成反比。

2. 引导学生理解牛顿第二定律的物理意义，即力是改变物体运动状态的原因。

三、牛顿第二定律的数学表达式1. 牛顿第二定律的数学表达式：F = ma2. 解释公式中各个物理量的含义：F为合外力，m为物体质量，a为物体加速度。

3. 强调质量是物体惯性大小的度量，与物体的速度无关。

四、牛顿第二定律的应用1. 讲解牛顿第二定律的应用步骤：首先确定物体所受合外力，然后根据物体的质量求出加速度，最后分析物体的运动状态。

2. 举例说明牛顿第二定律的应用，如物体从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，求解物体的加速度、速度和位移。

第二课时一、复习1. 回顾牛顿第二定律的概念、数学表达式和应用。

2. 学生提问，教师解答。

二、实例分析1. 分析几个典型实例，如：a. 汽车刹车问题：已知汽车质量、刹车时的加速度，求解刹车距离。

b. 弹簧振子问题：已知弹簧劲度系数、振子的质量，求解振子的最大速度和振幅。

c. 平抛运动问题：已知初速度、高度，求解物体落地时间、水平位移等。

2. 学生分组讨论，尝试应用牛顿第二定律解决实际问题。

三、总结1. 强调牛顿第二定律在物理学中的重要性，以及在解决实际问题中的应用价值。

2. 培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。

教学评价：1. 学生对牛顿第二定律的概念、数学表达式和应用的理解程度。

《牛顿第二定律》教学设计一、学习任务分析1．教材的地位和作用牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。

在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系，理解牛顿第二定律。

”本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。

2．学习的主要任务本节的学习任务类型是综合型。

在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；在技能上要求能设计和操作实验，会测定相关物理量；体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程，体会科学研究方法──控制变量法、图象法的应用。

3．教学重点和难点重点：①知道决定物体加速度的因素。

②加速度与力和质量的关系的探究过程。

教学难点：引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。

二、学习者情况分析在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力。

已具备一定的实验操作技能，会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动；具备一定的计算机操作能力，会应用CAI课件处理实验数据。

学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。

在非智力因素方面，学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。

三、教学目标分析根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：1．知识与技能目标①让学生明确物体的加速度只与力与和质量有关，并通过实验探究它们之间的定量关系；②培养学生获取知识和设计实验的能力。

2．过程与方法目标在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法等）；3．情感、态度、价值观目标①通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神；②让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感。

《牛顿第二定律》教学设计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。

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。

教材目的是要求教师更注重学生思想观念和心理的影响，即让学生感受到物理学在认识自然上的本质性、深刻性、有效性。

教学目标知识与技能：1.能准确表述牛顿第二定律2.能根据对1N的定义，理解牛顿第二定律的数学关系式是如何从F=kma变成F=ma的3、知道牛顿第二定律是针对质点使用的，因此F应指合力。

能从其性质理解定律，理解牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁。

过程与方法：1.经历牛顿第二定律内容和表达式得出的历程，体会物理的科学思想2．通过动手、动脑思考，体会对定律应用的一般思路情感、态度与价值观：在应用牛顿第二定律分析和处理问题的过程中，体会定律在认识自然过程中的有效性和价值。

教学重难点重点：1.牛顿第二定律的内容及理解2.牛顿第二定律的初步应用难点：牛顿第二定律的理解课前准备多媒体、课件、习题、微课、导学案等教学过程一、新课引入[复习旧知]：1、对牛顿第一定律的理解①惯性②力是物体产生加速度的原因2、经历实验探究，得出加速度与力和质量的可能关系二、新课讲解1、牛顿第二定律①内容：物体的加速度的大小与作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

②表达式：③理解： 定律的理解 因果性力是产生物体加速度的原因，只要合外力不为零，物体就有加速度 矢量性加速度的方向总是与力的方向相同，对于物体而言加速度的方向与合外力的方向相同 瞬时性 力瞬间产生、变化、消失，加速度同样瞬间产生、变化、消失 m F a ∝kmaF =ma F ∝2、力的单位①在牛顿时代，人类已经有了一些基本的计量标准，但是，还没有规定多大的力作为力的单位。

