河北省邢台市高中物理 第四章 牛顿运动定律 4.3 牛顿第二定律学案(无答案)新人教版必修1

【精品教案】高中物理（人教版）必修一优秀教案--4.3《牛顿第二定律》精品教案必修一 4.3 牛顿第二定律 (教案)一、教材分析教科书将牛顿第二定律的探究试验和公式表达分成了两节内容，目的在于加强试验探究和突出牛顿第二定律在力学的重要地位。

牛顿第二定律的首要价值是确立了力与运动之间的直接关系，即因果关系。

本节内容是在上节实验的基础上，通过分析说明，提出了牛顿第二定律的具体内容表述，得到了牛顿第二定律的数学表达式。

教科书突出了牛顿的单位1牛顿的物理意义，并在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。

二、教学目标（一）知识与技能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（二）过程与方法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、态度与价值观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、具有团队精神三、教学重点难点重点：牛顿第二定律的应用难点：牛顿运动定律的意义四、学情分析学生已初步掌握物体的运动规律，初步了解物体间的相互作用，知道了力、加速度、质量的关系。

学生潜在的疑问：力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？说明：学生的这个疑问是打破旧的知识体系的必然要求，同时是构建新的知识体系的重要前提。

五、教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。

六、课前准备1．学生的学习准备：预习学案，预习课本，找出力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

3．教学环境的设计和布置。

第 2 节实验：探究加速度与力、质量的关系【学习目标叙写】1、学生能够利用现有器材，独立设计探究加速度、质量、力三者关系的探究方案。

2、会测量加速度、力、质量；并能作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象；能根据图象写出加速度与力、质量的关系式。

3、探究过程中所用的科学方法——控制变量法，学生举例初中实验中控制变量法的使用。

【预习案】一、实验目的1、探究加速度与力、质量的关系。

2、掌握利用图象处理数据的方法。

二、实验原理：采用法1、保持物体不变，探究加速度 a 与力 F 的关系。

2、保持物体不变，探究加速度 a与质量 m 的关系。

三、实验器材打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小盘和砝码，细绳，导线，刻度尺，砝码、。

四、实验步骤1、用天平测出小车和小桶的质量 M 和 M/，把数值记录下来。

2、按图把实验器材装好，不挂小盘。

3、平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做运动。

4、把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,小车应打点计时器且先接通电源再释放小车。

取下纸带并标上号码。

5、保持小车质量不变，向桶中加砂，做上述试验，把力 F（即砂桶总重）对应的纸带标好。

6、保持力 F 不变，向车中加砝码，做上述试验，将（车与砝码总）质量 M 对应的纸带标好。

7、计算出加速度，作出 a—F 图像和 a—1/M 图像。

五、实验结论在误差允许的范围内得出的结论是：当 M 不变时，a 与F 成关系；当 F 不变时，a班级：小组：姓名：教师评价：组内评价：与 M 成关系。

六、注意事项1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．2．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．4．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手.【探究案】1.如何测量各纸带上的加速度 a？试用逐差法计算加速度a=2.怎么提供和测量物体所受的恒力？3 实验中是怎样平衡摩擦力的？如果没平衡或平衡过度那么 a—F 图像和a—1/M 图像会是怎样？【自主区】【使用说明】教师书写二次备课，学生书写收获与总结。

打点计时器第二节 探究加速度与力、质量的关系【学习目标】1.学会用控制变量法研究物理规律， 2．学会怎样由试验结果得出结论， 3．探究加速度与力、质量的关系 【自主学习】（认真阅读教材p71-74页完成下列问题） 一、实验目的1、探究加速度与力、质量的关系：当质量一定是，加速度与力成 ；当作用力一定是，加速度与质量成 。

二、实验原理1、控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变化，而研究其中某两个之间变化关系的方法。

本试验有F 、m 、a 三个参量，研究加速度与力、质量的关系时，我们先控制一个变量。

即当力不变时，加速度与 的关系； 当质量不变时，加速度与 的关系。

2、要测量的物理量有： 三、实验器材打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小桶和砂（用钩码代替），细绳，导线，天平， ， 砝码。

