高中物理-牛顿第二定律学案

高中物理-牛顿第二定律学案1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式．(重点)2.理解公式各物理量的含义及相互关系．3．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”的定义． 4.会用牛顿第二定律进行有关的计算．(重点)一、牛顿第二定律1．内容：物体的加速度跟受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比．2．表达式：F合＝ma．3．力的单位：使质量为1 kg的物体产生1__m/s2加速度的力,称为1 N,即1 N＝1 kg·m/s2．1．目前时速可达1 609公里的世界上最快的汽车在英国问世,该汽车搭载新型战斗机发动机,在加速至300英里/小时后,位于车顶的一种混合火箭发动机将继续为车辆加速,直至最终极速,该车安装的发动机功率非常大,它对汽车有什么作用？提示：发动机的功率越大,汽车所受的牵引力越大,合外力也就越大,依据牛顿第二定律：汽车的加速度越大,加速越快．二、物理量与单位制1．基本单位、导出单位(1)基本单位：基本单位是根据物理量运算的需要而选定的少数几个物理量单位．在力学中选定长度、质量、时间这三个物理量的单位作为基本单位．(2)导出单位：由基本单位和有关公式确立的其他物理量的单位叫做导出单位．2．单位制：基本单位和导出单位构成了单位制．3．在国际单位制中,力学基本量长度、质量、时间对应的基本单位是：米、千克、秒．由它们和物理公式导出的单位叫导出单位,比如力的单位是kg·m/s2(或称为牛顿)．2．两个物体的长度分别是1.70和150,你能说明哪个物体更长吗？提示：很难说明．要想比较必须加上单位．我们对物理量进行描述时,除了数字外,还必须有单位．对牛顿第二定律的理解[学生用书P70] 1．对牛顿第二定律公式的认识(1)牛顿第二定律的比例式a∝Fm的意义：m不变时,a∝F；F不变时,a∝1m,即a与m成反比,改写成乘积形式为F∝ma.(2)F＝kma中k的意义：①根据F＝kma知,k＝Fma,因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小．②k的大小由F、m、a三者的单位共同决定,三者取不同的单位时k的数值不一样,在国际单位制中k＝1,故公式F＝kma写成F＝ma.2．理解牛顿第二定律的“四个性质”(1)矢量性：加速度a的方向与F的方向相同．(2)瞬时性：加速度a与合力F是瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失．(3)同一性：加速度a与合力F都是属于同一物体的,即研究对象的同一性．(4)独立性：若a为物体的实际加速度,则F应为物体受到的合外力,而作用于物体上的每一个力各自产生的加速度也都遵循牛顿第二定律,与其他力无关,物体实际的加速度是每个力产生的加速度的矢量和．(多选)对牛顿第二定律的理解正确的是( )A．牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用B．合力产生的加速度,可认为作用于物体上的每个力所产生的加速度的矢量和C．加速度的方向总跟合外力的方向一致D．当外力停止作用时,加速度随之消失[思路点拨] (1)合外力F是“因”,加速度a是“果”．(2)加速度与外力是瞬时对应关系．[解析] 力是产生加速度的原因,A项因果关系颠倒,故A错；合力产生的加速度与每个分力产生的加速度的合加速度是相同的,只是矢量合成的先后差别,故B对；a与F的方向时时刻刻都相同,故C对；加速度与外力是瞬时对应关系,外力停止作用,加速度同时消失,故D对．[答案] BCD关于牛顿第二定律理解的三大误区(1)误认为先有力,后有加速度：物体的加速度和合外力是同时产生的,不分先后．(2)误认为质量与力成正比,与加速度成反比：物体的质量m是由自身决定的,与物体所受的合外力和运动的加速度无关．(3)误认为作用力与m和a都成正比：物体所受合外力的大小是由物体的受力情况决定的,与物体的质量和加速度无关．1.(多选)关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( )A．公式F＝ma中,各量的单位可以任意选取B．某一瞬间的加速度只取决于这一瞬间物体所受合外力,而与这之前或之后受力无关C．