因此，在表达式中，比例系数k的选取就有一定的任意性，只要是常数，它就能正确表示力、质量、加速度三者之间的关系。

牛顿第二定律教案【教材分析】《牛顿运动定律》在高考《考试大纲》的“知识内容表”中，共有6个条目，其中包括“牛顿定律的应用”，为II等级要求。

牛顿第二定律的应用，是本章的核心内容。

由于整合了物体的受力分析和运动状态分析，使得本节成为高考的热点和必考内容。

受力分析和运动状态分析，是解决物理问题的两种基本方法。

并且，本单元的学习既是后继“动能”和“动量”等复杂物理过程分析的基础，也是解决“带电粒子在电场、磁场中运动”等问题的基本方法，因而显得十分重要。

【学情分析】由于本单元对分析、综合和解决实际问题的能力要求很高，不少同学在此感到困惑，疑难较多，主要反映在研究对象的选择和物理过程的分析上，对一些典型的应用题型，如连接体问题、超重失重问题、皮带传动问题、斜面上的物体运动问题等，学生缺乏针对性训练，更缺少理性的思考和总结。

【教学目标】一、知识与技能1、掌握牛顿第二定律的基本特征；2、理解超重现象和失重现象。

二、过程与方法1、掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题；2、学会连接体问题的一般解题方法；3、掌握超重、失重在解题中的具体应用。

三、情感态度与价值观1、通过相关问题的分析和解决，培养学生的科学态度和科学精神；2、通过“嫦娥一号”的成功发射和变轨的过程，激发学生的爱国热情。

【教学重点和难点】教学重点：牛顿运动定律与运动学公式的综合运用。

教学难点：物体受力情况和运动状态的分析；处理实际问题时“物理模型”和“物理情景”的建立。

【教学方法和手段】教学方法：分析法、讨论法、示法教学手段：计算机多媒体教学，PPT课件【教学过程】一、提出问题，导入课题提问、讨论、评价（一）高三物理（复习）前三章的内容及其逻辑关系是怎样的？（二）牛顿运动定律的.核心内容是什么？（三）如何理解力和运动的关系？PPT展示：力和运动的关系力是使物体产生加速度的原因，受力作用的物体存在加速度。

高中物理牛顿第二定律教案5篇通过教案能够为教师提供丰富的教学资源和参考资料，教师若希望在教学中脱颖而出，应高度重视教案的撰写和规划，以下是本店铺精心为您推荐的高中物理牛顿第二定律教案5篇，供大家参考。

高中物理牛顿第二定律教案篇1【教材地位与作用】本节内容是在上节实验课程探究加速度、质量与力的关系的基础上进行知识的探究和总结，在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。

牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起，具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系，是动力学中的核心内容，是本章的重点内容。

【学情分析】在学习这一节内容之前，学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力；通过上一节探究加速度与力、质量的关系，知道了加速度与力、质量的关系。

这些都为本节学习准备了知识基础，牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起，使前三章构成一个整体，是解决力学问题的重要工具，应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解，全面掌握。

【教学目标】1、知识目标（1）理解加速度与力和质量间的关系。

（2）理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义。

（3）能运用牛顿第二定律解答有关问题。

2、能力目标培养学生的分析能力、归纳能力、解决问题的能力。

3、德育目标（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）培养学生严谨思考的能力，激发学生学习物理的兴趣。

【教学重点】理解牛顿第二定律【教学难点】牛顿第二定律的应用【教学策略】回顾与思考→创设物理情景→分组讨论→老师讲解→总结规律。

【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【知识回顾】回忆上节课探究的a与f、m关系。

向学生提问：回忆上节实验探究课内容，控制变量法的应用？我们研究了哪几个物理量？它们之间有什么关系？能用公式反应他们之间的关系吗？回忆上节课知识，集体回答。

牛顿第二定律教案（优秀3篇）（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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牛顿第二定律说课稿牛顿第二定律说课稿篇一一、教学内容力产生瞬时效果，一是形变，一是产生运动状态的改变，即产生加速度。