【课堂探究】知识点一、实验步骤及操作1.用天平测出小车质量M ，把数值记录下来。

2.按图把实验器材装好，不挂小桶。

3.平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做匀速运动。

4.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源在放开小车，取下纸带并标上号码。

5.保持质量不变，做上述试验，把力对应的纸带标好。

6.保持力不变，做上述试验，将质量对应的纸带标好。

7.计算出加速度，作出加速度与力的图像及加速度与质量得到数的图像。

相间数据记录：表一：物理量 1 2 3 4 5 6质量M1/ M加速度a表二：物理量 1 2 3 4 5 6作用力F加速度a画出图像：aF实验结论：物体的加速度与物体的成反比，与物体成正比。

知识点二、典例研究例题1：再做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出个纸带的加速度后，将加速度与力、质量的有关数值记入表中，如图，ａ（ｍ／ｓ２）１．９８４．０６５．９５８．１２Ｆ（Ｎ）１．００２．００３．００４．００ａ（ｍ／ｓ２）２．４０２．６６３．２３３．９８１／Ｍ（ｋｇ－１）０．５００．６７０．８０１．００1、根据表中所列数据，分别划出a—F图像和a—1/M图像。

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。

学案3 牛顿第二定律[学习目标定位] 1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义.2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.3.能应用牛顿第二定律解决简单的实际问题．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，跟它的质量成，加速度的方向跟作用力的方向．2．表达式：F＝，式中k是比例系数，F是物体所受的，当物理量的单位都使用国际单位时F＝二、力的单位1．力的国际单位是牛顿，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的加速度的力叫做1 N，即1 N＝ .一、牛顿第二定律[问题设计]由上一节的探究我们已经知道当小车的质量不变时，小车的加速度与它所受的力成正比，即a∝F，当小车所受的力不变时，小车的加速度与它的质量成反比，即a∝1m，那么小车的加速度a、小车的质量m以及小车所受的力F的关系是怎样的？[要点提炼]1．牛顿第二定律的表达式F＝ma，式中各量都要用国际单位，F指物体所受的．2．对牛顿第二定律的理解(1)因果性：力F是产生加速度a的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度．(2)瞬时性：a与F同时产生，同时，同时，为瞬时对应关系．(3)矢量性：F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均．(4)同体性：公式F＝ma中各物理量都是针对的．(5)独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F ＝ma ，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的 ．故牛顿第二定律可表示为⎩⎨⎧ F x ＝ma x F y ＝ma y .3．合外力、加速度、速度的关系(1)力与加速度为因果关系．加速度与合外力方向总相同、大小与合外力成 ．(2)力与速度无因果关系．合外力与速度方向可以同向，可以反向；合外力与速度方向 时，物体做加速运动， 时物体做减速运动．(3)两个加速度公式的区别a ＝Δv Δt 是加速度的定义式，是比值法定义的物理量，a 与v 、Δv 、Δt 均无关；a ＝F m 是加速度的决定式，加速度由其受到的合外力和质量决定．[延伸思考]在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动，这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？二、牛顿第二定律的简单应用1．解题步骤(1)确定研究对象．(2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动示意图．(3)求合力F 或加速度a .(4)根据F ＝ma 列方程求解．2．解题方法(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，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同．(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．①建立坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程F x ＝ma ，F y ＝0.②特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a .根据牛顿第二定律⎩⎨⎧ F x ＝ma x F y ＝ma y及F ＝F 2x ＋F 2y 求合外力．一、对牛顿第二定律的理解例1下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是( ) A．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B．由m＝Fa可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比C．由a＝Fm可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比D．由m＝Fa可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力求出针对训练力F1作用在物体上产生的加速度a1＝3 m/s2，力F2作用在该物体上产生的加速度a2＝4 m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度的大小可能为( ) A．7 m/s2B．5 m/s2C．1 m/s2 D．8 m/s2二、牛顿第二定律的简单应用例2如图1所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平力F＝20 N拉物体由A点开始运动，经过8s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止．求：(g＝10 m/s2)(1)在拉力F作用下物体运动的加速度大小；图1(2)撤去拉力时物体的速度大小；(3)撤去拉力F后物体运动的距离．例3如图2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/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图21．牛顿第二定律和力的单位(1)内容(2)表达式：F＝ma(3)国际单位制中力的单位：N,1 N＝1 kg·m/s22．牛顿第二定律的特点(1)因果性；(2)矢量性；(3)瞬时性；(4)同体性；(5)独立性．3．应用牛顿第二定律解题的一般步骤和基本方法一般步骤：(1)确定研究对象；(2)进行受力分析和运动情况分析；(3)求出合外力或加速度；(4)根据牛顿第二定律F＝ma列方程求解．基本方法：(1)两个力作用时可用矢量合成法，也可用正交分解法；(2)多个力作用时可用正交分解法．1.(牛顿第二定律的理解)关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是( )A．由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力一定大B．牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小C．由F＝ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向，始终与物体所受的合外力方向一致2．(牛顿第二定律的理解)初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动情况为( )A．速度不断增大，但增大得越来越慢B．加速度不断增大，速度不断减小C．加速度不断减小，速度不断增大D．加速度不变，速度先减小后增大3．(牛顿第二定律的简单应用)如图3所示，两个人同时用大小分别为F1＝120 N、F2＝80 N的水平力拉放在水平光滑地面的小车，如果小车的质量m＝20 kg，则小车的加速度( )A．方向向左，大小为10 m/s2B．方向向左，大小为2 m/s2C．方向向右，大小为10 m/s2D．方向向右，大小为2 m/s2图3 4．(牛顿第二定律的简单应用)如图4所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上．现用大小为40 N，与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做匀加速运动(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．(1)若水平面光滑，物体的加速度是多大？图4(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多大？。

