2021学年3 牛顿第二定律教学设计
展开第四章 运动与的关系
第3节 牛顿第二定律
牛顿第二定律它是在实验基础上建立起来的重要规律，也是动力学的核心内容。而牛顿第二定律是牛顿第一定律的延续，是整个运动力学理论的核心规律，是本章的重点和中心内容。它在力学中占有很重要的地位，反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系，是一条适用于惯性系中的各种机械运动的基本定律，是经典牛顿力学的一大支柱。而且牛顿第二定律在生活生产中都有着非常重要的作用，如设计机器、研究天体运动，计算人造卫星轨道等等都与牛顿第二定律有关。教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达分成了两节内容，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表述，得到了牛顿第二定律的数学表达式。教科书突出了力的单位“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。
物理观念：掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。
科学思维：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，体会大师的做法与勇气
科学探究：培养学生的概括能力和分析推理能力
科学态度与责任：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
1.教学重点：牛顿第二定律的特点
2.教学难点：
（1）牛顿第二定律的理解
（2）理解k＝1时，F=ma
多媒体教学设备
【新课导入】
活动一：利用多媒体播放《赛车总动员》，引出问题，激发学生的兴趣，将学生带入加速度、力、质量的关系中．
学生回忆，讨论上节课的实验过程和实验结果．
活动二：通过上一节课的实验，我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?
学生回答：
1、在质量一定时，加速度与作用力成正比.
2、在作用力一定时，加速度与质量成反比.
【新课内容】
一、牛顿第二定律
通过上节实验我们得到下表中的内容
牛顿第二定律
1．内容[来源:学§科§网]
物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．
2．表达式
(1)比例式：a∝或F∝ma.
(2)等式：F＝kma(各量单位未知时)，其中k为比例系数，F指物体所受的合力．国际单位制中，力的单位是牛顿，“1N”的力是使质量是1kg的物体获得加速度1 m/s2的加速度所需要的力，
人为规定 : 1N=1kg.m/s2
所以，如果F,a,m都用国际制单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成
F ＝ma
对牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律的进一步表述：
物体的加速度跟物体所受合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟物体所受合外力的方向相同。
牛顿第二定律反映了力作用在物体上，产生的加速度跟力及物体质量的关系，对于它们之间的关系，应注意以下几个方面：
因果性 | 只要物体所受合力不为0(无论合力多么小)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因 |
矢量性 | 物体加速度的方向与物体所受力(或合力)的方向总是相同[来源:Z_xx_k.Com] |
瞬时性 | 由于a∝F，则物体的加速度与物体所受的力总是同时存在，同时变化，则时消失 |
同一性 | F、m、a三者对应同一个物体 |
独立性 | 作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关，合力的加速度为这些加速度的矢量和 |
相对性[来源:学§科§网] | 物体的加速度必须是对静止的或做匀速直线运动的参考系而言的，对做加速运动的参考系不适用 |
特别提醒
(1)力与加速度为因果关系，力是因，加速度是果，力与加速度无先后关系
(2)通过关系式m＝可以计算物体的质量，但物体的质量与合外力及加速度无关．
例1：某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
例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。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。
例3：光滑水平面上有一个物体，质量是2㎏，受到互成120o角的两个水平力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是多大？
练习：
下列说法正确的是：
1、物体合外力减小时，加速度一定减小
2、物体合外力减小时，速度一定减小
3、物体速度为零，合外力一定为零
4、物体合外力为零时，速度一定为零
5、物体的运动方向一定跟合外力方向相同
6、物体的加速度方向一定跟合外力方向相同
质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2N 和4N 的共点力作用。则物体的加速度大小可能是
A、5m/s2 B、3m/s2
C、2m/s2 D、0.5m/s2
牛顿第二定律是牛顿第二定律它是在实验基础上建立起来的重要规律，也是动力学的核心内容。是牛顿第一定律的延续，是整个运动力学理论的核心规律，是本童的重点和中心内容。它在力学中占有很重要的地位，反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系，是经典牛顿力学的一大支柱。在进行教学时，要注意速度把握，使学生理解定律的内涵。
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