必修本第一册第一章第三节已经定性地介绍了力的形变效果，并定量地给出了弹簧的弹力与形变的关系。

本节"牛顿第二定律"则是定量地研究力和加速度的关系。

由于高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建的体系，在牛顿三定律中，牛顿第二定律为核心内容。

教材第二节"物体运动状态的改变"起到了承上启下的作用，承上，使学生加深了对牛顿第一定律的理解，启下，通过实例定性地了解了牛顿第二定律。

本节通过实验定量分析，得出牛顿第二定律。

教材中使用了三个变量，通过控制变量法，来研究物理规律，即先保持一个量不变去研究另两个物理量间的变化关系，然后再保持另外一个量不变，研究另两个量间的变化关系。

然后把前面综合起来就可以得到三者之间的关系，这是一种非常重要的研究方法，在以后的知识如电容、电阻等内容都会用到此法。

是培养学生能力的好材料。

教材在用实验研究a、F、m三者变化关系时，为简化研究，首先只研究受单个力作用的情况，然后运用了前面力的合成的知识来解决受多个力的情况，并把初中及高中前面所学的物体处于平衡状态归为牛顿第二定律的特殊情况，这样做让学生进一步加深对力的合成的等效性的理解，知识更加系统化，有利于学生系统地把握牛顿第二定律。

本节内容是本章的重点内容，也是整个力学部分的重点内容，乃至整个高中物理的重点，它所解决问题方法及思路常用于热学、电学等的问题的研究中。

本节的重点是理解并运用牛顿第二定律，难点是定律的物理内涵。

应当指出的是，本节实验是小车放在光滑的水平面上做这个实验。

大家知道光滑的水平面是不可能找到的，故在实际的实验中，需要采用倾斜平面以平衡小车所受木板的摩擦力或气垫导轨来做实验，这样的操作既增加了操作演示实验的难度，又增加了学生理解实验的难度。

为了更好地解决好这个问题，在本课时中，可以采用计算机来模拟这个实验，如利用金科龙公司的《仿真物理实验室》软件制作小车受力的运动动画课件来模拟小车的运动来研究a、F、m三者间的关系。

2012年物理一轮精品复习学案：第2节 牛顿第二定律、两类动力学问题【考纲知识梳理】一、牛顿第二定律1、内容：牛顿通过大量定量实验研究总结出：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向和合外力的方向相同。

这就是牛顿第二定律。

2、其数学表达式为：m Fa =ma F =牛顿第二定律分量式：⎩⎨⎧==yy x x ma F ma F用动量表述：t PF ∆=合3、牛顿定律的适用范围：（1）只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系；（2）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理微观粒子高速运动问题； 二、两类动力学问题1.由受力情况判断物体的运动状态；2.由运动情况判断的受力情况 三、单位制1、单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。

（1）基本单位：所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位，如在力学中，选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位： 长度一cm 、m 、km 等； 质量一g 、kg 等； 时间—s 、min 、h 等。

（2）导出单位：根据物理公式和基本单位，推导出其它物理量的单位叫导出单位。

2、由基本单位和导出单位一起组成了单位制。

选定基本物理量的不同单位作为基本单位，可以组成不同的单位制，如历史上力学中出现了厘米·克·秒制和米·千克·秒制两种不同的单位制，工程技术领域还有英尺·秒·磅制等。

【要点名师精解】一、对牛顿第二定律的理解1、牛顿第二定律的“四性”（1）瞬时性：对于一个质量一定的物体来说，它在某一时刻加速度的大小和方向，只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定．当它受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义．例如，物体在力F1和力F2的共同作用下保持静止，这说明物体受到的合外力为零．若突然撤去力F2，而力F1保持不变，则物体将沿力F1的方向加速运动．这说明，在撤去力F2后的瞬时，物体获得了沿力F1方向的加速度a1．撤去力F2的作用是使物体所受的合外力由零变为F1，而同时发生的是物体的加速度由零变为a1．所以，物体运动的加速度和合外力是瞬时对应的．（2）矢量性(加速度的方向与合外力方向相同)；合外力F是使物体产生加速度a的原因，反之，a是F产生的结果，故物体加速度方向总是与其受到的合外力方向一致，反之亦然。

