牛顿第二定律的应用(瞬时性问题)教学文稿
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牛顿第二定律教学设计课题牛顿第二定律教学目标1.通过分析探究实验数据,能够得出牛顿第二定律的数学表达式,并准确表述牛顿第二定律的内容,培养学生分析数据、从数据获取规律的能力。
2.能根据1N的定义,理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的,体会单位的产生过程。
3.能够从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律,理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁。
4.学会用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题,体会物理的实用价值,培养学生关注生活、关注实际的态度重点难点重点:正确理解并应用牛顿第二定律难点:牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁,体会因果性,瞬时性等特征教学方法讲授法合作探究课时安排1课时教学设计(主备)集体研讨个人修改一、导入新课师:在地球上,称量某物体的质量对大家不是难事!假设你现在身处太空之中,如何测量一个物体的质量呢?用天平称量可以吗?我们观看一个视频来看一看。
生:观看视频师:通过视频发现在地球上测量质量的方法在太空不适用,那么太空中如何测质量呢?通过今天的学习我想大家可以找到其中的办法?二、新课教学(一)、如何推广得到牛顿第二定律的表达式?师:上一堂课通过实验探究了加速度与力和质量的关系,用了什么方法?加速度与力有什么关系?与质量有什么关系?生:回答问题师:展示课件,回顾实验结论。
师:对于任何物体都是这样的吗?我们不敢轻易去说!各组得到的a-F图像和a-1/m图像是不是都严格经过坐标原点?在误差允许的范围内可不可以认为是经过坐标原点的?每次实验的点都可以拟合成直线,而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点。
但有限的几组实验事实并不能支撑“这一结论称为规律、定律”。
到此为止,我们的结论仍然带有猜想和推断的性质。
只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时,这样的结论才能成为“定律”。
科学前辈们在根据有限的实验事实宣布某个定律时,既需要谨慎,也需要勇气。
3.3 牛顿第二定律的瞬时性及应用【考点聚焦】一、牛顿第二定律的瞬时性牛顿第二定律的瞬时性是指物体的加速度与力同时产生、同时变化、同时消失。
它反映了运动和力之间的瞬时对应关系。
二、三种介质模型1、轻质绳(1)轻:绳子质量为零,根据牛顿第二定律可知,绳受到的合力为零,故同一根绳两端或其中间各处的张力大小相等。
(2)软:绳子是柔软的,表明绳子只能受拉力不能受压力,绳子所受拉力沿着绳长方向。
(3)不可伸长:绳子受拉力时形变微小可视为零,因此绳子的拉力可以突变。
2、轻质杆(1)轻:杆子质量为零,根据牛顿第二定律可知,杆受到的合力为零,故同一根杆在只有两端受力的情况下(二力杆)两端或其中间各处的弹力大小相等。
(2)刚性:杆子是刚性的,表明杆子既能受拉力也能受压力,但拉力或压力的方向不一定沿着杆子(只有二力轻杆拉力或压力才沿杆)。
(3)不可伸长:杆子受拉力或压力时形变微小可视为零,因此杆子的弹力可以突变。
3、轻质弹簧(1)轻:弹簧质量为零,根据牛顿第二定律可知,弹簧受到的合力为零,故同一弹簧两端或其中间各处的弹力大小相等。
(2)可伸可缩:弹簧既能受拉力也能受压力。
(3)形变明显:弹簧受拉力或受压力时形变明显,弹力要发生改变需要时间,因此弹力不能突变;但突然剪断弹簧或撤去约束时弹力立即消失。
【方法技巧】四、整体法和隔离法的选用在应用牛顿第二定律分析连结体瞬时性问题时,常需要判断连结体中各物体的加速度是否相同,从而确定能否运用整体法。
(1)若两连结体通过弹簧连接,撤去外力后的瞬间由于加速度不同(可通过受力分析判断各物体的加速度),一般不能运用整体法。
(2)若两连结体通过杆子或绳子连接,由于杆子和绳子(伸直)不可伸长,被连接的两物体的运动情况相同,加速度相同,一般可以运用整体法。
【典例剖析】【例1】(弹簧弹力与绳子拉力的对比)如图3—3—1所示,一质量为m的物体系于长度为l1的轻质弹簧和长度为l2的细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l2水平拉直,物体处于平衡状态.(1)现将细线l 2剪断,求剪断瞬时物体的加速度;(2)若将图3—3—1中的轻弹簧l 1改为长度相同、质量不计的细线,如图3—3—2所示,其他条件不变。
牛顿第二定律说课稿3篇牛顿第二定律说课稿篇1(一)教材分析牛顿运动定律以力和运动的知识为基础,进一步研究了力和运动的关系。
