《牛顿第二定律》教学设计
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[以下是生成的文章]高中物理牛顿第二定律教案设计一、教学目标1、掌握牛顿第二定律及其公式的概念。
2、理解力和加速度的关系,并形成知识结构。
3、灵活应用牛顿第二定律解决力学问题,并能分析其物理本质。
4、培养学生的实验设计能力和动手能力,加深理论实践联系。
二、教学重点难点1、理解力和加速度的关系,搞清楚牛顿定律的物理本质。
2、应用牛顿第二定律解决问题时,灵活选择合适的公式和方法。
三、教学方法与教学过程Step1. 温故知新,导入话题老师检查前面所学的知识,把已学的概念作为本节课的知识点导入。
当学生明白了力和加速度的关系,并掌握了牛顿定律及其公式时,老师提出一个问题,引导学生对新课做出合理推理,激发学生自主学习的动力。
Q1:为什么足球比棒球难打?Q2:同样的力作用在大球上和小球上,为什么大球的加速度小?通过学生的自主探究和讨论,引出“牛顿第二定律”。
Step2. 探究牛顿第二定律1、介绍牛顿第二定律的定义及公式。
老师写在黑板上:牛顿第二定律的公式——F=ma(F为物体所受合力,a为物体的加速度,m 为物体质量)。
2、通过实验验证牛顿第二定律。
在实验室里,老师准备了各种物品:不同质量的球,弹簧测力计,弹性绳等。
老师向学生解释如何设计实验,设置测量过程,在实验中验证牛顿第二定律。
实验结果如下:结果表明,质量大的物体受到的合力大,加速度小,质量小的物体受到的合力小,加速度大。
Step3. 应用牛顿第二定律解决问题1、实例讲解通过有趣的示例演示如何运用牛顿第二定律解决问题,老师可以让学生更快理解知识点,并为以后的实践打下基础。
例题1:如图所示,一个5kg的小车在水平面上受到20N的水平推力,车轮间距L=2m,小车前轮直径d1=20cm,后轮直径d2=40cm,求小车匀加速行驶时的加速度。
图1——小车示意图解析:如图2,当整车匀加速运动时,车辆的制动力会使摩擦力产生在轮胎上,整车受力如图2所示。
图2——小车力示意图因此,可以运用牛顿第二定律:F=ma,解出物体加速度a。
牛顿第二定律教学设计设计要点一、教学内容1. 介绍牛顿第二定律:牛顿第二定律是力学中的一个重要定律,即运动的物体受到的外力等于这一物体的质量乘以加速度。
定律可以用一个格式 F = ma 来表达,其中F是外力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
2. 牛顿第二定律的应用:牛顿第二定律可以应用在实际科学问题中,可以用来分析物体动态运动、受到空气阻力,绘制轨迹等。
3. 牛顿第二定律的使用:在实验中,可以通过测量物体受到的外力和物体的加速度,来进行牛顿第二定律的使用。
二、教学目的1. 能正确理解牛顿第二定律的内容:通过学习牛顿第二定律,让学生能够正确地理解物体受到外力时的加速度,能够熟练地使用牛顿第二定律来解决相关实际问题。
2. 能够利用牛顿第二定律解决动力学问题:让学生学会解决实际动力学问题时,如何结合牛顿第二定律来进行解析,如何运用外力的大小来推导物体的加速度。
三、教学方法1. 理论讲授:在课堂上运用理论讲授的方法,通过介绍牛顿第二定律的定义以及其在实际科学中的应用,使学生能够正确理解牛顿第二定律的内容。
2. 实验活动:通过利用重力和力传感器,模拟实验中受到外力时物体加速度的变化,进一步加深学生对牛顿第二定律的理解。
3. 探究性学习:在课堂上对与牛顿第二定律相关的实验问题,进行以问题为导向的探究,帮助学生学会解决实际动力学问题。
四、课后习题1. 设一物体受到一力,则该物体加速度为()A. 物体质量的倒数B. 力的倒数C. 物体质量D. 力2. 如果一个物体受到一个7N的外力,它的质量是3kg,加速度为多少()A. 2NB. 0.5NC. 7ND. 21N。
牛顿第二定律高中物理教案一、教学目标1.了解牛顿第二定律的含义和根本公式。
2.掌握应用牛顿第二定律解决物理问题的方法。
3.能够运用牛顿第二定律分析和解释各种实际情况。
二、教学重点和难点1.教学重点:牛顿第二定律的含义和应用。
2.教学难点:如何将牛顿第二定律应用于各种实际情况。
三、教学准备1.教师准备:课件、黑板、粉笔、实验材料和实验装置。
2.学生准备:课本、笔记本等学习工具。
四、教学过程1. 导入新知识〔5分钟〕教师可以通过提问或讲述一些与牛顿第二定律相关的实例,让学生对本节课的内容有一个初步的了解。
2. 引入牛顿第二定律〔10分钟〕教师通过课件或黑板向学生展示牛顿第二定律的公式:F = m*a,并解释其中的意义:物体所受合力与其质量和加速度成正比。
3. 分组讨论〔15分钟〕将学生分成小组,每个小组选择一个物体,并讨论该物体所受合力、质量和加速度之间的关系。
每个小组需要在黑板上或白板上用公式进行说明,并给出一些实际生活中相关的例子。
4. 实验演示〔20分钟〕准备一台用于测量力、质量和加速度的实验装置,并选取一个简单的实验进行演示。
教师可以通过示范的方式,让学生观察实验现象并进行记录。
教师还可以引导学生分析实验结果,并与牛顿第二定律进行比照。
5. 练习与讨论〔20分钟〕教师根据课堂情况出示一些练习题供学生做题并讨论。
教师可以提供多种题型,例如计算、分析等,以帮助学生稳固和应用所学的知识。
6. 总结归纳〔10分钟〕教师对本节课的内容进行总结和归纳,强调牛顿第二定律的重要性和应用领域。
鼓励学生将所学的知识运用到实际生活中,并对学生提出的问题进行解答。
五、作业布置布置相关的课后作业,例如完成课后习题、查找一些与牛顿第二定律相关的实例等。
六、教学反思本节课通过导入新知识、引入牛顿第二定律、分组讨论、实验演示、练习与讨论以及总结归纳等教学环节,全方位地引导学生理解和应用牛顿第二定律。
通过小组讨论和实验演示,增强了学生的合作意识和实践能力。
牛顿第二定律教案牛顿第二定律教案(精选篇1)一、教学目标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。
二、教学重点1、知道决定物体加速度的因素、2、加速度与力和质量的关系的探究过程三、教学难点1、理解牛顿第二定律各个物理量的意义和联系2、牛顿第二定律的应用四、教学方法在探究过程中,渗透科学研究方法如:控制变量法、实验归纳法、图象法等五、教学过程1、知识回顾物体的运动状态发生变化,即产生加速度。
问学生:加速度的大小与那些因素有关呢?学生回答:力还有物体质量思考:力是促使物体运动状态改变的原因,力似乎“促使”加速度的产生。
质量是物体惯性的`量度,而惯性是保持物体运动状态不变的性质,所以质量似乎是阻碍“加速度”的产生。
猜想:加速度可能与力、质量有关系。
结合实际:小汽车:质量小,惯性小,启动时运动状态相对容易改变。
火车:质量大,惯性大,动力大,启动时运动状态相对难改变。
2、回忆课本所研究的内容(1)、质量m一定,加速度a和力F的关系。
处理数据:得出结论:当m一定时,a和F成正比,即:a FSHAPE MERGEFORMAT(2)、力F一定时,加速度a和质量m的关系SHAPE MERGEFORMAT得出结论:当力F一定,加速度a和质量m成反比,即:a 。
3、引出牛顿第二定律通过大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论,由此可以得出一般性的规律:物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同,这就是牛顿第二定律。
牛顿第二定律教案(精选篇2)【教材分析】*教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达式分成两节内容,目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。
牛顿第二定律的首要价值应该是确立了力与运动之间的直接关系,即因果关系。
如知道了物体的受力情况,物体的运动状态及其变化就完全确定了。