公式F＝ma中,a实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和D．物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致解析：选BC.F、m、a必须选取统一的国际单位,才可写成F＝ma的形式,否则比例系数k≠1,所以选项A错误；牛顿第二定律表述的是某一时刻合外力与加速度的对应关系,它既表明F合、m、a三者数值上的对应关系,同时也表明合外力的方向与加速度的方向是一致的,即矢量对应关系,而与速度方向不一定相同,所以选项B正确,选项D错误；由力的独立作用原理知,作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度,与其他力的作用无关,物体的加速度是每个力所产生的加速度的矢量和,故选项C正确．单位制的应用[学生用书P71]1．在利用物理公式进行计算时,为了在代入数据时不使表达式过于繁杂,我们要把各个量换算到同一单位制中,这样计算时就不必一一写出各量的单位,只要在所求结果后写上对应的单位即可．2．习惯上把各量的单位统一成国际单位,只要正确地应用公式,计算结果用国际单位制中对应的单位来表示即可．3．物理公式在确定各物理量的数量关系时,同时也确定了各物理量的单位关系,所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系,推导出这些物理量的单位．一物体在2 N的外力作用下,产生10 cm/s2的加速度,求该物体的质量．下面有几种不同的求法,其中单位运用正确,简洁而又规范的是()A ．m ＝F a ＝210kg ＝0.2 kg B ．m ＝F a ＝ 2 N 0.1 m/s 2＝20kg ·m/s 2ms 2＝20 kgC ．m ＝F a ＝20.1kg ＝20 kgD ．m ＝F a ＝21kg ＝2 kg[解析] 在进行数量运算的同时,也要把单位带进运算．带单位运算时,每一个数据均要带上单位,且单位换算要准确．也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示,计算的结果就用国际单位表示,这样在统一已知量的单位后,就不必一一写出各个量的单位,只在数字后面写出正确单位即可．在备选的四个选项中A 、D 项均错,B 项解题过程正确,但不简洁,只有C 项运算正确,且简洁而又规范．[答案] C(1)利用公式推导其他物理量的单位． (2)根据单位可以发现错误．(3)计算时所有物理量统一到国际单位制后,中间计算可省去单位,使计算简便．2.在解一道文字计算题时(用字母表示结果的计算题),一个同学解得s ＝F2m(t 1＋t 2),用单位制的方法检查这个结果( )A ．一定正确B ．一定错误C ．如果用国际单位制,结果可能正确D ．用国际单位制,结果错误,如果用其他单位制,结果一定正确 解析：选B.将F 、m 、t 在国际单位制中的单位代入上式得：1 N 1 kg ·1 s ＝1 kg ·m/s 21 kg·s ＝1 m/s,显然不是位移单位,所以A 、C 错,B 对．用国际单位制不正确,用其他单位制也不一定正确,故D 错．牛顿第二定律的应用[学生用书P71]1．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． 2．解题方法 (1)矢量合成法①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．作图时注意：合力方向与加速度的方向相同．②若知道加速度的大小和方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力． (2)正交分解法物体受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时,常用正交分解法： ⎩⎨⎧F x ＝F x 1＋F x 2＋F x 3＋…＝ma x ，F y ＝F y 1＋F y 2＋F y 3＋…＝ma y. 为减少矢量的分解,建立坐标系时,确定x 轴正方向有两种基本方法①分解力：通常以加速度a 的方向为x 轴正方向,建立直角坐标系,将物体所受的各个力分解在x 轴和y 轴上,分别得x 轴和y 轴的合力F x 和F y ,得方程：⎩⎨⎧F x ＝ma ，F y＝0. ②分解加速度：若以加速度的方向为x 轴正方向,分解的力太多,比较繁琐,可根据受力情况,使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a ,得a x 和a y ,根据牛顿第二定律得方程组⎩⎨⎧F x ＝ma x ，F y ＝ma y. 