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1、4-3.牛頓第二定律教學(xué)目標(biāo):知識(shí)與技能1掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學(xué)公式2. 理解公式中各物理量的意義及相互關(guān)系3知道在國(guó)際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的4會(huì)用牛頓第二定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算過(guò)程與方法1通過(guò)對(duì)上節(jié)課實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié),歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關(guān)系,進(jìn)而總結(jié)出牛頓第二定律,體會(huì)大師的做法與勇氣2培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力情感態(tài)度與價(jià)值觀1滲透物理學(xué)研究方法的教育2認(rèn)識(shí)到由實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法3通過(guò)牛頓第二定律的應(yīng)用能深切感受到科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):教學(xué)重點(diǎn)牛頓第二定律的特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)1
2、牛頓第二定律的理解 2理解k1時(shí),F(xiàn)=ma教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)手段:教具準(zhǔn)備 多媒體課件課時(shí)安排:新授課(2課時(shí))教學(xué)過(guò)程:新課導(dǎo)入 師:利用多媒體播放上節(jié)課做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,引起學(xué)生的回憶,激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生再一次體會(huì)成功的喜悅,迅速把課堂氛圍變成研究討論影響物體加速度原因這一課題中去 學(xué)生觀看,討論上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 師:通過(guò)上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn),我們知道當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關(guān)系? 生:當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受的作用力成正比, 師:當(dāng)物體所受力不變時(shí)物體的加速度與其質(zhì)量之間存在什么關(guān)系? 生:當(dāng)物體所受的力不變
3、時(shí)物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比 師:當(dāng)物體所受的力和物體的質(zhì)量都發(fā)生變化時(shí),物體的加速度與其所受的作用力、質(zhì)量之間存在怎樣的關(guān)系呢?新課教學(xué) 一、牛頓第二定律 師:通過(guò)上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn),我們?cè)僖淮巫C明了:物體的加速度與物體的合外力成正比,與物體的質(zhì)量成反比 師:如何用數(shù)學(xué)式子把以上的結(jié)論表示出來(lái)? 生:aF/m 師:如何把以上式子寫(xiě)成等式?生:需要引入比例常數(shù)kakF/m師:我們可以把上式再變形為F=kma選取合適的單位,上式可以,簡(jiǎn)化。前面已經(jīng)學(xué)過(guò),在國(guó)際單位制中力的單位是牛頓其實(shí),國(guó)際上牛頓這個(gè)單位是這樣定義的:質(zhì)量為1 kg的物體,獲得1 ms2的加速度時(shí),受到的合外力為1 N,即1 N
4、=1 kg·ms2 可見(jiàn),如果各量都采用國(guó)際單位,則k=1,F(xiàn)ma這就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式師:牛頓第二定律不僅描述了F、m、a的數(shù)量關(guān)系,還描述了它們的方向關(guān)系,結(jié)合上節(jié)課實(shí)驗(yàn)的探究,它們的方向關(guān)系如何?生:質(zhì)量m是標(biāo)量,沒(méi)有方向合力的方向與加速度方向相同師:對(duì),我們?nèi)绾斡谜Z(yǔ)言把牛頓第二定律表達(dá)出來(lái)呢?生:物體的加速度跟所受的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同師:加速度的方向與合外力的方向始終一致,我們說(shuō)牛頓第二定律具有同向性。討論與交流(多媒體演示課件)一個(gè)物體靜止在光滑水平面上,從某一時(shí)刻開(kāi)始受到一個(gè)方向向右、大小為5 N的恒定外力作用,若物體質(zhì)量
5、為5 kg,求物體的加速度若2 s后撤去外力,物體的加速度是多少?物體2 s后的運(yùn)動(dòng)情況如何?學(xué)生進(jìn)行分組討論師:請(qǐng)同學(xué)們踴躍回答這個(gè)問(wèn)題生:根據(jù)牛頓第二定律Fma,可得a=F/m,代入數(shù)據(jù)可得alms2,2s后撤去外力,物體所受的力為零,所以加速度為零由于物體此時(shí)已經(jīng)有了一個(gè)速度,所以2 s以后物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)師:剛才這位同學(xué)說(shuō)2s后物體不再受力,那么他說(shuō)的對(duì)不對(duì)呢?生:不對(duì)因?yàn)榇藭r(shí)物體仍然受到重力和水平地面對(duì)它的支持力師:那么在這種情況下的加速度又是多少呢?生:仍然是零,因?yàn)橹亓椭С至Φ暮狭榱悖nD第二定律中物體所受的力是物體所受的合力,而不是某一個(gè)力師:非常好以后我們?cè)诶门?/p>