牛顿第二定律学习目标：1.[物理观念]知道牛顿第二定律的内容，表达式的确切含义． 2.[物理观念]知道国际单位制中力的单位．3．[科学思维]会应用牛顿第二定律解决简单动力学问题．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.3．力的单位(1)力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N.(2)1 N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．二、牛顿第二定律的初步应用1．牛顿第二定律的进一步表达式F合＝ma.2．牛顿第二定律的分量表达式F x合＝ma x，F y合＝ma y.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比．(×)(2)公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取．(×)(3)公式F＝ma中，a实际上是作用于物体上每一个力所产生的加速度的矢量和．(√)(4)物体的运动方向一定与它所受合外力的方向一致．(×)2．(多选)下列对牛顿第二定律的理解正确的是( )A．由F＝ma可知，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，加速度随之消失CD [虽然F ＝ma ，但m 与a 无关，因a 是由m 和F 共同决定的，即a ∝F m，且a 与F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；a 与F 的方向永远相同．综上所述，可知A 、B 错误，C 、D 正确．]3．在牛顿第二定律公式F ＝kma 中，比例系数k 的数值( )A ．在任何情况下都等于1B ．是由质量m 、加速度a 和力F 三者的大小所决定的C ．与质量m 、初速度a 和力F 三者的单位无关D ．在国际单位制中一定等于1D [在牛顿第二定律的表达式F ＝kma 中，只有质量m 、加速度a 和力F 的单位是国际单位制单位时，比例系数k 才为1，故D 正确，A 、B 、C 错误．]牛顿第二定律你了解赛车吗？如图所示是一辆方程式赛车，车身结构一般采用碳纤维等材料进行轻量化设计，比一般小汽车的质量小得多，而且还安装了功率很大的发动机，可以在4～5 s 的时间内从静止加速到100 km/h.你知道为什么要使赛车具备质量小、功率大两个特点吗？提示：赛车的质量小，赛车的运动状态容易改变；功率大，可以为赛车提供较大的动力．因此，这两大特点可以使赛车提速非常快(加速度大)．矢量性 公式F ＝ma 是矢量式，式中F 和a 都是矢量，且它们在任何时刻方向都相同，当F 方向变化时，a 的方向同时变化瞬时性 牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系，a 为某一时刻的加速度，F 为该时刻物体所受的合外力同一性有两层意思：一是指加速度a 相对同一惯性系(一般指地球)，二是指F ＝ma中F 、m 、a 必须对应同一物体或同一个系统 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，分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即：F x ＝ma x ，F y ＝ma y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2.合外力、加速度和速度的关系(1)合外力与加速度的关系：(2)力与运动的关系：3．两个加速度公式的区别(1)a ＝Δv Δt是加速度的定义式，它给出了测量物体加速度的方法，这是物理学用比值定义物理量的方法．(2)a ＝F m 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1】 如图所示，弹簧一端系在墙上O 点，另一端自由伸长到B 点，今将一小物体m 压着弹簧(与弹簧未连接)，将弹簧压缩到A 点，然后释放，小物体能运动到C 点静止，物体与水平地面间的动摩擦因数恒定．下列说法中正确的是 ( )A ．物体在B 点受合外力为零B ．物体的速度从A 到B 越来越大，从B 到C 越来越小C ．物体从A 到B 加速度越来越小，从B 到C 加速度不变D ．物体从A 到B 先加速后减速，从B 到C 匀减速思路点拨：速度增大还是减小，要看速度和加速度的方向关系，加速度大小的变化是由合力大小变化决定的．