如图所示,质量为1 kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5,物体受到大小为20 N 、与水平方向成37°角斜向下的推力F 作用时,沿水平方向做匀加速直线运动,求物体加速度的大小．(g 取10 m/s 2,sin 37°＝0.6,cos 37°＝0.8)[解析] 取物体为研究对象,受力分析如图所示,建立直角坐标系．水平方向上：F cos 37°－F f＝ma①竖直方向上：F N＝mg＋F sin 37°②又因为：F f＝μF N③联立①②③得：a＝5 m/s2.[答案] 5 m/s23.如图所示,电梯与水平面夹角为30°,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的65,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？解析：本题分解加速度比分解力更显方便．对人进行受力分析：重力mg、支持力F N、摩擦力F(摩擦力的方向一定与接触面平行,由加速度的方向可推知F水平向右)．建立直角坐标系：取水平向右(即F方向)为x轴正方向,此时只需分解加速度,其中a x＝a cos 30°,ay＝a sin 30°(如图所示)．建立方程并求解,由牛顿第二定律x方向：F＝ma cos 30°,y方向：FN－mg＝ma sin 30°.所以Fmg＝35.答案：35牛顿第二定律的瞬时性问题[学生用书P72]1．刚性绳模型(细钢丝、细线、轻杆等)：这类形变的发生和变化过程时间极短,在物体的受力情况改变(如某个力消失)的瞬间,其形变可随之突变,弹力可以突变．2．轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等)：此类形变发生改变需要的时间较长,在瞬时问题中,其弹力的大小不能突变,可看成是不变的．(多选)如图所示,质量为m的小球与弹簧Ⅰ和水平细绳Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q两点．小球静止时,Ⅰ中拉力的大小为F1,Ⅱ中拉力的大小为F2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ其中一根的瞬间,球的加速度a应是( )A．若剪断Ⅰ,则a＝g,方向竖直向下B．若剪断Ⅱ,则a＝F2m,方向水平向左C．若剪断Ⅰ,则a＝F1m,方向沿Ⅰ的延长线方向D．若剪断Ⅱ,则a＝g,方向竖直向上[思路点拨] 对小球进行受力分析时,既要分析运动状态变化前的受力,又要分析运动状态变化瞬间的受力,从而根据牛顿第二定律确定加速度．[解析] 没有剪断Ⅰ、Ⅱ时小球受力情况如图所示．在剪断Ⅰ的瞬间,由于小球的速度为0,绳Ⅱ上的力突变为0,则小球只受重力作用,加速度为g,选项A正确,C错误；若剪断Ⅱ,由于弹簧的弹力不能突变,F1与重力的合力大小仍等于F2,所以此时加速度为a＝F2m,方向水平向左,选项B正确,D错误．[答案] AB求解瞬时加速度的思路求物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的受力情况及其变化．对于发生突变后的力,应根据突变后的瞬间状态求解,对于不发生突变的力应根据原状态求解．4.如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m,2、4质量为M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g,则有( )A．a1＝a2＝a3＝a4＝0B．a1＝a2＝a3＝a4＝gC．a1＝a2＝g,a3＝0,a4＝m＋M MgD．a1＝g,a2＝m＋MMg,a3＝0,a4＝m＋MMg解析：选C.在抽出木板的瞬间,物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失,受到的合力均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变,此时弹簧对3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg,因此物块3满足mg＝F,a3＝0；由牛顿第二定律得物块4满足a4＝F＋MgM＝M＋mMg,所以C对．