3. 牛顿第二定律课堂实录及点评

牛顿第二定律

宁武高级中学 张海燕

教学目标

●知识与技能

1. 学会在实验的基础上，归纳得到牛顿第二定律的文字内容和数学公式，知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的．

2. 理解公式中各物理量的意义及相互关系．

3．掌握用牛顿第二定律解题的基本步骤，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．培养学生的概括能力和分析推理能力．

●情感、态度与价值观

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．

教学重难点

1．牛顿第二定律的理解．

2．理解k=1时，F= ma. 教学方法

小组合作学习为主，辅以问题探究、归纳法等．

教学准备

多媒体课件．

教学过程

【温故知新】

问题导学：1．牛顿第一定律的意义是什么？

2．(1)跳伞运动中，降落伞起到了怎样的作用？力对物体的运动有怎样的影响？

(2)用同样的力击打一个乒乓球和一个铁球，哪个运动状态改变得明显一些？这说明了什么？

3．上节课我们实验得到的结论是什么？

小结：牛顿第一定律揭示了力与运动关系，力是改变物体运动的

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原因，物体运动的改变难易，即物体的惯性与质量有关．实验证明物体的加速度与力成正比，与质量成反比，

【理论推导】

问题：物体的加速度与力、质量的关系如何综合表示，关系式是什么？牛顿第二定律的内容应该怎样表述？

说明：由于a 【归纳总结】

F或者Fma，因此Fkma．

m 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：Fkma，其中愚是比例系数．

【单位推导】

问题：1 N是如何规定的?k等于多少？

说明：使质量为1 kg的物体产生1 m/sz的加速度的力的大小为1N，即Fkma=1 N，此时k=l．

【归纳总结】

1．力的单位是kg●m/s²，叫做牛顿，即1 N=1 kg●m/s². 2．采用国际制单位时，k=1．

【感悟提升】

提出问题：1．向右的水平力F产生的加速度方向向哪？

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？应该怎样廨释这个现象？

3．力F1单独作用于某物体时产生的加速度是3 m/s²，力F2单独作用于此物体时产生的加速度是4 m/s²，两力同时作用于此物体时产生的加速度可能是多大？

是非判断：判断以下说法是否正确

(1)加速度与力方向相同．

(2)先有力再有加速度．

(3)只有物体受到力的作用，才会产生加速度．

(4)恒定的合力产生恒定的加速度，变化的合力产生变化的加速度．

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(5)力一旦停止作用，加速度也会为零，物体将静止．

(6)当合外力减小时，加速度也随之减小，物体将做减速运动．

【归纳总结】

1．矢量性：F=ma是一个矢量方程，公式不但表示了大小关系，还表示了方向关系．

2．瞬时性：a与F同时产生、同时变化、同时消失．作用力突变，a的大小方向随着改变，是瞬时的对应关系．

3．独立性：当物体受到几个力作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫力的独立作用原理．物体受到的每个力都会产坐加速度，而最终表现出来的加速度是所有加速度的矢量和．

4．同体性：F=ma中，F、m、a各量必须对应同一个物体. 【例题展示】

【例l】某质量为1 100 kg的汽车在平直路面上试车，当达到100 km/h的速度时关闭发动机，经过70 s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新启动加速时牵引力为2 000 N，产生的加速度应为多大？

解：汽车关闭发动机后在摩擦阻力的作用下做匀减速直线运动，根据受力分析和牛顿第二定律可得，

F阻ma1

根据汽车的运动情况和运动规律可得，a1联立可得，F阻437N

汽车的加速度a2FF阻1.42m/s2

m00 t1汽车重新启动过程，根据受力情况和牛顿第二定律可得，

【例2]光滑桌面上有一个物体，质量是2 kg，受到互成120°角的两个力F1和F2的作用，两个力的大小都是10 N．这个物体的加速度是多大？

解：根据题意和几何关系可知，物体受到的合力F2F1cos60o根据牛顿第二定律可得，F=ma 解得，a=5 m/s²．

【归纳总结】

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用牛顿第二定律解题的一般步骤：

(1)选取研究对象．

(2)分析所选对象在某状态或某过程中的受力情况、运动情况．

(3)明确研究对象受到的合力和具有的加速度的表达式．

(4)根据牛顿第二定律列出方程F=ma．

(5)解方程得到答案，在求解的过程中，注意解题过程和最后结果的检验，必要时对结果进行讨论．

回顾本节课你学到了什么？

教师巡视、点评

问题与练习：2、4、5 板书设计

一、牛顿第二定律

1、推导

2、内容

3、公式：F=kma 二、力的单位

1.1 N=l kg●m/s²

2．国际制单位中，k=1 三、牛顿第二定律的理解

1．矢量性

2．瞬时性

3．独立性

4．同体性

四、牛顿第二定律的应用

一般步骤：

1．明确研究对象．

2．进行受力分析，搞清楚加速度的来源．

3．运用力的合成或分解列方程求解．

教学反思

l．这节课采用了“板块式问题组十小组合作”的教学模式，将本节课内容分为几个板块，每个板块由问题组引领学生思考，发挥小

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组合作优势，调动学生学习积极性，鼓励学生合作完成学习．

2．本节课的重、难点是牛顿第二定律的理解和应用．对于牛顿第二定律的内容及表达式学生容易掌握，但是对牛顿第二定律的矢量性、同时性、瞬时性总是容易受到直观、感性的干扰．在理解上设置了一个问题组，由易到难，采用小组合作讨论的方式，深挖学生在理解上的易错点，使学生进行深入讨论，相互纠错，在进行例题的讲解中，由于学生第一次接触动力学习题，缺乏清晰的理解思路和明确的解题思路，教师通过细致的引导，注重学生思路的提炼和解题步骤的规范化训练，这样讲解完后，学生可以自行总结运用牛顿第二定律解题的方法．

3．本节课内容较为抽象，设计中感性材料略显不足，若能采用更多的实例，学生理解起来会更容易．

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