高一物理上册必修1《牛顿第二定律》教案高一物理上册必修1《牛顿第二定律》教案【一】教学准备教学目标知识与技能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.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.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.教学重难点教学重点牛顿第二定律的特点.教学难点1.牛顿第二定律的理解.2.理解k=1时,F=ma.教学工具多媒体、板书教学过程一、牛顿第二定律1.基本知识(1)内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.(2)表达式F=kma,F为物体所受的合外力,k是比例系数.2.思考判断(1)牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例.(×)(2)我们用较小的力推一个很重的箱子,箱子不动,可见牛顿第二定律不适用于较小的力.(×)(3)加速度的方向跟作用力的方向没必然联系.(×)探究交流如图所示的赛车,为什么它的质量比一般的小汽车质量小的多,而且还安装一个功率很大的发动机?【提示】为了提高赛车的灵活性,由牛顿第二定律可知,要使物体有较大的加速度,需减小其质量或增大其所受到的作用力,赛车就是通过增加发动机动力,减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度,从而提高赛车的机动灵活性的,这样有益于提高比赛成绩.二、力的单位1.基本知识(1)国际单位牛顿,简称牛,符号N.(2)1N的定义使质量为1 kg的物体产生1_m/s2的加速度的力叫1 N,即1 N=1 kg·m/s2.(3)比例系数的意义①在F=kma中,k的选取有一定的任意性.②在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的表达式为F=ma,式中F、m、a的单位分别为牛顿、千克、米每二次方秒.2.思考判断关于牛顿第二定律表达式F=kma中的比例系数k(1)只要力F的单位取N就等于1.(×)(2)在国际单位制中才等于1.(√)(3)只要加速度单位用m/s2就等于1.(×)探究交流在一次讨论课上,甲说:“由a=Δt(Δv)可知物体的加速度a与Δv 成正比,与Δt成反比”,乙说:“由a=m(F)知物体的加速度a与F 成正比,与m成反比”.你认为哪一种说法是正确的?【提示】乙的说法正确.物体的加速度的大小是由物体所受合力的大小和物体的质量共同决定的,与速度的变化量及所用时间无关.其中a=Δt(Δv)定义了加速度的大小为速度变化量与所用时间的比值,而a=m(F)则揭示了加速度取决于物体所受合力与物体的质量.三、牛顿第二定律的几个性质【问题导思】1.加速度的方向与合力的方向有什么关系?2.作用在物体上的力发生变化时,加速度是否变化?3.作用在物体上的各个分力也能产生加速度吗?牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系,指明了加速度大小和方向的决定因素,对牛顿第二定律,还应从以下几个方面深刻理解.是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法.是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素.例:如图所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是( )A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做加速运动D.向左做减速运动【审题指导】解答该题注意应用以下程序力和运动关系的定性分析根据牛顿第二定律先由受力情况分析加速度,再由加速度与速度的关系分析运动性质,即同向加速运动,反向减速运动.四、牛顿第二定律的简单应用【问题导思】1.如果物体受到力的作用,就一定有加速度吗?2.求物体的加速度的方法有哪些?3.应用牛顿第二定律解题的一般步骤是什么?应用牛顿第二定律解题的方法一般有两种:矢量合成法和正交分解法.1.矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个力的合力,再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物体所受合力的方向.反之,若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力.2.正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力.应用牛顿第二定律求加速度,在实际应用中常将受力分解,且将加速度所在的方向选为x轴或y轴,有时也可例:质量为m的木块,以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩擦因数为μ,如图所示.(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向.(2)若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑时木块的加速度的大小和方向.【审题指导】解答本题时可按以下思路进行分析:【解析】(1)以木块为研究对象,因木块受到三个力的作用,故采用正交分解法求解,建立坐标系时,以加速度的方向为x轴的正方向.木块上滑时其受力分析如图甲所示,根据题意,加速度的方向沿斜面向下,将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根据牛顿第二定律有mgsinθ+f=ma,N-mgcosθ=0又f=μN,联立解得a=g(sinθ+μcosθ),方向沿斜面向下.(2)木块下滑时其受力分析如图乙所示,由题意知,木块的加速度方向沿斜面向下.根据牛顿第二定律有mgsinθ-f′=ma′,N′-mgco sθ=0又f′=μN′,联立解得a′=g(sin θ-μcosθ),方向沿斜面向下.【答案】(1)g(sinθ+μcosθ),方向沿斜面向下(2)g(sin θ-μcos θ),方向沿斜面向下应用牛顿第二定律解题的一般步骤:1.确定研究对象.2.进行受力分析和运动状态分析,画出受力分析图,明确运动性质和运动过程.3.求出合力或加速度.4.根据牛顿第二定律列方程求解.五、常见力的突变例:如图所示,质量相等的三个物块A、B、C,A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连,A与B之间用细绳相连,当系统静止后,突然剪断A、B间的细绳,则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)( )A.-g、2g、0B.-2g、2g、0C.0、2g、0D.-2g、g、g【解析】剪断细绳前,对B、C整体进行受力分析,受到总重力和细绳的拉力而平衡,故FT=2mg;再对物块A受力分析,受到重力、细绳拉力和弹簧的拉力;剪断细绳后,重力和弹簧的弹力不变,细绳的拉力减为零,故物块B受到的合力等于2mg,向下,物块A受到的合力为2mg向上,物块C受到的力不变,合力为零,故物块B有向下的加速度,大小为2g,物块A具有向上的加速度,大小为2g,物块C的加速度为零,故选B.【答案】 B轻绳、轻杆、轻弹簧、橡皮条辨析1.它们的共同点是:质量忽略不计,都因发生弹性形变产生弹力,同时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关.2.它们的不同点是:课后小结这节课我们学习了1.牛顿第二定律:F=ma.2.牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性.3.牛顿第二定律解决问题的一般方法.板书4.3牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟所受的台力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同2.表达式 F=ma3.理解(1)同向性: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。
4.3 牛顿第二定律【课标要求】通过实验,探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。
理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生产生活中的现象。
【教学背景】1.教材分析(1)地位和作用:牛顿第二定律是在实验的基础上建立起来的重要规律;是牛顿第一定律的延续;是将运动学和力学联系起来的桥梁;是整个动力学理论的核心规律、解决问题的基础。
要理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生产生活中的现象的重要前提就是理解并应用牛顿第二定律解决问题。
(2)教学内容上的认识:以上节实验为基础进行归纳总结,获得牛顿第二定律内容;并理解其几个特性;突出了力的单位“1牛顿”的物理意义;通过例题分析,体会牛顿第二定律的桥梁作用。
2.学情分析(1)知识基础:由牛顿第一定律知:力是改变物体运动状态的原因,不受力运动状态不改变,学生则会疑问:受力之后运动状态具体怎么改变呢?此外,已经通过实验获得:“a∝F、a∝ 1/m”的结论,自然就想知道是不是对于任意物体都有这样的结论,有没有相应表达式定量描述?(2)非智力因素:学生有较强的好奇心和求知欲,有将自己的见解与他人交流的愿望,具有团队精神等。
【教学目标】1.通过上节探究实验的结论,分析得出牛顿第二定律的内容及表达式;(科学探究)2.从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律;(物理观念)3.根据1N的定义,理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的,体会单位的产生过程。