牛顿运动定律是经典力学的基础,从牛顿运动定律出发可以推导出动能定理、动量定理等一系列重要的物理规律。
牛顿运动定律还是学习热学、电磁学的重要基础。
因此,这一章内容在力学和整个物理学中占有很重要的地位,是中学物理教学的重点。
牛顿第二定律是动力学的核心规律,是__的重点和中心内容。
(二)教学内容、教材体系与教学目标__教材在牛顿第一定律之后,安排了一节“运动状态的改变”,起到了承上启下的作用。
它既是对牛顿第一定律的深化,使学生进一步认识到力是产生加速度的原因,质量是惯性大小的量度,也是为学习牛顿第二定律做的铺垫,使学生认识到物体的加速度由力和质量两个因素决定,并且对它们的关系有了定性的认识。
本节教材利用控制变量的实验方法,分别研究了加速度跟力、加速度跟质量的关系,再把这两个关系综合起来,总结出牛顿第二定律。
然后把牛顿第二定律从物体受一个力的特殊情况,推广到受多个力的一般情况,从物体受恒力的情况推广到物体受变力的情况,并且进一步强调了牛顿第二定律的矢量性和瞬时性。
根据以上分析和大纲对本节内容的要求,结合学生的实际情况,确定的知识教学目标为:1.知道牛顿第二定律内容及表达式,理解牛顿第二定律的含义,能应用牛顿第二定律分析和解决有关问题。
2.理解牛顿第二定律的矢量性和瞬时性。
3.知道力的单位“牛顿”的定义。
在本节课的教学中,还应渗透科学方法教育。
让学生通过研究加速度跟力和质量的关系的实验,掌握控制变量法。
在总结牛顿第二定律的过程中,让学生体会实验研究、分析数据、总结规律的科学研究方法,并在这一过程中培养学生实验、观察、分析、归纳、概括的能力。
(三)教学方法根据本节课的教学内容和学生的实际情况,采用的教学方法是:以演示实验为基础,以引导学生探索规律的活动为主线,在整个教学活动中贯穿教为主导,学为主体的教学思想。
牛顿第二定律教案牛顿第二定律教案(精选篇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 MERGEFORMAT(2)、力F一定时,加速度a和质量m的关系SHAPE MERGEFORMAT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。
牛顿第二定律教案(精选篇2)【教材分析】*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。
瞬时性问题的分析方法及注意事项(1)(1)分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻有没有力发生突变,分析物体的受力情况分析分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻有没有力发生突变,分析物体的受力情况分析分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻有没有力发生突变,分析物体的受力情况分析运运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类问题应注意以下几种动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类问题应注意以下几种模型模型:特性特性 模型模型 受外力时的形的形变量变量 力能力能 否突变否突变 产生拉力产生拉力 或支持力或支持力 质量质量 内部内部弹力弹力轻绳微小不计可以只有拉力没有支持力支持力 不计不计 处处相等处处相等 橡皮绳 较大 不能只有拉力没有支持力支持力轻弹簧 较大 不能既可有拉力也可有支持力可有支持力 轻杆 微小不计 可以既可有拉力也可有支持力可有支持力(2)(2)在求解瞬时性加速度问题时应注意:在求解瞬时性加速度问题时应注意:在求解瞬时性加速度问题时应注意:①物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行①物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析受力分析和运动分析。
②加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。
②加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。