[随堂检测][学生用书P73]1．(多选)关于牛顿第二定律F∝ma和变形公式a∝Fm,下列说法中正确的是( )A．物体的加速度与物体受到的任何一个力成正比,与物体的质量成反比B．物体的加速度与物体受到的合外力成正比,与物体的质量成反比C．物体的质量与物体受到的合外力成正比,与物体的加速度成反比D．物体的质量与物体受到的合外力及物体的加速度无关解析：选BD.物体的加速度与物体受到的合外力成正比,与物体的质量成反比,故A错误,B 正确．物体的质量决定于物体的体积和密度,与物体受力和加速度无关,故C错,D正确．2．下列说法中正确的是( )A．力学中的基本单位是米(m)、千克(kg)和秒(s)B．牛顿(N)是力学中的基本单位,但不是国际单位制中的基本单位C．帕斯卡(Pa)、焦耳(J)是国际单位制中的单位D．长度是国际单位制中的基本单位解析：选C.不同的单位制,基本单位不同,米(m)、千克(kg)和秒(s)是国际单位制力学中的基本单位,A错；牛顿(N)是国际单位制中的导出单位,1 N＝1 kg·m/s2,B错；在国际单位制中,压强和功(或能)的单位为帕斯卡、焦耳,C对；长度是物理量,在国际单位制中,是力学中的一个基本量,其单位米(m)是国际单位制中的基本单位,D错．3．水平地面上质量为m＝2 kg的物体,与地面间的动摩擦因数μ＝0.2,当物体受F＝20 N 的、斜向下与水平方向成37°角的力作用时,求加速度的大小．(g取10 m/s2) 解析：物体受力图如图所示,水平x方向：F x－f＝ma.竖直y方向：F y＝N－G.其中F x＝F cos θ＝20×0.8 N＝16 N,Fy＝F sin θ＝20×0.6 N＝12 N,N＝G＋Fy＝(20＋12) N＝32 N,f＝μN＝0.2×32 N＝6.4 N.物体加速度的大小为a＝Fx－fm＝16－6.42m/s2＝4.8 m/s2.答案：4.8 m/s2[课时作业][学生用书P131(单独成册)]一、单项选择题1．关于速度、加速度、合外力的关系,下列说法中错误的是( )A．不为零的合外力作用于原来静止物体的瞬间,物体立刻获得加速度B．加速度的方向与合外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．在初速度为零的匀加速直线运动中,速度、加速度与合外力的方向总是一致的D．合外力变小,物体的速度一定变小解析：选D.由牛顿第二定律可知A、B选项正确；初速度为零的匀加速直线运动中,v、a、F三者的方向相同,故C选项正确；合外力变小,加速度变小,但速度不一定变小,D选项错误．2．“儿童蹦极”中,拴在腰间左右两侧的是弹性橡皮绳．质量为m的小丽如图所示静止悬挂时,两橡皮绳的拉力大小均恰为mg,若此时小丽左侧橡皮绳断裂,则小丽此时的( )A．加速度为零B．加速度a＝g,沿断裂橡皮绳的方向斜向下C．加速度a＝g,沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D．加速度a＝g,方向竖直向下解析：选B.当小丽处于静止状态时,拉力F＝mg,两绳之间的夹角为120°,若小丽左侧橡皮绳断裂,则小丽此时所受合力沿断裂橡皮绳的方向斜向下,由牛顿第二定律F＝ma知mg＝ma,a ＝g,故选项B正确．3．质量为400 g的物体,测得它的加速度为a＝40 cm/s2,则关于它所受的合力的大小计算,下面有几种不同的求法,其中单位运用正确、简洁而又规范的是( )A．F＝ma＝400×40＝16 000 NB．F＝ma＝0.4×0.4 N＝0.16 NC．F＝ma＝0.4 kg×0.4＝0.16 ND．F＝ma＝0.4 kg×0.4 m/s2＝0.16 N解析：选 B.物体质量m＝400 g＝0.4 kg,加速度a＝40 cm/s2＝0.4 m/s2,所以F＝ma＝0.4×0.4 N＝0.16 N,B正确．4．质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f,加速度为a＝g3,则f的大小是( )A．f＝mg3B．f＝2mg3C．f＝mg D．f＝4mg3解析：选B.由牛顿第二定律得mg－f＝ma,得f＝mg－ma＝23mg.5．