高中物理《牛頓第二定律》教案46 新人教版必修1

1、牛頓第二定律一、 教學(xué)目標(biāo)1.理解加速度與力的關(guān)系，知道得出這個(gè)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。2.理解加速度與質(zhì)量的關(guān)系，知道得出這個(gè)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。 3.知道國(guó)際單位制中力的單位是怎樣定義的。4.理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道牛頓第二定律表達(dá)式的確切含義。5.會(huì)用牛頓第二定律的公式進(jìn)行計(jì)算。二、教學(xué)重點(diǎn) 對(duì)牛頓第二定律的理解，掌握及簡(jiǎn)單應(yīng)用三、教學(xué)難點(diǎn) 對(duì)牛頓第二定律瞬時(shí)性和矢量性的確切理解。教學(xué)過(guò)程物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要有力的作用，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的快慢（加速度），不僅與物體所受力有關(guān)，還與物體的慣性有關(guān)，牛頓第二定律揭示了加速度與質(zhì)量的關(guān)系。（一） 加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系【演示】如圖3-3-1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，取

2、兩個(gè)質(zhì)量相同的小車放在光滑的水平板上，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)盤，盤里分別放著不等的砝碼，使兩個(gè)小車在拉力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，拉力F的大小可以認(rèn)為等于砝碼的（包括砝碼盤）的重量。小車的質(zhì)量和F的大小，可以通過(guò)增減砝碼來(lái)改變，車的后端也分別系上繩。用一只夾子夾住兩根細(xì)繩，以同時(shí)控制兩兩小車，使它們同時(shí)運(yùn)動(dòng)和停止運(yùn)動(dòng)。夾子小車小車F1F2圖3-3-11. 加速度和力的關(guān)系 研究前提：物體的質(zhì)量保持一定。 演示過(guò)程及測(cè)出的數(shù)據(jù)。（參考）小車質(zhì)量m/kg作用力F/N相等時(shí)間t內(nèi)位移s/m小車10.250200.8小車20.250100.4 結(jié)論：m一定時(shí)，由及，即2. 加速度和質(zhì)量的關(guān)系 研究前提：

3、物體所受的作用力一定 演示過(guò)程及測(cè)出的數(shù)據(jù)（參考）小車質(zhì)量m/kg作用力F/N相等時(shí)間t內(nèi)位移s/m小車10. 500200.39小車20.250200.80 結(jié)論：F一定時(shí)，由及，即（二） 牛頓第二定律1. 牛頓第二定律的表述：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。2. 牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式表述： ，寫成等式為F=kma比例系數(shù)k與式中物理量單位的選取有關(guān)，若各量單位均用國(guó)際單位制中單位，則k=1。 1牛頓（N）力的規(guī)定：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力，叫做1N。 牛頓第二定律：F=ma（各量用國(guó)際制單位）3. 對(duì)牛頓第二定律的深層理解 同體性：是指F合、m和a

4、都是對(duì)于同一個(gè)物體而言的。 矢量性：是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取決于合外力的方向。牛頓第二定律公式是一個(gè)矢量式。牛頓第二定律的進(jìn)一步表述：物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。 瞬時(shí)性：是指加速度與合外力存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，無(wú)論物體所受合外力的大小和方向如何變化，物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向總與合外力方向同步變化。 獨(dú)立性：是指作用在物體上的每一個(gè)力都將獨(dú)立地產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其它作用無(wú)關(guān)，我們稱之為力的獨(dú)作用原理。合力的加速度即是這些加速度的矢量和。4. 用牛頓第二定律解題的一般方法和步驟： 確定研究對(duì)象 進(jìn)行受力分析和運(yùn)

5、動(dòng)狀態(tài)分析，畫出受力的示意圖 建立坐標(biāo)系，即選取正方向，根據(jù)定律列方程 統(tǒng)一已知量單位，代值求解 檢查所得結(jié)果是否符合實(shí)際，舍去不合理的解 【例1】下列說(shuō)法正確的是 ）A. 物體速度為零，合外力一定為零B. 物體合外力為零時(shí)，速度一定為零C. 物體合外力減小時(shí)，速度一定減小D. 物體合外力減小時(shí)，加速度一定減小【解析】由F合、a、v的關(guān)系知，a的大小及方向取決于合外力，故D正確， v、F合無(wú)決定關(guān)系，故A、B、C錯(cuò)誤，物體速度為零時(shí)，合外力不一定為零，如小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的瞬間，速度為零，但合外力為小球重力。物體合外力為零時(shí)，可以做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，速度不一定為零，物體合外力減小，則加速度減

6、小，由a與v的關(guān)系可知，當(dāng)a與v方向相同時(shí)物體物體運(yùn)動(dòng)速度v總是增大的，正確選項(xiàng)為D。【例2】一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，這兩個(gè)力的大小分別為2N和6N，當(dāng)兩個(gè)力的方向變化時(shí)，物體的加速度大小可能為（ ）A. 1 m/s2B. 2 m/s2C. 3 m/s2D. 4 m/s2【解析】根據(jù)牛頓第二定律，如果一個(gè)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用，物體的加速度跟所受的外力的合力成正比。題目所給的兩個(gè)力大小分別為2N和6N，當(dāng)兩個(gè)力的方向相同時(shí)合力最大，最大值為2+6=8（N），當(dāng)兩個(gè)力方向相反時(shí)合力最小，最小值為6-2=4（N），當(dāng)兩個(gè)力的方向即不相同，也不相反時(shí)，合力的大小大于2N而小于8N，所以兩個(gè)力的合力的方向發(fā)生變化時(shí)，合力的大小2N<F<8N.根據(jù)牛頓第