高中物理4.3牛顿第二定律教案新人教版必修1(I).doc

课题


4.3 牛顿第二定律


4.3 牛顿第二定律

设计教师


授课教师
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时间


一、知识与能力


课型


新授课


课时

师：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?
生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作

教学 目标

重点 难点
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．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．
2．培养学生的概括能力和分析推理能力．
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．
3．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．
重点：
1．牛顿第二定律的实验过程；
2．牛顿第二定律。
难点：
牛顿第二定律的意义。
用力成正比，
师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么
关系?
生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比．
师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速
度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?
二、进行新课
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 k
a＝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：

教法
探究、讨论、讲授
教具
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 ．

[引入新课]


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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?

首先课前小考，考察运动学公式，复习旧知为这节课做准备。
师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发
学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究
讨论影响物体加速度原因这一课题中去．
学生观看，讨论上节课的实验过程和实验结果．


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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。

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[讨论与交流]

(多媒体演示课件)一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受 到一个方向向右、大小为 5 N 的恒定外力作用，若物体质量为 5 kg，求物 体的加速度．若 2 s 后撤去外力，物体的加速度是多少?物体 2 s 后的运动
情况如何?
学生进行分组讨论
师：请同学们踊跃回答这个问题．
生：根据牛顿第二定律 F＝ma，可得 a=F/m，代入数据可得 a＝lm／s2，
2s 后撤去外力，物体所受的力为零，所以加 速度为零．由于物体此时已经
有了一个速度，所以 2 s 以后物体保持匀速直线运动状态．
师：刚才这位同学说 2s 后物体不再受力，那么他说的对不对呢?
生：不对．因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力．
师：那么在这种情况下的加速度又是多少呢?
生：仍然是零，因为重力和支持力的合力为零，牛顿第二定律中物体
所受的力是物体所受的合力，而不是某一个力．
师：非常好．以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问
题，即用物体所受的合力来进行处理．
[课堂训练]
1、 静止在光 滑的水平面上的物体，受到一个水平拉力，则在力刚开始作
师：根据牛顿第二定 律，即使再小的力也可以 产生加速度，那么我们用
一个较小的力来水平推桌 子，为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛
盾?
生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力．
师：如果物体受几个力共同作用，应该怎样求物 体的加速度呢?
生：先求物体几个力的合力，再求合力产生的加速度．
师：好，我们看下面一个例题．
多媒体展示例题
例 1 一个物体，质量是 2kg,受到互成 1200 角的两个力 F1 和 F2 的作用，
此外没有其他的力。这两个力的大小都是 10N，这个物体产生的加速度是多
大？
如图所示，建立平面直角坐标系，把力 F1 和 F2 分别沿 x 轴和 y 轴的方

用的瞬间，下列说法正确的是（ B
A.物体立即获得加速度和速度
B.物体立即获得加速度，但速度仍为零 C.物体立即获得速度，但加速度仍为零
）


向分解 F1 的两个分力为：

D.物体的速度和加速度均为零
补充:力与物体的加速度具有以下几个特点：
1)矢量性：加速度的方向与力的方向始终一致
(2)瞬时性；加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时
消失
(3)同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的
(4)独立性：当物体受 到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的 加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的
结果


以：
F2 的两个分力为： F2x = F2 cos 60o , F2y = F2 sin 60o
F1y 和 F2y 大小相等，方向相反，相互抵消，F1x 和 F2x 的方向相同，所

已知合力 F 合和质量 m，据 F 合＝ma，即可求得：

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4．根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解．
师：牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位，希望同学

们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题．

例 2 某质量为 1 000kg 的汽车 在平直路面上试车，当达到 72km／h 的速

度时关闭发动机，经过 20s 停下来，汽车受到的阻力是多大?重新起步加速

时牵引力为 2 000 N，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)

生：物体在减速过程的初速度为 72km／h＝20 m／s，末速度为零，根据

a＝(v-vo)/t 得物体的加速度为 a＝-1 m／s2，方向向后．物体受到的阻力

f＝ma＝一 l 000 N．当物体重新启动时牵引力为 2 000N，所以此时的加速

度为 a2=(F+f)/m＝1 m／s2，方向向车运动的方向．

说一说： 质量不同的物体，所受的重力不一样，他们自由下落时加速

度却是一样的。你怎样解释？

让学生课后探究思考科学漫步的问题
小结本节课的知识点。


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