声音在空气中传播速度v与空气密度ρ、压强p有关,下列速度的表达式(k为比例系数,无单位)中可能正确的是( )A．v＝k pρB．v＝kpρC．v＝kρpD．v＝kpρ解析：选B.可把p、ρ的单位用基本单位表示．代入进行单位运算,看得出的单位是否是v的单位．压强p的单位用基本单位表示为Nm2＝kg·m/s2m2,密度ρ的单位用基本单位表示为kg/m3.通过将p和ρ的单位分别代入上面各选项中的公式得出的单位只有B项能得出m/s.故选B.二、多项选择题6．对牛顿第二定律的理解正确的是( )A．由F＝ma可知,F与a成正比,m与a成反比B．牛顿第二定律说明：当物体有加速度时,物体才受到外力的作用C．加速度的方向总跟合外力的方向一致D．当外力停止作用时,加速度立即消失解析：选CD.虽然F ＝ma 表示牛顿第二定律,但a 是由m 和F 共同决定的,即a ∝Fm,且a 与F 同时产生、同时消失、同时改变；a 与F 的方向永远相同,综上所述A 、B 错误,C 、D 正确．7．用力F 1单独作用于某一物体可产生的加速度为3 m/s 2,力F 2单独作用于这一物体可产生的加速度为1 m/s 2.若F 1、F 2同时作用于该物体,可能产生的加速度为( )A ．1 m/s 2B ．3 m/s 2C ．2 m/s 2D ．4 m/s 2解析：选BCD.设物体的质量为m ,由牛顿第二定律得F 1＝ma 1,F 2＝ma 2,当两者同向时加速度最大：F 1＋F 2＝ma ,当两者反向时加速度最小：F 1－F 2＝ma ′.代入数据解得a ＝4 m/s 2,a ′＝2 m/s 2,所以B 、C 、D 正确．8．如图,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 ．向左做减速运动解析：选AD.对小球水平方向受力分析可知,小球受水平向右的弹力,所以小球的加速度水平向右．又因为两者相对静止,所以小车的加速度也水平向右．故A 、D 正确．9．如图甲所示,地面上有一质量为M 的重物,用力F 向上提它,力F 变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示,则以下说法中正确的是( )A ．当F 小于图中A 点值时,物体的重力Mg ＞F ,物体不动B ．图中A 点值即为物体的重力值C ．物体向上运动的加速度和力F 成正比D ．图线延长线和纵轴的交点B 的数值等于该地的重力加速度解析：选ABD.本题考查应用牛顿第二定律分析图像问题．当0≤F ≤Mg 时,物体静止,即A 正确；当F ＞Mg 时,即能将物体提离地面,此时,F －Mg ＝Ma ,a ＝FM－g ,A 点表示的意义即为F ＝Mg ,所以B 正确；直线的斜率为1M,故B 点数值为g ,故D 正确．10.半圆形光滑圆槽内放一质量为m 的小球,今用外力拉着圆槽在水平面上匀加速运动,稳定后小球位置如图所示,则小球受圆槽的支持力F 和加速度a 为( )A ．F N ＝32mg B ．F N ＝233mg C ．a ＝12gD ．a ＝33g解析：选BD.小球受力如图,由牛顿第二定律得：F 合＝mg ·tan 30°＝maa ＝g tan 30°＝33g ,则F N ＝mg cos 30°＝233mg 故B 、D 正确． 三、非选择题11．某物体静止于光滑的水平面上,当对它施加4 N 的水平拉力时,物体的加速度大小为2 m/s 2,当水平拉力变为10 N 时,物体的加速度多大？物体的质量多大？解析：由牛顿第二定律得：a 1a 2＝F 1F 2,即a 2＝F 2F 1·a 1＝104×2 m/s 2＝5 m/s 2.物体的质量m ＝F 1a 1＝42 kg ＝2 kg. 答案：5 m/s 2 2 kg12.如图所示,质量为4 kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5.物体受到大小为20 N 与水平方向成37°角斜向上的拉力F 作用时,沿水平面做匀加速运动,求：物体加速度的大小．(g 取10 m/s 2,sin 37°＝0.6,cos 37°＝0.8)解析：选取物体为研究对象,对其受力分析如图物体沿水平方向匀加速运动,沿水平和竖直方向建立坐标系对力分解可得在水平方向：F cos 37°－f＝ma①在竖直方向：N＋F sin 37°＝mg②又因为：f＝μN③解①②③可得：a＝0.5 m/s2.答案：0.5 m/s2。