D [物体在B 点受到摩擦力的作用，故受合外力不为零，选项A 错误；物体向右运动时，开始时弹力大于摩擦力，物体做加速运动，当弹力等于摩擦力时，加速度减为零，此时物体的速度最大，此位置在AB 之间的某点，以后弹力小于摩擦力，物体做减速运动，经过B 点以后物体只受摩擦力作用而做匀减速运动到C 点停止，故物体从A 到B 先加速后减速，从B到C匀减速，选项D正确，B、C错误．]合外力、加速度、速度的关系(1)力与加速度为因果关系：力是因，加速度是果．只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度．加速度与合外力方向是相同的，大小与合外力成正比．(2)力与速度无因果关系：合外力方向与速度方向可以同向，可以反向，还可以有夹角．合外力方向与速度方向同向时，物体做加速运动，反向时物体做减速运动．[跟进训练]1．(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动情况为 ( )A．速度不断增大，但增大得越来越慢B．加速度不断增大，速度不断减小C．加速度不断减小，速度不断增大D．加速度不变，速度先减小后增大AC[水平面光滑，说明物体不受摩擦力作用，物体所受到的水平力即为其合外力．水平力逐渐减小，合外力也逐渐减小，由公式F＝ma可知：当F逐渐减小时，a也逐渐减小，但速度逐渐增大，故A、C正确．]牛顿第二定律的简单应用1(1)确定研究对象．(2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力示意图．(3)建立坐标系，或选取正方向，写出已知量，根据定律列方程．(4)统一已知量单位，代值求解．(5)检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解．2．常用方法(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外力的方向，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：⎩⎪⎨⎪⎧ F x ＝ma x F y ＝ma y .【例2】 如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.(g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求：(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；(2)悬线对球的拉力大小．思路点拨：①球和车厢相对静止，两者具有相同的加速度．②研究对象应选取小球．③对小球受力分析，可判断加速度方向为水平向右．[解析] 解法一(矢量合成法)(1)小球和车厢相对静止，它们的加速度相同．以小球为研究对象，对小球进行受力分析如图所示，小球所受合力为F 合＝mg tan 37°.由牛顿第二定律得小球的加速度为a ＝F 合m ＝g tan 37°＝34g ＝7.5 m/s 2，加速度方向水平向右．车厢的加速度与小球相同，车厢做的是水平向右的匀加速直线运动或水平向左的匀减速直线运动．(2)由题图可知，悬线对球的拉力大小为T ＝mg cos 37°＝12.5 N.解法二(正交分解法)(1)建立直角坐标系如图所示，正交分解各力，根据牛顿第二定律列方程得x 方向：T x ＝may 方向：T y －mg ＝0即T sin 37°＝maT cos 37°－mg ＝0解得a ＝34g ＝7.5 m/s 2 加速度方向水平向右．车厢的加速度与小球相同，车厢做的是水平向右的匀加速直线运动或水平向左的匀减速直线运动．(2)由(1)中所列方程解得悬线对球的拉力大小为T ＝mg cos 37°＝12.5 N. [答案] (1)7.5 m/s 2，方向水平向右 车厢可能水平向右做匀加速直线运动或水平向左做匀减速直线运动(2)12.5 N合成法和正交分解法的应用技巧(1)合成法常用于两个互成角度的共点力的合成，正交分解法常用于3个或3个以上互成角度的共点力的合成．(2)坐标系建立技巧①建立坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程F x ＝ma ，F y ＝0.②特殊情况下，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a .根据牛顿第二定律⎩⎪⎨⎪⎧ F x ＝ma x F y ＝ma y 及F ＝F 2x ＋F 2y 求合外力．[跟进训练]2．如图所示，电梯与水平面夹角为θ，上面站着质量为m 的人，当电梯以加速度a 加速向上运动时，求电梯对人的支持力N 和摩擦力f .