(科学思维)4.运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的问题,理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁。
(物理观念、科学思维)5.体会物理的实用价值,培养学生关注生活、关注实际的态度。
(科学态度)【教学重、难点及其突破】1.重点:正确理解并运用牛顿第二定律2.难点:体会牛顿第二定律是确立运动与力之间关系的桥梁,体会定律中的因果性、瞬时性等特征。
3.突破:通过创设演示实验情境,让学生通过观察直观现象理解其因果性、瞬时性、矢量性。
高中物理牛顿第二定律教案5篇通过教案能够为教师提供丰富的教学资源和参考资料,教师若希望在教学中脱颖而出,应高度重视教案的撰写和规划,以下是本店铺精心为您推荐的高中物理牛顿第二定律教案5篇,供大家参考。
高中物理牛顿第二定律教案篇1【教材地位与作用】本节内容是在上节实验课程探究加速度、质量与力的关系的基础上进行知识的探究和总结,在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系;要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。
牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起,具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系,是动力学中的核心内容,是本章的重点内容。
【学情分析】在学习这一节内容之前,学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;会分析物体的受力;通过上一节探究加速度与力、质量的关系,知道了加速度与力、质量的关系。
这些都为本节学习准备了知识基础,牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起,使前三章构成一个整体,是解决力学问题的重要工具,应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解,全面掌握。
【教学目标】1、知识目标(1)理解加速度与力和质量间的关系。
(2)理解牛顿第二定律的内容,知道定律的确切含义。
(3)能运用牛顿第二定律解答有关问题。
2、能力目标培养学生的分析能力、归纳能力、解决问题的能力。
3、德育目标(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)培养学生严谨思考的能力,激发学生学习物理的兴趣。
【教学重点】理解牛顿第二定律【教学难点】牛顿第二定律的应用【教学策略】回顾与思考→创设物理情景→分组讨论→老师讲解→总结规律。
【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【知识回顾】回忆上节课探究的a与f、m关系。
向学生提问:回忆上节实验探究课内容,控制变量法的应用?我们研究了哪几个物理量?它们之间有什么关系?能用公式反应他们之间的关系吗?回忆上节课知识,集体回答。
高中物理牛顿第二定律教案高中物理牛顿第二定律教案3篇高中物理牛顿第二定律教案1知识目标1、掌握匀变速直线运动的速度公式,并能用来解答有关的问题.2、掌握匀变速直线运动的位移公式,并能用来解答有关的问题.能力目标体会学习运动学知识的一般方法,培养学生良好的分析问题,解决问题的习惯.教学建议教材分析匀变速直线运动的速度公式是本章的重点之一,为了引导学生逐渐熟悉数学工具的应用,教材直接从加速度的定义式由公式变形得到匀变速直线运动的速度公式,紧接着配一道例题加以巩固.意在简单明了同时要让学生自然的复习旧知识,前后联系起来.匀变速直线运动的位移公式是本章的另一个重点.推导位移公式的方法很多,中学阶段通常采用图像法,从速度图像导出位移公式.用图像法导位移公式比较严格,但一般学生接受起来较难,教材没有采用,而是放在阅读材料中了.本教材根据,说明匀变速直线运动中,并利用速度公式,代入整理后导出了位移公式.这种推导学生容易接受,对于初学者来讲比较适合.给出的例题做出了比较详细的分析与解答,便于学生的理解和今后的参考.另外,本节的两个小标题“速度和时间的关系”“位移和时间的关系”能够更好的让学生体会研究物体的运动规律,就是要研究物体的位移、速度随时间变化的规律,有了公式就可以预见以后的运动情况.教法建议为了使学生对速度公式获得具体的认识,也便于对所学知识的巩固,可以从某一实例出发,利用匀变速运动的概念,加速度的概念,猜测速度公式,之后再从公式变形角度推出,得出公式后,还应从匀变速运动的速度—时间图像中,加以再认识.对于位移公式的建立,也可以给出一个模型,提出问题,再按照教材的安排进行.对于两个例题的处理,要引导同学自己分析已知,未知,画运动过程草图的习惯.高中物理牛顿第二定律教案2三维目标知识与技能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、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、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、教学重点牛顿第二定律的特点、教学难点1、牛顿第二定律的理解、2、理解k=1时,F=ma、教具准备多媒体课件课时安排1课时教学过程[新课导入]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、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?[新课教学]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∝师:如何把以上式子写成等式?生:需要引入比例常数k a=k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: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 kgm/s2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?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、【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= ,代入数据可得a=1 m/s2,2 s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2 s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】讨论a和F合的关系,并判断下面哪些说法不对,为什么、A、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度B、力恒定不变,加速度也恒定不变C、力随着时间改变,加速度也随着时间改变D、力停止作用,加速度也随即消失答案:ABCD教师点评:牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度、物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,F=ma 对运动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失、这就是牛顿第二定律的瞬时性、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】一物体在几个力的共同作用下处于静止状态、现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零,又逐渐使其恢复到原值(方向不变),则A、物体始终向西运动B、物体先向西运动后向东运动C、物体的加速度先增大后减小D、物体的速度先增大后减小生1:物体向东的力逐渐减小,由于原来合力为零,当向东的力逐渐减小时,合力应该向西逐渐增大,物体的加速度增大,方向向西、当物体向东的力恢复到原值时,物体的合力再次为零,加速度减小、所以加速度的变化情况应该先增大后减小、生2:物体的加速度先增大后减小,所以速度也应该先增大后减小、生3:这种说法不对,虽然加速度是有一个减小的过程,但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致,所以速度应该一直增大,直到加速度为零为止、师:对、一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系,只要加速度的方向和速度的方向一致,速度就一直增大、多媒体展示例题【例2】某质量为1 000 kg的汽车在平直路面上试车,当达到72 km/h的速度时关闭发动机,经过20 s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)学生讨论解答生:物体在减速过程的初速度为72 km/h=20 m/s,末速度为零,根据a= 