【实验目的、原理】验证牛顿第二定律，即保持物体质量不变，验证物体的加速度是否与所受外力成正比；保持物体所受外力不变，验证物体的加速度是否与其质量成反比。

实验原理图如图4－1所示，实验中认为物体m 的重力的大小等于小车M 受到的拉力，即小车受到的合力。

实际上小车要受到摩擦力。

即便不考虑摩擦力，系统的加速度也应该为M m mg a +=，小车受到的拉力为mM Mmg T +=。

所以实验中若认为物体m 重力的大小等于小车受到的拉力大小（也是合力大小），前提是：1． ； 2． 。

【实验器材】小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，低压交流电源，导线两根，纸带，米尺。

实验中除了上述器材外，需要的器材还有： 。

【实验内容】1．用天平测出小车和小桶的质量M 0和m 0。

2．按图4－2把实验器材安装好，并平衡摩擦力。

3．把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。

4．保持小车的质量不变，多次改变砂的质量m ，重复步骤3。

并算出每条纸带对应的加速度的值，填入表4－3中。

5．用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示作用力F ，即砂和桶的总重力(m + m 0)g ，作出a －F 图象，验证加速度与合外力的关系。

M 0= kg m 0= kg 表4－3结论1：6．保持砂和小桶的质量不变，多次在小车上加放砝码以改变小车的总质量M ，重复步骤3，求出相应的加速度填入表4－4中，用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数M1，描出相应的点并作图线，以验证加速度与质量的关系。

贴坐标纸m ＋m 0= kg 表4－4结论2： 【问题与讨论】1． 砂和小桶的总质量要远远小于小车和砝码的总质量。

为什么？2． 如何平衡摩擦力？3．a －F 图象与a －M1图线的斜率的物理意义是什么？贴坐标纸注意事项(1)在本实验中，必须平衡摩擦力，方法是将长木板的一端垫起，而垫起的位置要恰当．在位置确定以后，不能再更换倾角；平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带，且接通电源．(2)改变m 和M 的大小时，每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器，而且先通电再放小车.(3)作图象时，要使尽可能多的点在所作的直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧，个别误差较大的点应舍去． 数据处理及误差分析(1)该实验原理中T ＝mg ·11＋m M，可见在每次实验中均要求M ≫m ，只有这样，才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及小桶的重力．(2)在平衡摩擦力时，垫起的物体的位置要适当，长木板形成的倾角既不能太大也不能太小，同时每次改变M 时，不再重复平衡摩擦力．(3)在验证a 与M 的关系时，作图时应将横轴用1M表示，这样才能使图象更直观.【基础练习】1．在验证牛顿第二定律的实验中，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F ，用打点计时器测出小车的加速度a ，得出若干组F 和a 的数据。

《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。

高中物理《牛顿第二定律》教案一、教学目标1.理解牛顿第二定律的概念和公式。

2.能够根据牛顿第二定律计算物体的加速度。

3.掌握牛顿第二定律的应用。

二、教学内容1.牛顿第二定律的概念和公式。

2.物体的加速度。

3.牛顿第二定律的应用。

三、教学重点1.牛顿第二定律的概念和公式。

2.物体的加速度。

四、教学难点1.牛顿第二定律的应用。

2.计算实际问题时的思维能力。

五、教学方法1.课堂讲解法。

2.例题分析法。

3.讨论法。

4.综合解决实际问题的方法。

六、教学过程设计步骤内容时间分配引入 1.通过小视频和实例引入牛顿第二定律 8分钟2.向学生提出牛顿第二定律涉及的重要概念和公式牛顿第二定律F=ma概念讲解围绕牛顿第二定律展开概念解析，引导 10分钟学生理解每个概念的含义示范讲解用实例来讲解牛顿定律的运用，以加深理 10分钟解，提高学生兴趣练习时间进行一些例题练习，帮助学生掌握牛顿定律 15分钟的应用讲解预结确定重点和难点，引导学生做好准备，阅 5分钟束思考预习课后作业布置相应的作业，巩固学生所学知识 2分钟七、板书设计牛顿第二定律F=ma其中：F——物体所受的力m——物体的质量a——物体的加速度八、教学反思物理学习需要学生通过理论掌握和实践操作两种方式相结合，才能真正掌握知识点。

本节课以小视频和实例的方式进行了引入，让学生直观体会力，激发了学生学习物理的兴趣和热情。

在后续课堂中注重示范讲解和例题分析，让学生明确掌握牛顿第二定律的概念和公式，最后通过练习时间有效提高了学生的应用能力。

但同时，还需要注重加强课后作业的安排，以提高学生的动手能力和解决实际问题的思维能力。

高中物理第二定律教案
教学目标
1. 理解牛顿第二定律的内容和表达式；
2. 掌握力的测量及单位；
3. 学会应用第二定律解决简单的动力学问题；
4. 培养实验操作能力和科学探究精神。