[解析]如图所示，由于人的加速度方向是沿电梯向上的，这样建立坐标系后，在x 轴方向和y轴方向上各有一个加速度的分量，分别为a x＝a cos θ，a y＝a sin θ根据牛顿第二定律列方程x轴方向：f＝ma x＝ma cos θy轴方向：N－mg＝ma y＝ma sin θ解得f＝ma cos θ，N＝mg＋ma sin θ.[答案]mg＋ma sin θma cos θ1．物理观念：牛顿第二定律内容、表达式、力的单位．2．科学思维：应用牛顿第二定律解决问题.1．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是 ( )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的合力，而与之前或之后的受力无关C．公式F＝ma中，a实际上是作用于物体上的每一个力所产生的加速度的代数和D．物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致B[F、m、a必须选对应的国际单位，才能写成F＝ma的形式，否则比例系数k≠1，故A错误；由牛顿第二定律的瞬时性和独立性可知，B正确，C错误；合力的方向只能表示物体速度改变量的方向，与物体速度方向不一定一致，故D错误．]2.(多选)质量均为m的A、B两球之间连有一轻弹簧，放在光滑的水平台面上，A球紧靠墙壁，如图所示．今用力F将B球向左推压弹簧，静止后，突然将力F撤去的瞬间 ( )A．A的加速度大小为F2m B．A的加速度为零C ．B 的加速度大小为F 2mD ．B 的加速度大小为F mBD [撤去F 瞬间，弹簧弹力不发生变化，故A 球受力不变，加速度为零，选项A 错误，B 正确；对B 球撤去F 前，弹簧弹力与F 等值反向，撤去F 后，弹簧弹力不变，故加速度大小为F m，选项C 错误，D 正确．]3．分别在四辆相同汽车的车厢顶部用细线悬挂一个小球，当汽车在沿平直道路上运动的过程中，小球相对汽车所处的状态如图所示．已知β>α>θ>0°，则获得最大加速度的汽车是( )A BC DD [以A 图为例，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得：T cos α＝mg ，T sin α＝ma ，两式联立解得a ＝g tan α，可知，α越大，汽车的加速度越大，因为β>α>θ>0°，所以D 图中汽车的加速度最大．选项D 正确．]4.如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上．一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧，把弹簧压缩到一定程度后停止下落．在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是 ( )A ．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B ．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C ．从小球接触弹簧至到达最低点，小球的速度先增大后减小D ．从小球接触弹簧至到达最低点，小球的加速度先增大后减小C [小球从接触弹簧开始，在向下运动过程中受到重力和弹簧弹力的作用，但开始时由于弹簧的压缩量较小，弹力小于重力，合力方向竖直向下，且逐渐减小，小球将继续向下做加速度逐渐减小的变加速运动，直到重力与弹簧弹力相等；重力与弹簧弹力相等后，小球再向下运动，则弹簧弹力将大于重力，合力方向变为竖直向上，且不断增大，小球将做加速度逐渐增大的变减速运动，直到速度为零，故从接触弹簧至到达最低点，小球的速度先增大后减小，加速度先减小后增大．故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．]5．(新情景题)情境：火箭起源于中国，是我国古代的重大发明之一．我国从“长征一号”到“长征四号”的发射成功，已经形成“通用化、系列化、组合化”的新一代运载火箭系列．在航天技术中，火箭是把航天器送入太空的运载工具之一．在航天器发射的初始阶段，火箭通过燃烧消耗燃料向后吐着长长的“火舌”，推动着航天器竖直上升．设“火舌”产生的推动力大小保持不变且不计空气阻力．问题：(1)则在这个过程中，航天器的加速度将如何变化？(2)速度将如何变化？[解析] (1)由于推力F 和空气阻力f 都不变，随着燃料的燃烧消耗，航天器质量减小，根据航天器所受合外力：F 合＝F －f －mg 增大．由牛顿第二定律可得：a ＝F 合m，故加速度变大． (2)对航天器，由运动学公式v ＝at可知速度变大．[答案] 见解析。