2011高三物理一轮复习教学案（13）--牛顿第二定律【学习目标】1.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2.会用牛顿第二定律处理两类动力学问题【自主学习】一、牛顿第二定律1.牛顿第二定律的内容，物体的加速度跟 成正比，跟 成反比，加速度的方向跟 方向相同。

2.公式：3.理解要点：（1）F=ma 这种形式只是在国际单位制中才适用一般地说F ＝kma ，k 是比例常数，它的数值与F 、m 、a 各量的单位有关。

在国际单位制中，即F 、m 、a 分别用N 、kg 、m/s 2作单位，k=1，才能写为F=ma.（2）牛顿第二定律具有“四性”①矢量性：物体加速度的方向与物体所受 的方向始终相同。

②瞬时性：牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度，物体的加速度和物体所受的合外力总是同生、同灭、同时变化，所以它适合解决物体在某一时刻或某一位置时的力和加速度的关系问题。

③独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度的各个方向上的分量关系 F x =ma x也遵从牛顿第二定律，即：F y =ma y④相对性：物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的。

4.牛顿第二定律的适用范围（1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系。

）（2）牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况。

二、两类动力学问题1.已知物体的受力情况求物体的运动情况根据物体的受力情况求出物体受到的合外力，然后应用牛顿第二定律F=ma 求出物体的加速度，再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。

2.已知物体的运动情况求物体的受力情况根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，然后再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出某些未知力。

第2节牛顿第二定律的应用必备知识预案自诊知识梳理一、单位制1.单位制：由和导出单位组成。

2。

基本单位:的单位。

力学中的基本量有三个,它们分别是质量、时间、,它们的国际单位分别是、秒、米。

3。

导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

4.国际单位制中的七个基本物理量和基本单位①①注：“基本量”既可以采用国际单位制中的单位,也可以采用其他单位制中的单位，如厘米、英寸、斤等常用单位,并且不同的单位制规定的基本量不尽相同。

二、动力学的两类基本问题1.两类动力学问题第一类:已知受力情况求物体的运动情况.第二类:已知运动情况求物体的受力情况.2.解决两类基本问题的方法②以为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图：三、超重、失重1.实重和视重(1）实重:物体实际所受的重力，与物体的运动状态。

（2)视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重。

2。

超重、失重和完全失重的比较③注：物体在完全失重状态下由重力引起的现象将消失。

考点自诊1。

判断下列说法的正误。

（1)F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关.（)（2)物体受到外力作用不为零时，立即产生加速度。

(）(3）物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小。

(）(4）千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。

()（5）超重就是物体的重力变大了.（)(6)物体完全失重时，加速度一定为重力加速度.（) (7）根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向.（)2。

(多选)(新教材人教版必修第一册P104习题改编）“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置,人在从P点落下到最低点c的过程中（)A.人在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态B。

在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态C。

高中物理牛顿第二定律教案高中物理牛顿第二定律教案高中物理牛顿第二定律教案1一、教学目标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。

二、教学重点1、知道决定物体加速度的因素、2、加速度与力和质量的关系的探究过程三、教学难点1、理解牛顿第二定律各个物理量的意义和联系2、牛顿第二定律的应用四、教学方法在探究过程中，渗透科学研究方法如：控制变量法、实验归纳法、图象法等五、教学过程1、知识回顾物体的运动状态发生变化，即产生加速度。

问学生：加速度的大小与那些因素有关呢？学生回答：力还有物体质量思考：力是促使物体运动状态改变的原因，力似乎“促使”加速度的产生。

质量是物体惯性的量度，而惯性是保持物体运动状态不变的性质，所以质量似乎是阻碍“加速度”的产生。

猜想：加速度可能与力、质量有关系。

结合实际：小汽车：质量小，惯性小，启动时运动状态相对容易改变。

火车：质量大，惯性大，动力大，启动时运动状态相对难改变。

2、回忆课本所研究的内容（1）、质量m一定，加速度a和力F的关系。

处理数据：得出结论：当m一定时，a和F成正比，即：a FSHAPE __RMAT（2）、力F一定时，加速度a和质量m的'关系SHAPE __RMAT得出结论：当力F一定，加速度a和质量m成反比，即：a 。