6、頓第二定律解題時(shí)一定要注意這個(gè)問(wèn)題,即用物體所受的合力來(lái)進(jìn)行處理課堂訓(xùn)練討論a和F合的關(guān)系,并判斷下面哪些說(shuō)法不對(duì),為什么A只有物體受到力的作用,物體才具有加速度B力恒定不變,加速度也恒定不變C. 力隨著時(shí)間改變,加速度也隨著時(shí)間改變D力停止作用,加速度也隨即消失答案:ABCD教師點(diǎn)評(píng):牛頓第二定律是表示力的瞬時(shí)作用規(guī)律,描述的是力的瞬時(shí)作用效果是產(chǎn)生加速度物體在某一時(shí)刻加速度的大小和方向,是由該物體在這一時(shí)刻所受到的合外力的大小和方向來(lái)決定的當(dāng)物體所受到的合外力發(fā)生變化時(shí),它的加速度隨即也要發(fā)生變化,F(xiàn)ma對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一瞬間成立,加速度與力是同一時(shí)刻的對(duì)應(yīng)量,即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失
7、這就是牛頓第二定律的瞬時(shí)性師:根據(jù)牛頓第二定律,即使再小的力也可以產(chǎn)生加速度,那么我們用一個(gè)較小的力來(lái)水平推桌子,為什么沒(méi)有推動(dòng)呢?這和牛頓第二定律是不是矛盾?生:不矛盾,因?yàn)榕nD第二定律中的力是合力師:如果物體受幾個(gè)力共同作用,應(yīng)該怎樣求物體的加速度呢?生:先求物體幾個(gè)力的合力,再求合力產(chǎn)生的加速度師:好,我們看下面一個(gè)例題 多媒體展示例題 (例1)一物體在幾個(gè)力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)使其中向東的一個(gè)力F的值逐漸減小到零,又逐漸使其恢復(fù)到原值(方向不變),則( ) A物體始終向西運(yùn)動(dòng) B物體先向西運(yùn)動(dòng)后向東運(yùn)動(dòng) C.物體的加速度先增大后減小 D物體的速度先增大后減小生l:物體向東的力逐漸
8、減小,由于原來(lái)合力為零,當(dāng)向東的力逐漸減小時(shí),合力應(yīng)該向西逐漸增大,物體的加速度增大,方向向西當(dāng)物體向東的力恢復(fù)到原值時(shí),物體的合力再次為零,加速度減小所以加速度的變化情況應(yīng)該先增大后減小生2:物體的加速度先增大后減小,所以速度也應(yīng)該先增大后減小生3:這種說(shuō)法不對(duì),雖然加速度是有一個(gè)減小的過(guò)程,但在整個(gè)過(guò)程中加速度的方向始終和速度的方向一致,所以速度應(yīng)該一直增大,直到加速度為零為止師:對(duì)一定要注意速度的變化和加速度的變化并沒(méi)有直接的關(guān)系,只要加速度的方向和速度的方向一致,速度就一直增大多媒體展示例題(例2)某質(zhì)量為1 000kg的汽車(chē)在平直路面上試車(chē),當(dāng)達(dá)到72kmh的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),經(jīng)過(guò)2
9、0s停下來(lái),汽車(chē)受到的阻力是多大?重新起步加速時(shí)牽引力為2 000 N,產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大?(假定試車(chē)過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力不變)生:物體在減速過(guò)程的初速度為72kmh20 ms,末速度為零,根據(jù)a(v-vo)/t得物體的加速度為a一1 ms2,方向向后物體受到的阻力fma一l 000 N當(dāng)物體重新啟動(dòng)時(shí)牽引力為2 000N,所以此時(shí)的加速度為a2=(F+f)/m1 ms2,方向向車(chē)運(yùn)動(dòng)的方向師:根據(jù)以上的學(xué)習(xí),同學(xué)們討論總結(jié)一下牛頓第二定律應(yīng)用時(shí)的一般步驟1確定研究對(duì)象 2分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,畫(huà)出研究對(duì)象的受力分析圖 3求出合力注意用國(guó)際單位制統(tǒng)一各個(gè)物理量的單位 4根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定
10、律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律建立方程并求解 師:牛頓第二定律在高中物理的學(xué)習(xí)中占有很重要的地位,希望同學(xué)們能夠理解牛頓第二定律并且能夠熟練地應(yīng)用它解決問(wèn)題課堂訓(xùn)練如圖431所示,一物體以一定的初速度沿斜面向上滑動(dòng),滑到頂點(diǎn)后又返回斜面底端試分析在物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速度的變化情況解析:在物體向上滑動(dòng)的過(guò)程中,物體運(yùn)動(dòng)受到重力和斜面的摩擦力作用,其沿斜面的合力平行于斜面向下,所以物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向是平行斜面向下的,與物體運(yùn)動(dòng)的速度方向相反,物體做減速運(yùn)動(dòng),直至速度減為零在物體向下滑動(dòng)的過(guò)程中,物體運(yùn)動(dòng)也是受到重力和斜面的摩擦力作用,但摩擦力的方向平行斜面向上,其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下,但合力的大小比上滑時(shí)小,所以物體將平行斜面向下做加速運(yùn)動(dòng),加速度的大小要比上滑時(shí)小由此可以看出,物體運(yùn)動(dòng)的加速度是由物體受到的外力決定的,而物體的運(yùn)動(dòng)速度不僅與受到的外力有關(guān),而且還與物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的狀態(tài)有關(guān)小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了1牛頓第二定律:Fma2牛頓第二定律具有同向性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性3牛頓第二定律解決問(wèn)題的一般方法作業(yè):教材第85頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)板書(shū)設(shè)計(jì):4.3牛頓第二定律1.內(nèi)容:物體的加速度跟所受的臺(tái)力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同2.表達(dá)式
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