第 3 节牛顿第二定律【学习目标】1.熟记牛顿第二定律的内容和表达式，能够指出各个物理量的意义。

2.说出力的国际单位“牛顿”是怎么定义的。

4.熟练应用牛顿第二定律的公式进行相关的简单计算。

【预习案】一、牛顿第二定律1. 内容：物体的加速度的大小跟成正比，跟成反比，加速度的方向跟方向相同。

2.表达式：_____二、力的单位1.力的单位在国际单位制中，力学的单位是_____，符号_____。

使质量为 1 kg 的物体产生 1 m/ s2的加速度的力，称为 1 N，即 1 N=___________。

2.比例系数 k 的意义①在 F=kma 中，k 的选取有一定的__________。

②k 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____、____、____作单位，则k=1，牛顿第二定律的表达式：__________。

3.关于加速度的方向，下面说法正确的是（）A.加速度的方向一定与速度方向相同B.加速度的方向一定与速度改变量的方向相同C.加速度的方向一定与牵引力的方向相同D.加速度的方向一定与合外力的方向相同【探究案】一、对议1.在牛顿第二定律表达式 F＝ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？2.从牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它。

这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？3.试结合下表探究牛顿第二定律的六性。

力是产生_______的原因因果性物体加速度的方向与物体所受______ 的方向总是相同矢量性物体的加速度与物体所受合力同时_____，同时_____，同时_____ 瞬时性作用在物体上的每个力都能独立地产生各自的_______ 独立性加速度、合外力、质量是针对_________而言的同体性4..下列对牛顿第二定律的表达式 F＝ma 及其变形公式的理解，正确的是( ) A.由 F＝ma 可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B.由 m＝F／a 可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比 C.由 a＝F／m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比D.由 m＝F／a 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得5.一个物体受到 F1=4 N 的力，产生 a12m/s2的加速度，要使它产生 a26m/s2的加速度，需要施加多大的力？【自主区】【使用说明】教师书写二次备课,学生书写收获与总结。

第七节用牛顿运动定律解决问题（二）（课时2）【学习目标】1．通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质．2．进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤．【自主学习】（阅读教材p86-87页完成下列问题）1．超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为超重现象。

2．失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为失重现象。

如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________，即物体正好以大于等于_________，方向________的加速度运动，此时物体处于完全失重状态。