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=-1 000 N、当物体重新启动时牵引力为2 000 N,所以此时的加速度为a2= =1 m/s2,方向向车运动的方向、师:根据以上的学习,同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤、生:1、确定研究对象、2、分析物体的受力情况和运动情况,画出研究对象的受力分析图、3、求出合力、注意用国际单位制统一各个物理量的单位、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、【课堂训练】如图4-3-1所示,一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动,滑到顶点后又返回斜面底端、试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况、图4-3-1解析:在物体向上滑动的过程中,物体运动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,所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的,与物体运动的速度方向相反,物体做减速运动,直至速度减为零、在物体向下滑动的过程中,物体运动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时小,所以物体将平行斜面向下做加速运动,加速度的大小要比上滑时小、由此可以看出,物体运动的`加速度是由物体受到的外力决定的,而物体的运动速度不仅与受到的外力有关,而且还与物体开始运动时所处的状态有关、[小结]这节课我们学习了1、牛顿第二定律:F=ma、2、牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性、3、牛顿第二定律解决问题的一般方法、[布置作业]教材第85页问题与练习、[课外训练]1、设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比、则雨滴的运动情况是A、先加速后减速,最后静止B、先加速后匀速C、先加速后减速直至匀速D、加速度逐渐减小到零2、下列说法中正确的是A、物体所受合外力为零,物体的速度必为零B、物体所受合外力越大,物体的加速度越大,速度也越大C、物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致D、物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同3、一个物体正以5 m/s的速度向东做匀速直线运动,从某一时刻开始受到一个方向向西、大小为3 N的恒定外力作用,若物体质量为5 kg,求:2 s末物体的速度、4、如图4-3-2所示,底板光滑的小车上用两个量程为20 N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量1 kg的物块、在水平地面上当小车做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10 N、当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8 N、这时小车运动的加速度大小是图4-3-2A、2 m/s2B、4 m/s2C、6 m/s2D、8 m/s2参考答案1、答案:B解析:分析雨滴的受力情况,发现雨滴受竖直向下的重力和向上的空气阻力,重力的大小方向不变,空气阻力随速度的增大而增大,所以物体的加速度a= 应该逐渐变小最终为零,此时雨滴的速度最大,以后雨滴做匀速运动、2、答案:D3、分析与解答:由于物体受到恒定外力是向西的,因此产生恒定加速度的方向也是向西的,与物体初速度方向相反,故物体应做匀减速直线运动、由牛顿第二定律可知:a= = m/s2=0、6 m/s2由匀减速直线运动公式可知:2 s末物体速度为v2=v0-at=(5-0、6×2) m/s=3、8 m/s方向向东、4、解析:因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧秤甲的示数由10 N变为8 N时,其形变量减少,则弹簧秤乙的形变量一定增大,且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等,所以,弹簧秤乙的示数应为12 N、物体在水平方向所受到的合外力为F=T乙-T甲=12 N-8 N=4 N、根据牛顿第二定律,得物块的加速度大小为a= = m/s2=4 m/s2、答案:B说明:无论题中的弹簧秤原来处于拉伸状态或压缩状态,其结果相同、同学们可自行通过对两种情况的假设加以验证、板书设计3 牛顿第二定律内容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表达式 F=ma说明(1)同向性: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活动与探究探究活动的主题:牛顿第二定律发现的过程、探究过程:步骤学生活动教师指导目的1、到图书馆、上网查阅有关牛顿发现牛顿第二定律的书籍介绍相关书籍2、培养学生的思考能力,根据查阅的资料,确定文章主题和内容解答学生提出的具体问题3、相互交流活动的感受对优秀文章进行点评高中物理牛顿第二定律教案3教学重点:两个公式的建立及应用教学难点:位移公式的建立.主要设计:一、速度和时间的关系1、提问:什么叫匀变速直线运动?什么叫加速度?2、讨论:若某物体做匀加速直线运动,初速度为2m/s,加速度为,则1s内的速度变化量为多少?1s末的速度为多少?2s内的速度变化量为多少?2s末的速度多大? t s内的速度变化量为多少? t s末的速度如何计算?3、请同学自由推导:由得到4、讨论:上面讨论中的图像是什么样的?从中可以求出或分析出哪些问题?5、处理例题:(展示课件1)请同学自己画运动过程草图,标出已知、未知,指导同学用正确格式书写.二、位移和时间的关系:1、提出问题:一中第2部分给出的情况.若求1s内的位移?2s 内的位移?t 秒内的位移?怎么办,引导同学知道,有必要知道位移与时间的对应关系.2、推导:回忆平均速度的定义,给出对于匀变速直线运动,结合,请同学自己推导出.若有的同学提出可由图像法导出,可请他们谈推导的方法.3、思考:由位移公式知 s 是 t 的二次函数,它的图像应该是抛物线,告诉同学一般我们不予讨论.4、例题处理:同学阅读题目后,展示课件2,请同学自己画出运动过程草图,标出已知、未知、进而求解.探究活动请你根据教材练习六中第(4)题描述的情况,自己设计一个实验,看看需要哪些器材,如何测量和记录,实际做一做,并和用公式算得的结果进行对比。
牛顿第二定律教案(优秀3篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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牛顿第二定律教案一、关键信息1、教学目标学生能够理解牛顿第二定律的内容和表达式。
学生能够运用牛顿第二定律解决简单的力学问题。
培养学生的实验探究能力和逻辑思维能力。
2、教学重难点重点:牛顿第二定律的内容和表达式,以及定律的应用。
难点:对牛顿第二定律的深入理解,特别是加速度与力和质量的关系。
3、教学方法讲授法实验探究法讨论法4、教学资源实验器材:小车、斜面、砝码、打点计时器、纸带等。
多媒体课件二、教学过程11 导入新课通过回顾牛顿第一定律,引出物体运动状态改变与力的关系,从而导入牛顿第二定律。
111 展示生活中的实例,如汽车加速、运动员起跑等,引导学生思考力与运动状态变化之间的定量关系。
12 实验探究112 介绍实验装置和实验步骤,让学生分组进行实验,探究加速度与力、质量的关系。
113 指导学生记录实验数据,分析数据,得出初步结论。
13 牛顿第二定律的内容114 结合实验结论,讲解牛顿第二定律的内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且加速度的方向跟作用力的方向相同。
115 强调牛顿第二定律的表达式F=ma,解释其中F、m、a 的含义。
14 牛顿第二定律的理解116 从因果关系、瞬时性、矢量性等方面深入理解牛顿第二定律。
117 通过实例分析,让学生体会牛顿第二定律在不同情境中的应用。
15 牛顿第二定律的应用118 讲解例题,引导学生运用牛顿第二定律解决已知力求加速度、已知加速度求力等问题。
119 让学生进行课堂练习,巩固所学知识。
16 课堂总结120 回顾牛顿第二定律的内容、表达式和应用。
121 强调重点和难点,解答学生的疑问。
17 布置作业122 布置书面作业,让学生完成课后习题,加深对牛顿第二定律的理解和应用。
三、教学评估1、通过课堂提问、练习和讨论,及时了解学生对牛顿第二定律的理解和掌握程度。
2、批改学生的作业,分析学生的错误情况,有针对性地进行辅导和补充教学。
四、注意事项1、在实验探究过程中,要确保学生的安全,规范操作实验器材。
