高中物理人教必修一4.3 牛頓第二定律教學設計

1、第四章運動和力的關系4.3牛頓第二定律本節(jié)內容是在上節(jié)實驗課程“探究加速度、質量與力的關系”的基礎上進行知識的探究和總結，在知識上要求知道決定加速度的因素、理解加速度、質量、力三者關系；要求經歷探究活動、嘗試解決問題方法、體驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律過程。牛頓第二定律將力學和運動學有機地結合在一起，具體的、定量的回答了加速度和力、質量的關系，是動力學中的核心內容，是本章的重點內容?！疚锢碛^念】樹立相互作用觀念和物質觀念，理解加速度與力和質量間的關【科學思維】在上節(jié)實驗的基礎上進一步探究出具體的、實用的牛頓第二定律的數(shù)學表達式，主要使用邏輯推理方法【科學探究】認識到由實驗歸納總結物理規(guī)律是物理學研究的重要方法【

2、科學態(tài)度與責任】培養(yǎng)學生的實驗能力，分析問題，解決問題的能力【教學重點】在實驗的基礎上得出牛頓第二定律的數(shù)學表達式及其應用。【教學難點】對牛頓第二定律的正確理解及其應用PPT【新課導入】賽車質量小、動力大，容易在短時間內獲得較大的速度，也就是說，賽車的加速度大。物體的加速度a與它所受的作用F以及自身的質量m之間存在什么樣的定量關系呢？通過上節(jié)的探究實驗，你找到了嗎？【新課講授】一、牛頓第二定律的表達式回憶上節(jié)課所探究的內容大量實驗和事實都能得出同樣的結論:物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比。牛頓第二定律【內容】物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向與作

3、用力的方向相同。 二、力的單位由前面已知牛頓第二定律的公式F=kma。式子的k是比例常數(shù)。如果公式中的物理量選擇合適的單位，可以使k=1，從而使公式簡化。我們知道，在國際單位制中，力的單位是牛頓。牛頓這個單位是根據(jù)牛頓第二定律來這樣定義的：使質量是1千克的物體產生1米/秒2加速度的力，叫做1牛頓。即：1牛=1千克 米/秒2可見，如果都用國際單位制的單位，在上式中就可以使k=1，上式簡化成：F = ma牛頓第二定律的理解(1)因果性: 力是產生加速度的原因(2)同體性: a 、F、m對應于同一物體或同一個整體(3)矢量性:a與F 的方向總是相同(4)同時性: a與F是瞬時對應關系(5)獨立性:每

4、個力各自獨立地使物體產生一個加速度【例題1】在平直路面上，質量為1100kg的汽車在進行研發(fā)的測試，當速度達到100km/h時取消動力，經過70s停了下來。汽車受到的阻力是多少？重新起步加速時牽引力為2000N，產生的加速度是多少？假定試車過程中汽車受到的阻力不變?！痉治觥咳鐖D4.3-2，取消動力后，汽車在平直路面上只受阻力的作用。由于阻力不變，根據(jù)牛頓第二定律，汽車在平直路面上運動的加速度將保持不變。由加速度可以求出汽車受到的阻力。如圖4.3-3，重新起步后，汽車在平直路面上受到牽引力和阻力。由于二者大小都不變，所以汽車的加速度恒定不變。根據(jù)牛頓第二定律可以求出汽車運動的加速度?！窘馕觥恳云?/p>

5、車為研究對象。設汽車運動方向為x軸正方向，建立一維坐標系。取消動力后，汽車做勻減速直線運動。初速度v0100km/h27.8m/s，末速度為0，滑行時間t70s。根據(jù)勻變速直線運動速度與時間的關系式，加速度為汽車受到的阻力為汽車受到的阻力是437N，方向與運動方向相反。重新起步后，汽車所受的合力為F合2000N437N1563N由牛頓第二定律可以得到汽車的加速度重新起步產生的加速度是1.42m/s2，方向與運動方向相同?！纠}2】某同學在列車車廂的頂部用細線懸掛一個小球，在列車以某一加速度漸漸啟動的過程中，細線就會偏過一定角度并相對車廂保持靜止，通過測定偏角的大小就能確定列車的加速度（圖4.3

6、-4）。在某次測定中，懸線與豎直方向的夾角為，求列車的加速度?！痉治觥苛熊囋诩铀傩旭偟倪^程中，小球始終與列車保持相對靜止狀態(tài)，所以，小球的加速度與列車的加速度相同。對小球進行受力分析，根據(jù)力的合成法則求解合力。再根據(jù)牛頓第二定律，求出小球的加速度，從而獲得列車的加速度?！窘馕觥浚ǚ椒?）選擇小球為研究對象。設小球的質量為m，小球在豎直平面內受到重力mg、繩的拉力FT（圖4.3-5）。在這兩個力的作用下，小球產生水平方向的加速度a。這表明，F(xiàn)T與mg的合力方向水平向右，且Fmgtan根據(jù)牛頓第二定律，小球具有的加速度為（方法2）小球在水平方向上做勻加速直線運動，在豎直方向上處于平衡狀態(tài)。建立圖4.3-6所示的直角坐標系。將小球所受的拉力FT分解為水平方向的Fx和豎直方向的Fy。在豎直方向有：Fymg0，F(xiàn)yFTcosFTcosmg（1）在水平方向有：FxFTsinFTsinma（2）（1）（2）式聯(lián)立，可以求得小球的加速度為agtan列車的加速度與小球相同，大小為gtan，方向水在豎直方向有首先