高中物理《牛頓第二定律》教案19 新人教版必修1

1、牛頓第二定律一、教學目標1在學生實驗的基礎(chǔ)上得出牛頓第二定律，并使學生對牛頓第二定律有初步的理解。2通過學生分組實驗，鍛煉學生的動手實驗?zāi)芰Α?滲透科學的發(fā)現(xiàn)、分析、研究等方法。二、重點、難點分析1牛頓第二定律本身是力學的重點內(nèi)容，所以在學生最初接觸這個規(guī)律時就應(yīng)打好基礎(chǔ)。2由于采用新的教學方法，在課堂密度加大的情況下如何完成教學進度，成為教學過程中的一個難點。三、教具1學生分組實驗牛頓第二定律器材（木板、小車、打點計時器、電源、小筒、細線、砝碼、天平、刻度尺、紙帶等）。2計算機及自編軟件，電視機（作顯示）。3投影儀，投影片。四、教學過程（一）引入新課1復習提問：物體運動狀態(tài)改變快慢用什么物理

2、量來描述，物體運動狀態(tài)改變與何因素有關(guān)？關(guān)系是什么？（學生回答：物體運動狀態(tài)改變快慢用加速度來描述；加速度與物體質(zhì)量及物體受力有關(guān)，關(guān)系是：物體受力越大，物體加速度越大；物體質(zhì)量越大，物體加速度越小。）2引課提問：物體的加速度與物體所受外力及物體的質(zhì)量之間是否存在一定的比例關(guān)系？如果存在，其關(guān)系是什么？請同學猜一猜。（當學生提出物體加速度可能與物體受力成正比，與物體的質(zhì)量成反比時，教師予以表揚。）我們的猜想是否正確呢，需要用實驗來檢驗。這就是我們這節(jié)課所要研究的牛頓第二定律。（二）教學過程1實驗介紹投影：實驗裝置圖講解：我們用小車作為研究對象，通過在小車上增減砝碼可以改變小車質(zhì)量。在小車上拴一

3、根細線，細線通過定滑輪拴一個小桶，小桶內(nèi)可以放重物，這時小車受到的拉力大致是小桶及重物的重力，我們可以通過改變小桶內(nèi)的重物來改變小車受到的拉力。我們研究小車的加速度a與拉力F及小車質(zhì)量M的關(guān)系時，先可保持M一定，研究a與F的關(guān)系；再保持F一定，研究a與M的關(guān)系。這是物理學中常用的研究方法。下面我們先保持小車質(zhì)量不變，拉力F取幾次不同的數(shù)值，測出每一次小車的加速度a，從而研究a與F的關(guān)系。提問：如何測出小車的加速度？（學生回答：可用打點計時器。）再追問：測加速度的公式是什么？（學生回答公式，若學生回答不清時，可幫助其答出。）板書：a=（s6- s3）+( s5- s2)+( s4- s1)/9T

4、2講解：怎樣才能直觀地反映出a與F是否成正比呢？我們可以借助圖象：用橫軸表示拉力，用縱軸表示加速度，若加速度隨拉力的變化圖線是一條過原點的直線，就可以說明a與F成正比。我們改變幾次拉力的大小，并測出每次拉力所對應(yīng)的小車加速度，就可以得到幾組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)對應(yīng)圖象中的一個點，根據(jù)這幾個點就可以連出加速度拉力變化的圖象，并根據(jù)圖象作出是否成正比的判斷。板圖：講解：在小車運動過程中不可避免的要受到摩擦力的作用，這個摩擦力也會影響到小車的加速度，如何消除摩擦力的影響呢？我們可以把木板的一端墊高，使小車在沒有受到拉力時恰能夠在木板上做勻速運動，就是用重力的下滑分力與摩擦力平衡，這時再加拉力，小車的加速度