牛顿第二定律(第一节课)普通高中课程标准实验教科书物理必修1【教学目标】(一)知识与技能1.理解牛顿第二定律的内容;2.理解公式中各物理量间的关系;3.知道力的单位“牛顿”是怎样定义的;4.认识牛顿第二定律在力学中的地位和作用;5.会初步运用牛顿第二定律解题。
(二)过程与方法1.以实验为基础,归纳得到物体的加速度跟力和质量的关系,进而总结出牛顿第二定律;2.探究力和加速度的关系,进一步加深对加速度和力的认识;3.通过例题概括物理解题思路。
(三)情感、态度、价值观1.渗透认识物理概念具有渐进性的认识论的教育;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。
【教学重点】牛顿第二定律的认识【教学难点】解题思路的培养【教学方法】1.复习回顾创设情景归纳总结2.规范答题理解物理学科的解题思路【教学过程】(一)新课引入1.加速度的认识(点击幻灯)(1)定义(比值定义法):速度变化量跟变化所用时间的比值;(2)表达式:a=△v/△t(3)单位:m/s2(4)特性:矢量(5)决定因素:踉丫、小t无直接关系(大小和方向由什么因素决定?)2.力的认识:(1)定义:力是物体对物体的作用,力的作用是相互的。
对于“力”你还有哪些认识?(2)运算:同一直线上的力的运算可以直接相加减,即规定正方向后,同方向取正,反方向取负,再直接相加,这就是我们平常所说的“矢量和”。
那不在同一直线上又该如何运算呢?3.牛顿第一定律的内容是什么?【一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态】它解决了物体在没有受到外力作用时所处的状态,那物体受到外力作用后状态的变化又会遵从什么样的规律呢?(二)新课教学1.认识牛顿第二定律上一节课,我们用实验探究了加速度与力、质量的关系,现在我们用动画演示回顾实验过程,(演示完后)通过数据处理你猜想的结论是什么?说明:科学前辈们通过大量的实验得出“物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同”的结论——这就是牛顿第二定律。
第3节牛顿第二定律[学习目标]1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义.(重点)2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.3.能应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题.(难点)知识点1牛顿第二定律的表达式1.牛顿第二定律的内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式:F=kma,式中k是比例系数,F指的是物体所受的合力.3.物理意义:牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系,还明确了加速度的方向与力的方向一致.[判一判]1.(1)由牛顿第二定律可知,加速度大的物体所受的合外力一定大.()(2)牛顿第二定律说明了质量大的物体其加速度一定小.()(3)任何情况下,物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致.()提示:(1)×(2)×(3)√[想一想]1.(1)如图甲所示,赛车车手要想赢得比赛,除了赛车手的技术高超外,赛车本身也是赢得比赛的关键.要想使赛车启动获得较大的加速度,该如何设计赛车?为什么?,甲)(2)如图乙所示,用一个力推大石头,没有推动,大石头没有产生加速度,为什么?要使大石头产生加速度应该满足什么条件?,乙)提示:(1)设计赛车时要有大的加速度,一方面需要有强大动力的发动机,另一方面在保障安全的前提下减小赛车的质量.(2)大石头没有运动的原因是推力与摩擦力相等,大石头受到的合外力为0,加速度为0.要使大石头产生加速度,则应加大推力,推力大于摩擦力时,合外力不为0,才能产生加速度.知识点2力的单位1.比例系数k的意义(1)在F=kma中,k的数值取决于F、m、a的单位的选取.(2)在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的数学表达式为F=ma,式中F、m、a的单位分别为N、kg、m/s2.2.国际单位:力的单位是牛顿,简称牛,符号N.3.1 N的定义:将使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力规定为1 N,即1 N=1__kg·m/s2.[判一判]2.关于牛顿第二定律表达式F=kma中的比例系数k.(1)力F的单位用N时等于1.()(2)在国际单位制中才等于1.()(3)加速度单位用m/s2时等于1.()提示:(1)×(2)√(3)×[想一想]2.取质量的单位是千克(kg),加速度的单位是米每二次方秒(m/s2),根据牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系,我们应该怎样确定力的单位?提示:表达式F=kma中,k为比例系数,那么F的单位应该与ma的单位一致,即力的单位为kg·m/s2.1.(对牛顿第二定律的理解)(多选)关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是()A.加速度和力的关系是瞬时对应关系,即a与F同时产生,同时变化,同时消失B.物体只有受到力作用时,才有加速度,但不一定有速度C.任何情况下,加速度的方向总与合外力的方向相同,但与速度v的方向不一定相同D.当物体受到几个力作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作用所产生的分加速度的合成解析:选ACD.加速度与力的关系是瞬时对应关系,即a与F同时产生,同时变化,同时消失,故A正确;力是产生加速度的原因,物体所受的合力不为0时,才有加速度,静止的物体在合力作用瞬时立即产生加速度,而瞬时速度为零,故B错误;加速度是矢量,加速度方向与合外力的方向相同,也与物体速度变化的方向相同,但与速度v的方向不一定相同,故C正确;加速度是矢量,其合加速度满足矢量合成的法则平行四边形定则,即物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生加速度的矢量和,故D正确.2.(对牛顿第二定律的理解)(多选)关于速度、加速度、合力的关系,下列说法正确的是()A.原来静止在光滑水平面上的物体,受到水平推力的瞬间,物体立刻获得加速度B.加速度的方向与合力的方向总是一致的,但与速度的方向可能相同,也可能不同C.在初速度为0的匀加速直线运动中,速度、加速度与合力的方向总是一致的D.合力变小,物体的速度一定变小解析:选ABC.力和加速度存在瞬时对应关系,则原来静止在光滑水平面上的物体,受到水平推力的瞬间,物体立刻获得加速度,A正确;加速度的方向与合力的方向总是一致的,加速度的方向与速度的方向可能相同,也可能不同,B 正确;在初速度为0的匀加速直线运动中,加速度与合力的方向一致,速度与加速度方向一致,C正确;合力变小,加速度变小,若加速度和速度同向,则物体的速度仍然变大,D错误.3.(牛顿第二定律的应用)小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速运动,第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1,第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为a2,则()A.a1=a2B.a1<a2C.a1>a2D.无法判断a1与a2的大小解析:选A.设小孩的质量为m,与滑梯的动摩擦因数为μ,滑梯的倾角为θ,小孩下滑过程中受到重力mg、滑梯的支持力N和滑动摩擦力f,根据牛顿第二定律得:mg sin θ-f=ma,N=mg cos θ,又f=μN,联立得:a=g(sin θ-μcos θ),可见,加速度a与小孩的质量无关,则当第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下时,加速度与第一次相同,即有a1=a2.4.(牛顿第二定律的应用)(多选)质量为1 kg的物体受到2 N的水平拉力作用从静止开始沿光滑水平面运动.下列说法正确的是()A.物体的加速度大小为1 m/s2B.物体的加速度大小为2 m/s2C.运动1 s时间,物体的速度大小为2 m/sD.运动1 s时间,物体的速度大小为4 m/s解析:选BC.根据牛顿第二定律,可得F=ma,代入数据,解得a=2 m/s2,A错误,B正确;根据速度时间公式,可得v=at,代入数据,可得运动1 s时间,物体的速度大小为v=2 m/s,D错误,C正确.探究一对牛顿第二定律的理解【情景导入】1.加速度方向取决于合力方向还是速度方向?2.你了解赛车吗?如图所示是一辆方程式赛车,车身结构一般采用碳纤维等材料进行轻量化设计,比一般小汽车的质量小得多,而且还安装了功率很大的发动机,可以在4~5 s的时间内从静止加速到100 km/h.你知道为什么要使赛车具备质量小、功率大两个特点吗?提示:1.