3、引出牛顿第二定律通过大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论，由此可以得出一般性的规律：物体加速度的大小跟它所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，这就是牛顿第二定律。

高中物理牛顿第二定律教案2【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。

高中物理牛二教案
教学目标：
1. 了解牛顿第二定律的内容和意义；
2. 掌握牛顿第二定律的计算方法；
3. 进行实验验证牛顿第二定律。

教学重点：
1. 牛顿第二定律的概念；
2. 牛顿第二定律的计算方法；
3. 实验操作及数据处理。

教学难点：
1. 实验操作的技巧；
2. 实验数据的处理方法。

教学过程：
1. 导入：通过引导学生观察下面的实验现象，引出牛顿第二定律的概念。

2. 发现问题：提出实验的问题，让学生在小组讨论后给出自己的思考。

3. 实验设计：学生根据问题设计实验步骤和方案，并确定所需要的实验器材。

4. 实验操作：学生根据设计好的方案进行实验操作，保证实验的准确性和可靠性。

5. 数据记录：学生记录实验数据，包括所施加的力，物体的质量以及物体的加速度等信息。

6. 数据处理：学生根据实验数据，计算出物体所受合力的大小，并分析实验结果。

7. 结论：学生在小组内讨论实验结果，并给出结论，验证牛顿第二定律。

8. 总结和作业：总结本节课的学习内容，布置相关阅读和练习作业，巩固学习成果。

教学评价：通过对学生实验设计、操作和数据处理的能力进行评价，检验学生对牛顿第二
定律的理解和掌握程度。

第2节牛顿第二定律两类动力学问题一、牛顿第二定律单位制1．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。

[注1](2)表达式：F＝ma。

[注2]2．单位制(1)单位制由基本单位和导出单位一起组成了单位制。

(2)基本单位 [注3]在力学范围内，国际单位制规定质量、长度和时间为三个基本量，它们的单位千克、米和秒为基本单位。

(3)导出单位由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

二、两类动力学问题1．动力学的两类基本问题第一类：已知受力情况求物体的运动情况。

第二类：已知运动情况求物体的受力情况。

2．解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图：[注4]【注解释疑】[注1] 加速度的大小是由力和物体的质量共同决定的。