【变式训练】1、如图所示,质量分别为m A 和 m B 两球用轻弹簧连接,两球用轻弹簧连接,A A 球用球用细线细线悬挂起来,两球均处于静止状态,如果将悬挂A 球的细线剪断,此时A 和B 两球的瞬间加速度各是多少两球的瞬间加速度各是多少? ?2.如图所示,两小球悬挂在天花板上,.如图所示,两小球悬挂在天花板上,a a 、b 两小球用细线连接,上面是一轻质弹簧,两小球用细线连接,上面是一轻质弹簧,a a 、b 两球的质量分别为m,2m m,2m,在细线烧断瞬间,两球的加速度分别是,在细线烧断瞬间,两球的加速度分别是,在细线烧断瞬间,两球的加速度分别是 ( )) A.0;g B.-g;g C-2g;g D2g;03.如图所示,竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别用销钉M 、固定于杆上,小球处于静止状态.设拔去销钉M 瞬间.小球加速度的大小为12m/s 2,若不拔去销钉M 而拔去销钉N 瞬间,小球的加速度可能是瞬间,小球的加速度可能是((取g=10m/s 2)( ) A .22m/s 2,竖直向上,竖直向上 B .22m/s 2,竖直向下,竖直向下 C .2m/s 2,竖直向上,竖直向上图3-2-4A .a 1=0,a 2=gB .a 1=g ,a 2=gC .a 1=0,a 2=m +MM g D. a 1=g ,a 2=m +MMg 6、如图所示,质量为m 的小球用水平弹簧系住,并用倾角为3030°的光滑木板°的光滑木板AB 托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为(突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为( ) A .0B .大小为,方向竖直向下,方向竖直向下C .大小为,方向水平向右,方向水平向右D .2m/s 2,竖直向下,竖直向下4、如图示,球A 、B 、C 质量分别为m 、2m 2m、、3m 3m,,A 与天花板间、与天花板间、B B 与C 之间用轻之间用轻弹簧弹簧相连,当该系统平衡后,突然将AB 间轻绳绕断,在绕断瞬间,间轻绳绕断,在绕断瞬间,A A 、B 、C 的加速度(以向下为正方向)分别为(的加速度(以向下为正方向)分别为( ) A .0、g 、g B .-.-5g 5g 5g、、2.5g 2.5g、、0 C .5g 5g、、2.5g 2.5g、、0 D .-.-g g 、2g 2g、、2g5、如图3-2-4所示,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。
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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。
牛顿第二定律应用(瞬时性问题)方法突破 分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析物体在瞬时前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.此类问题应注意两种模型的建立.(1)中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型,具有以下几个特性:①轻:其质量和重力均可视为等于零,且一根绳(或线)中各点的张力大小相等,其方向总是沿绳且背离受力物体的方向.②不可伸长:即无论绳受力多大,绳的长度不变,由此特点可知,绳中的张力可以突变.刚性杆、绳(线)和接触面都可以认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其中弹力立即消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型来处理.(2)中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有以下几个特性:①轻:其质量和重力均可视为等于零,同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相等.②弹簧既能承受拉力,也能承受压力;橡皮绳只能承受拉力,不能承受压力.③由于弹簧和橡皮绳受力时,恢复形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变.【例题1】如图所示,将质量均为m 的小球A 、B 用绳(不可伸长)和弹簧(轻质)连结后,悬挂在天花板上.若分别剪断绳上的P 处或剪断弹簧上的Q 处,下列对A 、B 加速度的判断正确的是( )A.剪断P 处瞬间,A 的加速度为零,B 的加速度为gB.剪断P 处瞬间,A 的加速度为2g ,B 的加速度为零C.剪断Q 处瞬间,A 的加速度为零,B 的加速度为零D.剪断Q 处瞬间,A 的加速度为2g ,B 的加速度为g【例题2】 在如图所示的装置中,小球m 用两根绳子拉着,绳子OA 水平,若将绳子OA 剪断,问剪断瞬间小球m 的加速度大小?方向如何?【例题3】如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N , 完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1kg 的物块,在水平地面上,当小车做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10N ,当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8N 。