加速度方向取决于合力的方向.如图所示,光滑水平面上物体受一大小不变、方向向右的力F1的作用,物体的加速度a1方向向右.一段时间后,只改变F1的方向,即改为向左,这时物体速度v的方向向右,但是加速度的方向向左.2.赛车的质量小,赛车的运动状态容易改变;功率大,可以为赛车提供较大的动力.因此,这两大特点可以使赛车提速非常快(加速度大).1.对表达式F=ma的理解(1)单位统一:表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位.(2)F的含义:F是合力时,加速度a指的是合加速度,即物体的加速度;F 是某个力时,加速度a是该力产生的加速度.2.牛顿第二定律的六个性质性质理解因果性力是产生加速度的原因,只要物体所受的合力不为0,物体就具有加速度矢量性F=ma是一个矢量式,物体的加速度方向由它受到的合力方向决定,且总与合力的方向相同瞬时性加速度与合外力是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失同体性F=ma中F、m、a都是对同一物体而言的独立性作用在物体上的每一个力都产生加速度,物体的实际加速度是这些加速度的矢量和相对性物体的加速度是相对于惯性参考系而言的,即牛顿第二定律只适用于惯性参考系3.两个加速度公式的区别(1)a=ΔvΔt是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法定义的公式.(2)a=Fm是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素.【例1】如图所示,在粗糙的水平桌面上,有一个物体在水平力F作用下向右做匀加速直线运动.现在使力F逐渐减小直至为零,但方向不变,则该物体在向右运动的过程中,加速度a和速度v的大小变化为()A.a不断减小,v不断增大B.a不断增大,v不断减小C.a先增大再减小,v先减小再增大D.a先减小再增大,v先增大再减小[解析]物体在竖直方向受到重力和支持力,二力平衡,合力在水平方向上.水平方向物体受到水平力F和滑动摩擦力,摩擦力不变,力F方向不变,在F逐渐减小到等于摩擦力的过程中,合力减小,但合力方向与速度方向一致,速度一直增大,即物体做加速度减小的加速运动;力F从等于摩擦力再减小直至为零过程中,物体的合力又从零开始增大,但合力方向与速度方向相反,物体做减速运动,由牛顿第二定律可知,加速度大小与合力成正比,所以a先减小再增大,v先增大再减小,D正确.[答案] D[针对训练1]如图所示,静止在光滑水平面上的物体A,一端靠着处于自然状态的弹簧.现对物体作用一水平恒力,在弹簧被压缩到最短的这一过程中,物体的速度和加速度变化的情况是()A.速度增大,加速度增大B.速度增大,加速度减小C.速度先增大后减小,加速度先减小后增大D.速度先增大后减小,加速度先增大后减小解析:选C.力F作用在A上的开始阶段,弹簧弹力kx较小,合力与速度方向同向,物体速度增大,而合力(F-kx)随x增大而减小,加速度也减小,当F =kx以后,随物体A向左运动,弹力kx大于F,合力方向与速度反向,速度减小,而加速度a随x的增大而增大,综上所述,C正确.探究二牛顿第二定律的应用【情景导入】1.如何理解加速度与合力的瞬时对应关系?2.如图所示,篮球离开手后的瞬间,这样画篮球的受力和加速度对吗?(不计空气阻力)提示:1.合力随时间改变时,加速度也随时间改变.2.受力正确,加速度错误,加速度方向应竖直向下.1.应用牛顿第二定律解题的一般步骤2.两种“模型”“绳”或“线”类“弹簧”或“橡皮筋”类不同只能承受拉力,不能承受压力弹簧既能承受拉力,也能承受压力;橡皮筋只能承受拉力,不能承受压力将绳和线看作理想化模型时,无论受力多大(在它的限度内),绳和线的长度都不变,但绳和线的张力可以发生突变由于弹簧和橡皮筋受力时,其形变较大,形变恢复需经过一段时间,所以弹簧和橡皮筋的弹力不可以突变相同质量和重力均可忽略不计,同一根绳、线、弹簧或橡皮筋两端及中间各点的弹力大小相等(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(若物体处于平衡状态,则利用平衡条件;若处于加速状态,则利用牛顿第二定律).(2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力,发生在被撤去物接触面上的弹力都是立即消失).(3)求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律求出瞬时加速度.【例2】 如图所示,小车的顶棚上用绳线吊一小球,质量为m =1 kg ,车厢底板上放一个质量为M =3 kg 的木块,当小车沿水平面匀加速向右运动时,小球悬线偏离竖直方向30°,木块和车厢保持相对静止,重力加速度g 取10 m/s 2,求:(1)小车运动的加速度大小;(2)木块受到的摩擦力大小.[解析] (1)小球的加速度与小车加速度相等,因此对小球受力分析得mg tan θ=ma解得a =1033 m/s 2.(2)根据牛顿第二定律,木块受到的摩擦力F f =Ma =10 3 N.[答案] (1)1033 m/s 2 (2)10 3 N【例3】 如图所示,质量为2 kg 的物体静止放在水平地面上,已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现给物体施加一个与水平面成37°角的斜向上的拉力F =5 N .g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(1)求物体与地面间的摩擦力大小;(2)求物体的加速度大小;(3)若经过5 s 撤去拉力F ,物体还能滑行多远?[解析] (1)对物体受力分析如图所示,物体与地面间的摩擦力大小为F f=μ(mg-F sin 37°)解得F f=3.4 N.(2)水平方向,由牛顿第二定律有F cos 37°-F f=ma1解得a1=0.3 m/s2.(3)5 s末速度v=a1t=1.5 m/s设经过5 s撤去拉力F后加速度大小为a2,由μmg=ma2,解得a2=2 m/s2设还能滑行的距离为x02-v2=-2a2x解得x=0.562 5 m.[答案](1)3.4 N(2)0.3 m/s2(3)0.562 5 m[针对训练2](2021·高考全国卷甲,T14)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上.横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变.将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关.若由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大解析:选D.设PQ的水平距离为L,由运动学公式可知Lcos θ=12gt2sin θ,可得t=4L,可知θ=45°时,t有最小值,故当θ从由30°逐渐增大至60°时,g sin 2θ下滑时间t先减小后增大.[A级——合格考达标练]1.(多选)(2022·长春市二十九中月考)关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是()A.牛顿第二定律的表达式F=ma在任何情况下都适用B.某一瞬时的加速度,只能由这一瞬时的外力决定,而与这一瞬时之前或之后的外力无关C.物体的运动方向一定与物体所受的合外力的方向一致D.在公式F=ma中,若F为合力,则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和解析:选BD.牛顿第二定律适用于宏观物体的低速运动,故A错误;加速度与合外力具有瞬时对应性,所以某一瞬时的加速度,只能由这一瞬时的外力决定,而与这一瞬时之前或之后的外力无关,故B正确;根据牛顿第二定律可知物体的加速度方向一定与物体所受的合外力的方向一致,但运动方向不一定与合外力方向一致,故C错误;在公式F=ma中,若F为合力,则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和,故D正确.2.由牛顿第二定律知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为()A.牛顿第二定律不适用于静止的物体B.桌子的加速度很小,速度增量很小,眼睛不易觉察到C.推力小于摩擦力,加速度是负值D.推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以物体仍静止解析:选 D.牛顿第二定律中的力应理解为物体所受的合力.用一个力推桌子没有推动,是由于桌子所受推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以物体仍静止,故D正确,A、B、C错误.3.(2022·上海市洋泾中学期中)长江索道位于中国重庆市,往返于渝中区的新华路和南岸区的上新街,如图所示.当索道向右上方匀加速提升缆车车厢,若忽略空气阻力,则下列有关缆车车厢的受力图正确的是()解析:选 A.