[注2] 应用F＝ma进行计算时，各量必须使用国际单位制中的单位。

[注3] “基本量”既可以采用国际单位制中的单位，也可以采用其他单位制中的单位，如厘米、英寸、斤等常用单位，并且不同的单位制规定的基本量不尽相同。

[注4] 既可以根据受力求加速度，也可以根据运动规律求加速度。

[深化理解]1.牛顿第二定律的适用范围(1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。

(2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。

2.牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度跟力同时产生、同时变化、同时消失。

3.物体受力的瞬间，立即获得加速度，而由于惯性，速度不会立即产生变化。

[基础自测]一、判断题(1)物体加速度的方向一定与合外力方向相同。

(√)(2)质量越大的物体，加速度越小。

(×)(3)物体的质量与加速度成反比。

(×)(4)物体受到外力作用不为零时，立即产生加速度。

(√)(5)可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况。

(×)(6)物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小。

《牛顿第二定律》教学设计一、教学内容分析1．内容与地位在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有：“通过实验，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”．本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程．牛顿第二定律是动力学的核心规律，是学习其他动力学规律的基础，是本章的重点内容，它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在理论与实际问题中都有广泛的运用．在教学过程中要创设问题情境，让学生经历探究加速度、质量、力三者关系的过程，可以通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式．学习过程中引导体会科学的研究方法——控制变量法、图像法的应用，培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．在知识的形成中真正理解牛顿第二定律，同时体验到探究的乐趣．2．教学目标（1）经历探究加速度与力和质量的关系的过程．（2）感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用．（3）体验探究物理规律的乐趣．（4）培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．3．教学重点、难点引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程是本节课教学的重点，通过实验数据画出图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式是本节的难点．二、案例设计（一）复习导入教师：什么是物体运动状态的改变?物体运动状态发生变化的原因是什么?学生：物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变，力是使物体运动状态发生变化的原因．教师：物体运动状态的改变，也就是指物体产生了加速度．加速度大，物体运动状态变化快；加速度小，物体运动状态变化慢．弄清物体的加速度是由哪些因素决定的，具有十分重要的意义．那么物体的加速度大小是由哪些因素决定的呢?请同学们先根据自己的经验对这个问题展开讨论，让学生尝试从身边实例中提出自己的观点．讨论中体会到a跟力F、物体质量m有关．（二）探究加速度a跟力F、物体质量m的关系1．定性讨论a、F、m的关系学生：分小组讨论．教师：在学生分组讨论的基础上，请各组派代表汇报讨论结果．引导学生总结出定性的结论：a与F、m有关系，当m一定时F越大，a就越大；当F一定时，m越大，a就越小．请思考：在这里为什么要组织学生开展这样的讨论？2．定量研究a、F、m的关系（1）设计实验方案教师在肯定学生回答的基础上，提问：如何定量地研究a与F、m的关系呢?指出刚才大家在定性讨论a、F、m三者关系时，就已经采用了在研究a与F关系时保持m一定，在研究a与m的关系时保持F一定的方法，这种方法叫做控制变量法，它是研究多变量问题的一种重要方法．下面我们可应用这种方法，通过实验对a、F、m的关系进行定量研究．教师进一步引导，使学生明确要在实验中研究a、F、m的关系必须有办法测出a、F、m．教师在指出讲台上放有气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、细线、砝码、小桶、弹簧秤、托盘天平、一端带有滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺，并说明每个光电开关与数字计时器一起能测出一定宽度的遮光板通过它的时间进而测出物体的瞬时速度后，让学生根据给定的器材设计实验方案，并在小组讨论基础上，全班交流．在大家互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案．学生：设计出如下实验方案．方案一 以小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、砝码、刻度尺、天平为器材，研究小车的运动．用天平测出小车的质量m 1，测出小桶的质量m 2，把小桶与小桶中砝码的总重力m ′g 当作小车受到的拉力F ，从打点计时器打出的纸带上测出△s ，由△s ＝at 2计算出小车的加速度a ．方案二 以气垫导轨、气源、两个光电开关、数字计时器、滑块、刻度尺、细线、小桶、砝码、钩码、天平为器材研究滑块的运动．用天平测出滑块的质量m 1，测出小桶的质量m 2，把小桶与小桶中砝码的总重力m ′g 当作滑块受到的拉力F ，用导轨旁边的刻度尺测出两光电开关的距离s 0，用刻度尺测出固定在滑块上的遮光片的宽度△s ，根据数字计时器给出的遮光片分别通过前后两个光电开关所经历的时间△t 1、△t 2，由于△s ≪s 0，因此可以根据v 1＝△s ／△t 1和v 2＝△s ／△t 2计算出滑块在两光电开关间运动时的初、末速度，再由021222as v v ＝－计算出滑块的加速度a ．教师引导学生讨论两种方案的可行性，让学生踊跃发表自己见解．教师：上述两种方案都是可行的．但前一种方案中小车受到的摩擦力较大，实验误差较大，因此就得想办法消除摩擦力的影响，那么如何消除摩擦力呢?建议有兴趣的同学自己利用课余的时间去实验室用前一种方案或其他方案进行实验探索．本节课我们采用上述后一种方案进行实验探究．教师：不论采用上述哪种方案，我们把小桶与小桶中砝码的总重力mg 当作小车（包括上面的钩码）或滑块（包括上面的钩码）受到的拉力，这是有条件的，这条件就是m ≪m ′（m 为小车与钩码或滑块与钩码的总质量）．（2）进行实验探究教师：引导学生在气垫导轨上研究a 、F 、m 三者关系，为了让学生能有条不紊地进行实验，用电子幻灯片打出研究内容、实验步骤和数据记录表格如下：【研究内容】研究m 一定时，a 与F 的关系【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m 1＝__________g ，小桶质量m 2＝__________g ，则滑块总质量m 等于m 1加上放在它上面的钩码的质量△m 1． ②在桶中放置质量为△m 2的砝码，则m ′＝m 2＋△m 2，当m ≪m ′时，认为F ＝m ′g （g 取9.8m ／s 2）．