5、就只由拉力而產(chǎn)生了。由于一節(jié)課時間有限，所以我們共同完成這個實驗：每組只做一個拉力作用下小車產(chǎn)生加速度的情況，但不同的組取的拉力值不同，如第一組拉力為0.1N、第二組拉力為0.2N、第三組拉力為0.3N而我們所用的小車質(zhì)量是相同的，這樣我們把大家的數(shù)據(jù)綜合起來，就得到質(zhì)量相同的小車在若干個不同拉力作用下加速度了。另外為了節(jié)約時間，我們采用計算機處理數(shù)據(jù)。開機并講解：這個數(shù)據(jù)處理軟件功能是這樣的：我們只要把s1、s2、s3、s4、s5、s6、及記數(shù)點的時間間隔T輸入，計算機就會自動算出小車的加速度a，并且根據(jù)輸入的對應(yīng)拉力F的數(shù)值，作出a隨F變化的圖線。2學生實驗實驗：（約8至10分鐘）教師巡視

6、；提問：學生實驗數(shù)據(jù)報出并輸入計算機；操作：由數(shù)據(jù)得出圖線；講解：由實驗可知，物體的加速度與所受拉力成正比。板書：aF3實驗介紹講解：下面再保持拉力不變，研究a與M的關(guān)系。剛才我們猜測a與M可能是反比關(guān)系，怎樣才能從圖象上反映a與M是否反比呢？我們可以以1/M為橫軸，以a為縱軸，若所得到線為過原點的直線，則表明a與1/M成正比，也就是a與1/M成反比。下面我們?nèi)匀环纸M來進行實驗，我們都選拉力為0.1N，通過在小車上增加砝碼來改變小車質(zhì)量，第一組取小車的質(zhì)量為0.1kg、第二組取小車的質(zhì)量為0.3kg、第三組取小車的質(zhì)量為0.4kg實驗數(shù)據(jù)的處理也是剛才相似，只是此時不再輸入拉力，而是輸入小車的

7、質(zhì)量M并自動換算出質(zhì)量的倒數(shù)1/M，并根據(jù)幾組質(zhì)量值及對應(yīng)的加速度作出a隨1/M變化的圖線。4學生實驗實驗：（約7到8分鐘）教師巡視；提問：學生實驗數(shù)據(jù)報出并輸入計算機；操作：由數(shù)據(jù)得出圖線；講解：由實驗可知，物體的加速度與物體質(zhì)量成反比。板書：a1/M5結(jié)論分析根據(jù)實驗我們證實了我們的猜想：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體質(zhì)量成反比。這就是著名的牛頓第二定律。板書：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體質(zhì)量成反比。用公式表示為 aF/M FMa如果我們把1牛頓定義為：使質(zhì)量1千克的物體產(chǎn)生1米/秒2加速度的力為1牛頓，這時等式左側(cè)為1，等式右側(cè)為k。也就是說我們采用這種定義方式可以使k=1，此

8、時牛頓第二定律的表達式為板書：F=Ma講解：下面我們對牛頓第二定律進行進一步的討論：首先我們可以注意剛才小車所受到的拉力，實際是小車所受到的合外力，所以牛頓第二定律中的F應(yīng)為物體受到的合外力。板書：（1）F為合外力其次我們可以注意到小車的加速度方向與拉力方向是一致的，這就是牛頓第二定律的方向性。板書：（2）a的方向與F一致另外，物體某一時刻的加速度，只由它此刻的受力決定，而與其他時刻的受力無關(guān)，這就是牛頓第二定律的即時性。板書：（3）即時性（三）課堂小結(jié)：這節(jié)課我們我們通過實驗得出了牛頓第二定律，并且對這個規(guī)律有了初步的了解。牛頓第二定律是力學中的一個很重要的規(guī)律，今后我們還要進一步學習和討論。五、說明1設(shè)計思路：本節(jié)課的設(shè)計出發(fā)點在于更多地調(diào)動學生參與，使其動手動腦，以提高其能力。本節(jié)課的關(guān)鍵在于電腦輔助實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，提高了課堂密度，有可能在一節(jié)課內(nèi)完成講授與實驗。本節(jié)課設(shè)計時隱含了“假說”��“實驗驗證”的科學研究方