由于索道向右上方匀加速提升缆车车厢,故可得缆车车厢的受力为拉力和重力,拉力斜向右,B、C、D错误,A正确.4.质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f,加速度为a=13g,则f的大小是()A.f=13mg B.f=23mgC.f=mg D.f=43mg解析:选B.由牛顿第二定律得mg-f=ma,得,f=mg-ma=23mg.5.如图所示,一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是()A.加速度越来越大,速度越来越小B.加速度和速度都是先增大后减小C.速度先增大后减小,加速度方向先向下后向上D.速度一直减小,加速度大小先减小后增大解析:选C.在接触的第一个阶段mg>kx,F合=mg-kx,合力方向竖直向下,小球向下运动,x逐渐增大,所以F合逐渐减小,由a=F合m得,a=mg-kxm,方向竖直向下,且逐渐减小,又因为这一阶段a与v都竖直向下,所以v逐渐增大;当mg=kx时,F合=0,a=0,此时速度达到最大;之后,小球继续向下运动,mg<kx,合力F合=kx-mg,方向竖直向上,小球向下运动,x继续增大,F合增大,a=kx-mgm,方向竖直向上,随x的增大而增大,此时a与v方向相反,所以v逐渐减小.综上所述,小球向下压缩弹簧的过程中,F合的方向先向下后向上,大小先减小后增大;a的方向先向下后向上,大小先减小后增大;v的方向向下,大小先增大后减小.6.(多选)如图所示,当小车向右加速运动时,物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时()A.M受静摩擦力增大B.M对车厢壁的压力不变C.M仍相对于车厢静止D.M受静摩擦力不变解析:选CD.对M受力分析如图所示,由于M相对车厢静止,则F f=Mg,F N=Ma,当a增大时,F N增大,F f不变,故C、D正确.7.如图,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定,下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做加速运动时,细线保持与竖直方向的夹角为α,已知θ<α,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.小车一定向右做匀加速运动B.轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向C.小球P受到的合力不一定沿水平方向D.小球Q受到的合力大小为mg tan α解析:选D.对细线吊的小球研究,根据牛顿第二定律,得mg tan α=ma,得到a=g tan α,故加速度向右,小车向右加速,或向左减速,故A错误;设轻杆对小球的弹力与竖直方向夹角为β,由牛顿第二定律,得:mg tan β=ma′,因a′=a,得到β=α>θ,则轻杆对小球的弹力方向与细线平行,故B错误;小球P 和Q的加速度相同,水平向右,则两球的合力均水平向右,大小F合=ma=mg tan α,故C错误,D正确.[B级——等级考增分练]8.质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时,下列说法正确的是()A.秋千对小明的作用力小于mgB.秋千对小明的作用力大于mgC.小明的速度为零,所受合力为零D.小明的加速度为零,所受合力为零解析:选 A.秋千摆动到最高点时,受力情况如图所示,此时小明的速度为零,F=mg cos θ<mg,合力为mg sin θ,加速度为g sin θ.A正确,B、C、D错误.9.(多选)如图所示,将两个相同的木块a、b置于固定在水平面上的粗糙斜面上,a、b中间用一轻质弹簧连接,b的右端用细绳与固定在斜面上的挡板相连.达到稳定状态时a、b均静止,弹簧处于压缩状态,细绳上有拉力.下列说法正确的是()A.细绳剪断瞬间,a所受摩擦力也立刻发生变化B.细绳剪断瞬间,b所受摩擦力可能为零C.a所受的摩擦力一定不为零D.b所受的摩擦力一定不为零解析:选BC.细绳剪断瞬间,弹簧弹力不能突变,故a受力情况不变,故摩擦力不变,A错误;细绳剪断瞬间,对b分析,拉力消失,但若重力的分力与弹簧的弹力大小相等、方向相反,摩擦力可能为零,B正确;对a受力分析,弹簧被压缩,对a的弹力沿斜面向下,故一定受摩擦力,且摩擦力沿斜面向上,C正确;当弹簧对b的弹力、细绳对b的拉力的合力与重力沿斜面方向的分量相等时,b所受摩擦力可能为零,D错误.10.(多选)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态.现将细线剪断,将物块a的加速度记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度为g.在剪断的瞬间()A.a1=3g B.a1=0C.Δl1=2Δl2D.Δl1=Δl2解析:选AC.剪断细线前,对整体由平衡条件可知,细线承受的拉力F=3mg,剪断细线瞬间,物块a所受重力和弹簧拉力不变,由平衡条件可知重力与弹簧拉力合力大小为3mg,由牛顿第二定律可知,a1=3g,A正确,B错误;在剪断细线前,两弹簧S1、S2弹力大小分别为F T1=2mg、F T2=mg,剪断细线瞬间,两弹簧弹力不变,由胡克定律F=kx可知,Δl1=2Δl2,C正确,D错误.11.如图所示,小车运动的过程中,质量均为m的悬挂的小球A和车的水平底板上的物块B都相对车厢静止,悬挂小球A的悬线与竖直方向的夹角为θ,则关于物块B受到的摩擦力和小车的运动情况,下列判断中正确的是()A.物块B不受摩擦力作用,小车只能向右运动B.物块B受摩擦力作用,大小为mg tan θ,方向向左;小车可能向右运动C.物块B受摩擦力作用,大小为mg tan θ,方向向左;小车一定向左运动D.物块B受到的摩擦力情况无法判断,小车运动方向不能确定解析:选B.小车在水平面上运动,小球A和水平底板上的物块B都相对车厢静止,那么小球A和物块B在竖直方向上合外力为零,对A受力分析可知,悬线的弹力T=mgcos θ,小球A受到的合外力F=mg tan θ,方向水平向左,故小球A的加速度方向向左,所以物块B受到的合外力F′=F=mg tan θ,方向水平向左;对物块B进行受力分析可知,物块B受到摩擦力,大小为mg tan θ,方向向左;小车可能向左加速也可能向右减速运动,故B正确,A、C、D错误.12.(多选)如图所示,质量为m的小球与弹簧Ⅰ和水平细绳Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q两点.小球静止时,Ⅰ中拉力的大小为F1,Ⅱ中拉力的大小为F2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ其中一根的瞬间,球的加速度a应是()A.若剪断Ⅰ,则a=g,方向竖直向下B.若剪断Ⅱ,则a=F2m,方向水平向左C.若剪断Ⅰ,则a=F1m,方向沿Ⅰ的延长线方向D.若剪断Ⅱ,则a=g,方向竖直向上解析:选AB.没有剪断Ⅰ、Ⅱ时小球受力情况如图所示.在剪断Ⅰ的瞬间,由于小球的速度为0,绳Ⅱ上的力突变为0,则小球只受重力作用,加速度为g,A正确,C错误;若剪断Ⅱ,由于弹簧的弹力不能突变,F1与重力的合力大小仍等于F2,所以此时加速度为a=F2,方向水平向左,B正确,D错误.m。
4.3《牛顿第二定律》教学设计课标要求:理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生活中有关现象、解决有关问题。
知道国际单位制中力的单位。
活动建议:根据牛顿第二定律,设计一种能显示加速度大小的装置。
一、教材分析:教科书中牛顿第二定律的内容以两节的形式呈现,其目的是要强调实验探究的重要性和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。
本节开始以问题的形式引入,强调可以从上一节的探究实验数据来寻找加速度与力、质量的关系,然后引导学生通过分析基于数据的图线来获取规律,进一步总结出牛顿第二定律。
在“力的单位”中,通过力的单位的定义分析了牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的。
通过这样的安排,学生不仅能体会到单位的产生过程,更能体会到科学的严谨性和准确性。
本节用了两道联系生活实际的例题来引导学生学会利用牛顿第二定律分析和解决问题,以此让学生体会物理的实用性。
二、学情分析:学生已经学习了牛顿第一定律,对力和运动的相互作用观有了初步的认识,并通过第二节课的实验,得出了当质量一定时,加速度与力的关系,当力一定时,加速度与质量的关系,引导学生从图像出发推导牛顿第二定律的表达式水到渠成。
学生通过前段时间的学习,初步掌握了运动模型构建和受力分析方法,具备求合力的基本能力,对高中物理的建模有了一定的能力。
三、教学目标:物理观念:(1)能准确表述牛顿第二定律的内容;(2)理解牛顿第二定律表达式的意义;(3)知道国际单位制中力的单位"牛顿"是怎样定义的。