③用刻度尺测出遮光片的宽度△s ＝__________m ，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s 0＝__________m ．④实验时，保持s 0不变，把各次滑块运动中遮光片经过前后光电开关的时间△t 1、△t 3代入公式计算出各次滑块运动的加速度，并把实验数据填入表5-1． 表5-1 研究m 一定时，滑块加速度a 与其受力F 的关系单个滑块质量 m 1＝_____g [ 滑块总质量 m ＝_____g 小桶质量[] m 2＝_____g [来源:www.shulih Z#X#X#K]遮光片宽度△s ＝_____m两光电开关间距 s 0＝_____m实验次数 小桶上的砝码质量△m 2/g小桶与坛码总质量m ′/g △t 1/s △t 2/s 滑块加速度a/（m ﹒s -2） 滑块受的拉力F/N 123 4【实验的结论】____________________________________________________【研究内容二】研究a 与m 的关系（F 一定）【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m 1＝__________g ，小桶质量m 2＝__________g ，则各次实验中滑块总质量m 等于m 1加上放在它上面的钩码的质量△m 1．②在小桶中放置质量为△m 2的砝码，则m ′＝m 2＋△m 2，当m ≪m ′时，认为F021222s t s t s a ÷⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆－＝＝m ′g （g 取9.8m/s 2），并保持m 不变．③用刻度尺测出遮光片的宽度△s ＝__________m ，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s 0＝__________m ．④实验时，保持s 0不变，把各次滑块运动中遮光片经过光电开关的时间△t 1、△t 2代入公式，计算出各次滑块运动的加速度，把实验数据填入表5-2． 表5-2 研究滑块加速度a 与滑块总质量m 的关系（拉力F 一定）单个滑块质量 m 2＝_____g 小桶质量 m 2＝_____g小桶与砝码的总质量 m ′＝_____g遮光片宽度△s ＝_____m两光电开关间距 s 0＝_____m 实验次数 滑块砝码质量△m 1/g △t 1/s △t 2/s 滑块加速度a/（m ﹒s -2） 滑块与砝码总质量m/g1 234【实验的结论】____________________________________________________说明 在简要说明数字计时器的使用方法，强调实验过程应使气垫导轨保持水平，两光电开关间距要尽可能大些，尽可能使m ′远大于m （如果m ′≥20m ，则可认为m ′≫m ）等注意事项后，请两位学生上台操作并报告测量数据，其他学生边观察边在课前印发的实验数据记录表（表5-1、表5-2）上填上实验测量数据． 教师：把全班学生分成8个小组，第1组～第4组学生分别完成（表5-1）021222s t s t s a ÷⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆－＝中从实验次数1～4各项目的计算与填写，第5组～第8组学生分别完成（表5-2）中从实验次数1～4各项目的计算与填写．教师：让学生反馈计算结果，并填入电子幻灯片（表5-1）、（表5-2）的对应栏目中．教师：引导学生对表5-1的数据①通过直接观察；②通过在坐标纸上画出a －F 图像进行分析，得出a ∝F （m 一定时）的结论．在描点画图时，让学生体会为什么要让描出的点尽可能多地分布在某一直线的两侧，尝试说出实验误差的原因．教师：引导学生对表11-2的数据①通过直接观察②通过在坐标纸上画出a －m 图像进行分析，只能得出当F 一定时，m 越大a 就越小的结论．教师：能不能就此马上断言a 与m 成反比?让学生展开讨论．教师：在引导学生进行全班交流的基础上，问学生能不能猜想a 与m 成反比? 如何证明这种猜想是否正确?请思考讨论． 学生：可以画出a 与m 1图像，看它是否为过原点的直线．学生：还可以通过计算a 与m 的比值来判断． 教师：让学生分组计算出对应各次实验的m 1，并在全班反馈填人表11-2后，在坐标纸上作出a －m 1图像．学生：确实实验得到的直线是接近过原点的，实验误差允许范围内a 与m 是成反比（F 一定时）的．说明 这里开展一系列讨论的目的是为了让学生体会从a －m 图像转化到a －m 1图像的意义，认识图像法描述物理规律的作用．教师：本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就能得出，还需要通过大量的实验事实来论证．3．牛顿第二定律通过大量的实验探究得到加速度与力、质量的关系是：当物体的质量一定时，物体的加速度跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律．加速度和力都是矢量，它们都有方向，牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系，还确定了它们的方向之间的关系：加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同．牛顿第二定律也可用数学公式来表示：a∝F/m或F∝ma上式可改写为等式：F＝kma，式中的k是比例常数．教师指出：（1）如果各物理量都采用国际单位，k＝1；（2）力的单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的．定义：使质量1kg的物体产生1m／s2的加速度所需要的力，叫做1N．即1N＝1kg·m／s2可见，如果都用国际制单位，则k＝1．牛顿第二定律可简化为F＝ma这就是牛顿第二定律的数学表达式．三、案例评析本节课教学设计的思路是：首先提出物体的加速度是由哪些因素决定的这个问题，引导学生根据自己已有的经验进行定性探究，在此基础上，进一步引导学生应用控制变量法进行定量探究，让学生经历自己设计实验方案、观察实验现象、记录实验数据、全班合作处理实验数据、分析实验数据得出结论的过程，最后总结出牛顿第二定律的数学表达式．本节课教学设计为创设问题情境，让学生主动参与探究加速度、质量、力三者关系的全过程，在实验方案设计分析、应用图像探究规律等问题解决的过程中较为关注学生自己的观念，让学生在问题讨论中完善自己的观点，学习应用物理和数学的方法研究自然规律，有效地培养学生的实验设计能力、观察能力、分析能力、解决问题的能力以及合作交流的能力．教师在实验完成后的一句话“本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就得出，还需要通过大量的实验事实来论证”充分体现了注重对学生进行科学态度和科学精神的教育．对于实验的方案可以根据学校、学生的情况，选择一种或两种或三种做，让学生比较实验的结果，对实验进行多方面的反思．牛顿第二定律说课稿今天我说课的内容是高中物理必修一第五章第二节《牛顿第二定律》，我将从教材分析、学法指导、教学程序、板书设计等方面进行阐述。

