3牛顿第二定律教学设计实例

3　牛顿第二定律　 高中物理       人教2003课标版

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。
4.会用牛顿第二定律进行有关的计算。

过程与方法

1.通过对上节课实验结论的总结工作，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。

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。

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

 学生在上一节课已经通过实验：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，即理解各物理量和公式的内涵及外延，因此在课堂上要通过多种方法创设情景，为学生学习创设情景。

教学重点：牛顿第二定律的特点

教学难点：1、牛顿第二定律的理解。

          2、理解k=1时，F=ma。

 (一). 导入新课

   创设情境，引入新课 （PPT展示）

跳伞队员降落时要打开降落伞，这是什么道理？
方程式赛车比赛中所用的赛车质量是普通的小轿车的1/3，这又是什么道理？

其实，表面上看，都是为了在短时间内改变物体的运动状态。通过上节课的学习，我们

已经知道，改变物体的运动状态讲授为了产生加速度，而产生的加速度与物体受力及物体的质量是否有关系呢？下面我们就一起来学习这节内容。

   （二）新课教学

1. 加速度与力的关系（PPT展示）

如下图：小车的质量都为500克，砝码的质量

为100克，小盘的质量可以忽略。让小车在绳子的

恒定拉力下做初速度为零的匀加速运动。从打点计时器打出的纸带得到如下数据

由图可知，两小车的质量相等，甲受到拉力F1=1N，乙受到的拉力F2=2N,由

S=1/2at2，我们可以求出加速度a，a甲=1m/s2，a乙=2m/s2，由大量的事实表明：对于质量相等的物体来说，物体的加速度跟作用在它上面的力成正比。用数学式子表示就是：

a甲/a乙=F甲/F乙   或a∝F     

练习：我们现在可以解决“跳伞队员降落时为什么要打开降落伞？”这个问题了。

如上图：小车的质量都为500克砝码的质量

为100克。小盘的质量可以忽略，让小车在绳子的

恒定的力F的作用下做初速度为零的匀加速运动。

从打点计时器打出的纸带得到如下数据：

由图可知：两小车受到的拉力相等，甲小车的质量M甲=600克，乙小车的质量M乙=1000克，由S=1/2at2，我们可以求出加速度a，a甲=5m/s2，a乙=3m/s2，由大量的实验表明：在相同的力的作用下，加速度跟质量成正比。用数学式子表示就是a甲/a乙=M乙/M甲，或a∝1/m

我们对力与质量和加速度的关系得到结论：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。这就是牛顿第二定律。在这个定律中，加速度和力都是矢量，它们都是有方向的，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了的方向相同，牛顿第二定律用数学式子表示就是：F=kma。式中的k是比例常数，如果公式中的物理量选择合适的单位可以使k=1，从而使公式简化。我们知道，在国际单位制中，力的单位是牛顿，牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这样定义的：使质量是1千克的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做1牛顿，即1牛顿=1千克*米/秒2. 可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使k=1，上式简化为F=ma。这就是牛顿第二定律的公式。

前面讲的是物体受一个力作用的情况，物体受几个力作用时，牛顿第二定律也是正确的。不过，这时F代表所受外力的合力。牛顿第二定律的更一般表述是：物体的加速度跟所受的外力成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向跟合外力的方向相同。写成公式就是

F合=ma

用(PPT展示牛顿第二定律的物理意义)

公式我们可以看出：

1合外力恒定不变时加速度恒定不变，物体就做匀变速运动

2合外力随着时间的改变，加速度也随着时间的改变

3合外力为零时，加速度为零，物体就处于静止状态或匀速直线运动

例题分析：

       学生阅读例题内容（教科书）

       分析：要求物体的加速度——质量m已知——必须先求F1 和F2合力，而合力的大小可以用作图法求解，也可以用计算法求解。

       用PPT展示解题过程

如图所示，建立直角坐标系，把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分别F的两个分力为F1x=F1cos60°F1y=F1sin60°，F2的两个分力为F2x=F2cos60°F2y=F2sin60°F1y和F2y大小相等，方向相反，互相抵消F1x和F2x的方向相同，所以F合=F1x+F2x=F1cos60°+ F2cos60°=5N+5N=10N