教学内容
一、牛顿第二定律的概念引入
通过回顾初中所学的力的概念，引导学生思考力和物体运动状态之间的关系。

展示日常生活中的实例，比如推车、拉弓等，让学生直观感受到力的作用效果。

二、牛顿第二定律的公式表述
F=ma，这个简洁的公式蕴含着丰富的物理内涵。

教师应详细解释公式中各个量的物理意义及其相互关系，并通过图表辅助讲解，帮助学生形成清晰的概念图像。

三、力的测量与单位
介绍力的测量工具——弹簧秤的使用方法，以及力的单位“牛顿”的定义。

通过实验演示，让学生观察并记录不同重力下弹簧的伸长情况，加深对力量化描述的理解。

四、第二定律的应用举例
通过具体的例题，如计算摩擦力、空气阻力等，展示如何运用第二定律解决问题。

同时，鼓励学生动手操作，进行小组讨论，以增强实际应用能力。

五、实验探究
设计相关的实验活动，如测定物体的加速度、验证F=ma的关系等，让学生在动手操作中深化对第二定律的认识。

教学方法
- 启发式教学：通过提问激发学生的思考，引导他们自主探索知识点；
- 实验教学：结合实验操作，使学生在实践中学习和体验物理规律；
- 讨论互动：鼓励学生之间的交流与合作，共同解决问题。

教学评价
通过课堂提问、作业布置和小测试等方式，及时了解学生对牛顿第二定律的掌握情况，并给予反馈和指导。

结语。

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。

3.3、牛顿第二定律【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、以实验为根底，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和分析推理能力。

3、培养学生的阅读能力和语言表达能力。

三、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。

【课时安排】共2 课时．第1课时：根本概念；第2课时：简单应用【教学过程】同学们好；我们首先回忆一下上节课所学的内容。

上节课通过实验我们发现，当质量一定时，加速度与力成正比；当力恒定时，加速度与质量成反比。

为了方便研究，我们改写成与质量的倒数成正比。

最终我们得出的实验结论是：加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

写成表达式就是这样，这个符号是正比符号。

进一步改写成F=kma，k就是系数，但是我们不知道是多少？所以为了发挥这个公式的作用，我们得想方法把k给他消掉。

接下来给大家一分钟思考，假设你是科学家你有什么方法把k的值给他消掉。

好，目前来看我们想做出这一步很难，在这个我们有这样一个规定。

如果一个力作用在一千克的物体上，让物体产生了1米每二次方秒的加速度，那么这个力的大小就是一牛顿，由此可见，在表达式中我们都采用国际单位制的单位，k就等于一，此时这个关系式就可以简化为f=ma，这个关系就是牛顿第二定律的表达式。

但是物体往往不止受到一个力的作用，而是受到几个力的作用，这是f就可以改写为合外力。

好接下来我们一起来看看牛顿第二定律的内容。

物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，还有一句，加速度的方向跟合力的方向相同，在这里我们要注意红色字体局部，是不是就是我们上节课的的实验结论。

那么写成表达式的话就是这样f=ma。

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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牛顿第二定律高中物理教案优秀8篇牛顿第二定律说课稿篇一一、教材分析1、内容与地位本节课是高中新课程实验教材《物理》（共同必修一）第四章第3节的内容，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。

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，来研究物理规律这是一种非常重要的研究方法，在电容、电阻等内容都会用到此法。

本节内容是本章的重点内容，也是整个力学部分的核心内容，乃至整个高中物理的重点。

根据以上分析，我们知道本节课的教学目的不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段；在实验过程中如何控制实验条件和物理变量，如何用数学公式表达物理规律。

让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。

2、教学目标根据我对教材的理解、结合学生的实际情况、渗透新课程的教学理念，为提高全体学生的科学素养，按课程标准，以促进全体学生发展为目的。

从知识与技能、过程与方法，情感态度与价值观三个方向培养学生，拟定三个教学目标：知识与技能：（1）能根据实验结果，推出三者间关系，（2）理解并掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式，（3）力的单的定义（4）理解在多个力作用下牛顿第二定律表达式，（5）初步掌握运用牛顿第二定律求解问题方法及步骤。

（6）使学生学会并掌握运用控制变量法研究多个物理量间关系。

过程与方法：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。

情感态度价值观：在实验和观察中能培养学生haozuowen 严谨求实的科学态度。

通过课堂的师生交流、生生交流创造良好的学习氛围，增强师生感情，增强班级凝聚力，使学生对物理学科更加热爱。

3、教学的重点和难点学习本课不仅是让让学生正确理解牛顿第二定律，更重视如何通过实验控制变量，根据实验条件启发学生思考，把牛顿第二定律的得出，探索事物的规律，培养学生创造力，作为教学目的之一。