第2讲牛顿第二定律两类动力学问题授课提示：对应学生用书第44页一、牛顿第二定律及单位制1．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：F＝ma。

(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对地面静止或做匀速直线运动的参考系。

②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。

2．单位制(1)单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。

(2)基本单位：基本量的单位。

力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间和长度，它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米(m)。

(3)导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

二、动力学两类基本问题1．动力学的两类基本问题第一类：已知物体的受力情况求运动情况；第二类：已知物体的运动情况求受力情况。

2．解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解，具体逻辑关系如图：授课提示：对应学生用书第45页命题点一对牛顿第二定律的理解自主探究1．牛顿第二定律的5个性质及其局限性2．合力、加速度、速度间的决定关系(1)物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系。

(2)合外力与速度同向，物体加速；合外力与速度反向，物体减速。

(3)a＝ΔvΔt是加速度的定义式，a与v、Δv无直接关系；a＝Fm是加速度的决定式。

1．(多选)下列说法正确的是( )A．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度B．物体由于做加速运动，所以才受合外力作用C ．F ＝ma 是矢量式，a 的方向与F 的方向相同，与速度方向无关D ．物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小解析：由于物体的加速度与合外力是瞬时对应关系，因此当力作用瞬间，物体会立即产生加速度，选项A 正确；根据因果关系，合外力是产生加速度的原因，即物体由于受合外力作用，才会产生加速度，选项B 错误；牛顿第二定律F ＝ma 是矢量式，a 的方向与F 的方向相同，与速度方向无关，选项C 正确；由牛顿第二定律知物体所受合外力减小，加速度一定会减小，如果物体加速，其速度仍会增大，只是增大的慢一些，选项D 正确。