（三）小结PPT展示

      1.本节课的实验研究方法是控制变量法

      2. 牛顿第二定律确定了a和F之间的大小关系，也确定了a和F的方向关系

      3.求解合力时，可采用建立平面直角坐标系，将各个力沿x轴和y轴分解，最后求合力的方法。

四）板书设计PPT展示

（五）作业：课本P53练习2

3　牛顿第二定律　

3　牛顿第二定律　

 (一). 导入新课

   创设情境，引入新课 （PPT展示）

跳伞队员降落时要打开降落伞，这是什么道理？
方程式赛车比赛中所用的赛车质量是普通的小轿车的1/3，这又是什么道理？

其实，表面上看，都是为了在短时间内改变物体的运动状态。通过上节课的学习，我们

已经知道，改变物体的运动状态讲授为了产生加速度，而产生的加速度与物体受力及物体的质量是否有关系呢？下面我们就一起来学习这节内容。

   （二）新课教学

1. 加速度与力的关系（PPT展示）

如下图：小车的质量都为500克，砝码的质量

为100克，小盘的质量可以忽略。让小车在绳子的

恒定拉力下做初速度为零的匀加速运动。从打点计时器打出的纸带得到如下数据

由图可知，两小车的质量相等，甲受到拉力F1=1N，乙受到的拉力F2=2N,由

S=1/2at2，我们可以求出加速度a，a甲=1m/s2，a乙=2m/s2，由大量的事实表明：对于质量相等的物体来说，物体的加速度跟作用在它上面的力成正比。用数学式子表示就是：

a甲/a乙=F甲/F乙   或a∝F     

练习：我们现在可以解决“跳伞队员降落时为什么要打开降落伞？”这个问题了。

如上图：小车的质量都为500克砝码的质量

为100克。小盘的质量可以忽略，让小车在绳子的

恒定的力F的作用下做初速度为零的匀加速运动。

从打点计时器打出的纸带得到如下数据：

由图可知：两小车受到的拉力相等，甲小车的质量M甲=600克，乙小车的质量M乙=1000克，由S=1/2at2，我们可以求出加速度a，a甲=5m/s2，a乙=3m/s2，由大量的实验表明：在相同的力的作用下，加速度跟质量成正比。用数学式子表示就是a甲/a乙=M乙/M甲，或a∝1/m

我们对力与质量和加速度的关系得到结论：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。这就是牛顿第二定律。在这个定律中，加速度和力都是矢量，它们都是有方向的，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了的方向相同，牛顿第二定律用数学式子表示就是：F=kma。式中的k是比例常数，如果公式中的物理量选择合适的单位可以使k=1，从而使公式简化。我们知道，在国际单位制中，力的单位是牛顿，牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这样定义的：使质量是1千克的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做1牛顿，即1牛顿=1千克*米/秒2. 可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使k=1，上式简化为F=ma。这就是牛顿第二定律的公式。

前面讲的是物体受一个力作用的情况，物体受几个力作用时，牛顿第二定律也是正确的。不过，这时F代表所受外力的合力。牛顿第二定律的更一般表述是：物体的加速度跟所受的外力成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向跟合外力的方向相同。写成公式就是

F合=ma

用(PPT展示牛顿第二定律的物理意义)

公式我们可以看出：

1合外力恒定不变时加速度恒定不变，物体就做匀变速运动

2合外力随着时间的改变，加速度也随着时间的改变

3合外力为零时，加速度为零，物体就处于静止状态或匀速直线运动

例题分析：

       学生阅读例题内容（教科书）

       分析：要求物体的加速度——质量m已知——必须先求F1 和F2合力，而合力的大小可以用作图法求解，也可以用计算法求解。

       用PPT展示解题过程

如图所示，建立直角坐标系，把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分别F的两个分力为F1x=F1cos60°F1y=F1sin60°，F2的两个分力为F2x=F2cos60°F2y=F2sin60°F1y和F2y大小相等，方向相反，互相抵消F1x和F2x的方向相同，所以F合=F1x+F2x=F1cos60°+ F2cos60°=5N+5N=10N

（三）小结PPT展示

      1.本节课的实验研究方法是控制变量法

      2. 牛顿第二定律确定了a和F之间的大小关系，也确定了a和F的方向关系

      3.求解合力时，可采用建立平面直角坐标系，将各个力沿x轴和y轴分解，最后求合力的方法。

四）板书设计PPT展示

（五）作业：课本P53练习2