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牛顿第二定律的应用(瞬时性问题)
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牛顿第二定律的应用 -----瞬时性问题练习题
1.如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m 1和m 2的木块A 和B 之间用轻弹
簧相连,在拉力F 作用下,以加速度a 做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬时A 和B 的加速度为a 1和a 2,则 A .a 1= a 2=0 B .a 1=a, a 2=0
C .a 1= m 1a/( m 1+ m 2), a 2= m 2a/( m 1+ m 2)
D .a 1=a , a 2= m 1a/ m 2
2.如右图所示,吊篮P 悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q 由在吊篮中的轻质弹簧托住,当悬挂吊篮的细绳剪断的瞬间,吊篮P 和物体Q 的加速度是 A .a P =g ,a Q =g B .a P =2g ,a Q =g C .a P =g ,a Q =2g
D .a P =2g ,a Q =0
3.如图所示,物体甲、乙质量均为m ,弹簧和悬线的质量可以
忽略不计.当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加速度数值应是 下列哪一种情况:
A .甲是0,乙是g
B .甲是g ,乙是g
C .甲是0,乙是0
D .甲是
2
g
,乙是g 4.如图所示,球A 、B 、C 质量分别为m 、2m 、3m ,A 与天花板间、B 与C 之间用轻弹簧相连,当该系统平衡后,突然将AB 间轻绳绕断,
在绕断瞬间,A 、B 、C 的加速度(以向下为正方向)分别为 A .0、g 、g B .-5g 、2.5g 、0 C .5g 、2.5g 、0 D .-g 、2g 、2g
5.如图所示,质量分别为m 1和m 2的甲、乙两物体用细绳相连,甲、乙中间有一个竖直放置的被压缩的弹簧,乙放在地面上,此时细绳的张力为F ,在把细绳剪断的一瞬间,甲的加速度为a ,此时乙对地面的压力为 A .(m 1+m 1)g B .(m 1+m 2)g+F C .m 1g+F D .m 1(g+a)+m 1g
6.如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m 的平盘,盘中有一物体,质量为M 。
当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了L 。
今向下拉盘使弹簧再伸长ΔL 后停止。
然后 松手放开。
设弹簧总处在弹性限度内,则刚松手时,盘对物体的支持力等于
A .(1+
L L ∆)Mg B .(1+L L ∆)(M + m )g C .L L ∆Mg D .L
L ∆(M + m )g
7.(多选题) 如图所示,竖直平面内两根光滑细杆所构成的角AOB 被铅垂线OO ´平
分,∠AOB
A
B F
甲 乙
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=1200。
两个质量均为m 的小环通过水平轻弹簧的作用
静止在A 、
B 两处,A 、B 连线与OO ´O 点h 。
已知弹簧原长h 3,劲度系数k ,现在把两个小环
在竖直方向上
均向下平移h ,释放瞬间A 环 加速度为a ,则下列表达式正确的是 A .k=mg/3h B .k=mg/6h C .a=g D .a=g 3
8.如图所示在光滑的水平面上,A 、B 两物体紧靠在一起,
A 的质量是2kg ,
B 的质量是A 的5 倍,水平恒力 F A = 4N ,F B =(16-3t )N (t 以s 为单位),是随时间
变化的力,从静止开始(t=0),当t= s 时,A 、B 两物体开始脱离,此时B 物体的加速度方向向 (填左或右)
9.如图所示,质量为M 的木板可沿倾角为θ的光滑斜面下滑,
木板上站着一个质量为m 的人,为了保持木板与斜面相对 静止,则人运动的加速度为 ;为了保持人与斜面 相对静止,则木板运动的加速度是 。
10.如图所示三个相同的小球,彼此用弹簧I 和II 连接, A 上端用轻绳系住挂起来,求:(1)轻绳被剪断的瞬间,每个小球的加速度。
(2)剪断弹簧II 时,每个小球的加速度。
11.如图所示,在劲度系数为k 的弹簧下端挂一个质量为m 的物体,下面用托盘托着物体,使弹簧恰好维持原长,然后使托盘加速度a 竖直向下做匀加速运动(a <g )。
试求托盘向下运动多长时间能与物体分离?
A B
F A
F B
θ
O O ’ A B
h h
A ’
B ’ a。