3．在超重、失重、完全失重等物理现象中，物体所受的重力分别、、。

（填“变大”、“变小”或“不变”）【课堂探究】知识点一、超重和失重 (学生体验)例题：人站在电梯中，人的质量为m．如果当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力为多大?（可以参考教材例题独立完成下列空）1．选取人作为研究对象，分析人的受力情况：人受到力的作用，分别是．2．取向上为正方向，根据牛顿第二定律写出支持力F、重力G、质量m、加速度a 的方程：由此可得：F＝，由于地板对人的支持力与人对地板的压力是一对与力，根据牛顿第定律，人对地板的压力．即F’＝由于F’ mg（填<，=，>）所以当电梯加速上升时，人对地板的压力比人的重力．总结：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称为现象．问题：1．物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢?2．当物体的加速度方向向上时，物体的运动状态情况?拓展：1．人以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又是多大?2．人以加速度a匀加速向下运动，这时人对地板的压力多大?3．人随电梯以加速度a匀减速上升，人对地板的压力为多大?4．人随电梯以加速度g匀加速下降，这时人对地板的压力又是多大？总结：对超重和失重现象的归纳总结：①当物体具有加速度时，物体对测力计的作用力大于物体所受的重力，这种现象叫超重。

河北省邢台市高中物理第四章牛顿运动定律4-精品牛顿第三定律导学案无答案新人教版必修12020-12-12【关键字】动力、运行、问题、自主、平衡、掌握、作用、水平、关系、支持、解决、中心【学习目标】1.举例说明力的作用是相互的。

至少三个例子。

2.掌握牛顿第三定律的内容，知道作用力和反作用力的关系不受物体运动状态和参考系等的影响.3.会运用牛顿第三定律解释生活中的有关问题。

【预习案】一、作用力和反作用力1、定义：两物体之间的作用是的，物体之间相互作用的这一对力叫做作用力和反作用力，我们可以把其中的任意一个力叫做作用力，则另一个力叫。

2、施力物体与受力物体的两个物体互为施力物体和受力物体。

3、几对常见的作用力和反作用力作用力反作用力重力地球对物体的吸引力物体对的吸引力拉力手对弹簧的拉力对手的拉力压力重物对水平桌面的压力的支持力二、牛顿第三定律1、内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小，方向，作用在上。

2、表达式：（作用力）F=-F'（反作用力），式中的“-”表示方向。

探究案演示实验现在我们知道了作用力和反作用力的概念，那么它们之间的关系是什么呢?①用手拉弹簧秤 A 之前，两弹簧秤的示数均为零，说明两弹簧秤间无作用力；当用手拉弹簧秤 A 时，可以看到两个弹簧秤的指针移动．弹簧秤 B 的示数指出弹簧秤 A 对它的作用力 F 的大小，而弹簧秤 A 的示数指出弹簧秤 B 对它的反作用力 F，的大小．可以看出，两个弹簧秤的示数是的；改变手拉弹簧的力，弹簧秤的示数也随着，但两个示数总．这说明作用力和反作用力大小总是，并且总是产生，同时，同时．②分析弹簧秤 B 受到 A 的拉力 F 方向和弹簧秤 A 受到 B 的拉力 F方向，这说明作用力与反作用力方向，作用在同一条直线上．总结(1)作用力和反作用力是发生在两个物体之间的一对力．(2)任一物体既是对另一物体的施力物，同时也是另一物作用的受力物．班级：小组：姓名：教师评价：组内评价：(3)相互作用的一对力中，任何一个力都可作为作用力或者反作用力．例1.如图所示，P与Q叠放在水平桌面上，下面哪一对是作用力与反作用力（）A.P 所受的重力和 Q 对 P 的支持力B.Q 所受的重力和 Q 对P 的支持力C.P 对 Q 的压力和 Q 对 P 的支持力D.P 所受的重力和 P 对 Q 的压力练1、(多选)搭载着我国首颗探月卫星“嫦娥一号”的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架火点发射，下面关于卫星与火箭上天的情形叙述正确的是（）A.火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D.飞行进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力（二）一对相互作用力与一对平衡力的比较例2.物体静止放在水平桌面上，则（）A.物体对桌面的压力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力B.物体所受的重力与桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C.物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一性质的力D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力、反作用力练2、(多选)如图所示，水平力 F 把一个物体紧压在竖直的墙上，静止不动，下列说法中正确的是( ) A．作用力 F 跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B．作用力 F 与物体对墙壁的压力是一对平衡力C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力二．组议：解决对议遗留问题和我的疑问【自主区】【使用说明】教师书写二次备课，学生书写收获与总结。