科学思维:(1)会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题;(2)根据图像科学推理出实验探究结果的定量表达式F=kma并且通过1N的定义推导出F=ma科学探究:(1)通过分析探究实验的数据,能够得出牛顿第二定律的数学表达式;(2)设计一种能显示加速度大小的装置。
科学态度与责任:培养分析数据、从数据获取规律的能力,能利用牛顿第二定律解决一些生活中的物理问题。
牛顿第二定律教案牛顿第二定律教案牛顿第二定律教案(一):牛顿第二定律教案一、教学目标1。
物理知识方面的要求:(1)掌握牛顿第二定律的文字资料和数学公式;(2)理解公式中各物理量的好处及相互关系;(3)明白在国际单位制中力的单位"牛顿"是怎样定义的。
2。
以实验为基础,透过观察、测量、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。
培养学生的实验潜力、概括潜力和分析推理潜力。
3。
渗透物理学研究方法的教育。
实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究;运用列表法处理数据,使学生明白结论是如何得出的;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。
二、重点、难点分析1。
本节的重点资料是做好演示实验。
让学生观察并读取数据,从而有说服力地归纳出a与F和m的关系,即可顺理成章地得出牛顿第二定律的基本关系式。
因此,熟练且准确地操作实验就是本课的关键点。
同时,也只有讲清实验装置、原理和圆满地完成实验才能使学生体会到物理学研究的方法,才能到达掌握方法、提高素质的目标。
2。
牛顿第二定律的数学表达式简单完美,记住并不难。
但要全面、深入理解该定律中各物理量的好处和相互关联;牢固掌握定律的物理好处和广泛的应用前景,对学生来说是较困难的。
这一难点在本课中可透过定律的辨析和有针对性的巩固练习加以深化和突破,另外,还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解。
三、教具小车、木板、滑轮、钩码、投影仪。
四、主要教学过程(一)引入新课由牛顿第必须律可知,力是改变物体运动状态的原因。
而物体运动状态的改变是物体运动速度发生变化,即加速度不为零。
因而力又是产生加速度的原因,加速度与力有关。
由牛顿第必须律还可知:一切物体总持续静止或匀速直线运动状态,这种性质叫惯性。
而质量是物体惯性大小的量度,因而加速度跟质量有关。
那么物体运动的加速度跟物体质量及受力之间存在什么样的关系?我们透过实验来探求。
《牛顿第二定律》教学设计一、教学内容分析1.内容与地位在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有:“通过实验,探究加速度与物体质量、物体受力的关系.理解牛顿运动定律”.本条目要求学生通过实验,探究加速度、质量、力三者的关系,强调让学生经历实验探究过程.牛顿第二定律是动力学的核心规律,是学习其他动力学规律的基础,是本章的重点内容,它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系,是在实验基础上建立起来的重要规律,在理论与实际问题中都有广泛的运用.在教学过程中要创设问题情境,让学生经历探究加速度、质量、力三者关系的过程,可以通过实验测量加速度、力、质量,分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像,根据图像导出加速度与力、质量的关系式.学习过程中引导体会科学的研究方法——控制变量法、图像法的应用,培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力.在知识的形成中真正理解牛顿第二定律,同时体验到探究的乐趣.2.教学目标(1)经历探究加速度与力和质量的关系的过程.(2)感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用.(3)体验探究物理规律的乐趣.(4)培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力.3.教学重点、难点引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程是本节课教学的重点,通过实验数据画出图像,根据图像导出加速度与力、质量的关系式是本节的难点.二、案例设计(一)复习导入教师:什么是物体运动状态的改变?物体运动状态发生变化的原因是什么?学生:物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变,力是使物体运动状态发生变化的原因.教师:物体运动状态的改变,也就是指物体产生了加速度.加速度大,物体运动状态变化快;加速度小,物体运动状态变化慢.弄清物体的加速度是由哪些因素决定的,具有十分重要的意义.那么物体的加速度大小是由哪些因素决定的呢?请同学们先根据自己的经验对这个问题展开讨论,让学生尝试从身边实例中提出自己的观点.讨论中体会到a跟力F、物体质量m有关.(二)探究加速度a跟力F、物体质量m的关系1.定性讨论a、F、m的关系学生:分小组讨论.教师:在学生分组讨论的基础上,请各组派代表汇报讨论结果.引导学生总结出定性的结论:a与F、m有关系,当m一定时F越大,a就越大;请思考:在这里为什么要组织学生开展这样的讨论?2.定量研究a、F、m的关系(1)设计实验方案教师在肯定学生回答的基础上,提问:如何定量地研究a与F、m的关系呢?指出刚才大家在定性讨论a、F、m三者关系时,就已经采用了在研究a与F关系时保持m一定,在研究a与m的关系时保持F一定的方法,这种方法叫做控制变量法,它是研究多变量问题的一种重要方法.下面我们可应用这种方法,通过实验对a、F、m的关系进行定量研究.教师进一步引导,使学生明确要在实验中研究a、F、m的关系必须有办法测出a、F、m.教师在指出讲台上放有气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、细线、砝码、小桶、弹簧秤、托盘天平、一端带有滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺,并说明每个光电开关与数字计时器一起能测出一定宽度的遮光板通过它的时间进而测出物体的瞬时速度后,让学生根据给定的器材设计实验方案,并在小组讨论基础上,全班交流.在大家互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案.学生:设计出如下实验方案.方案一 以小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、砝码、刻度尺、天平为器材,研究小车的运动.用天平测出小车的质量m1,测出小桶的质量m 2,把小桶与小桶中砝码的总重力m′g 当作小车受到的拉力F ,从打点计时器打出的纸带上测出△s ,由△s=a t2计算出小车的加速度a.方案二 以气垫导轨、气源、两个光电开关、数字计时器、滑块、刻度尺、细线、小桶、砝码、钩码、天平为器材研究滑块的运动.用天平测出滑块的质量m 1,测出小桶的质量m 2,把小桶与小桶中砝码的总重力m ′g 当作滑块受到的拉力F ,用导轨旁边的刻度尺测出两光电开关的距离s 0,用刻度尺测出固定在滑块上的遮光片的宽度△s ,根据数字计时器给出的遮光片分别通过前后两个光电开关所经历的时间△t1、△t 2,由于△s ≪s0,因此可以根据v 1=△s /△t 1和v 2=△s/△t 2计算出滑块在两光电开关间运动时的初、末速度,再由021222as v v =-计算出滑块的加速度a . 教师引导学生讨论两种方案的可行性,让学生踊跃发表自己见解.教师:上述两种方案都是可行的.但前一种方案中小车受到的摩擦力较大,实验误差较大,因此就得想办法消除摩擦力的影响,那么如何消除摩擦力呢?建议有兴趣的同学自己利用课余的时间去实验室用前一种方案或其他方案进行实验探索.本节课我们采用上述后一种方案进行实验探究.教师:不论采用上述哪种方案,我们把小桶与小桶中砝码的总重力mg 当作小车(包括上面的钩码)或滑块(包括上面的钩码)受到的拉力,这是有条件的,这条件就是m≪m′(m为小车与钩码或滑块与钩码的总质量).(2)进行实验探究教师:引导学生在气垫导轨上研究a 、F 、m 三者关系,为了让学生能有条不紊地进行实验,用电子幻灯片打出研究内容、实验步骤和数据记录表格如下:【研究内容】研究m一定时,a 与F 的关系【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m1=__________g,小桶质量m 2=__________g,则滑块总质量m 等于m 1加上放在它上面的钩码的质量△m 1.②在桶中放置质量为△m2的砝码,则m′=m 2+△m 2,当m ≪m ′时,认为F=m′g (g 取9.8m /s 2).③用刻度尺测出遮光片的宽度△s=__________m,用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s 0=__________m.④实验时,保持s0不变,把各次滑块运动中遮光片经过前后光电开关的时间△t 1、△t 3代入公式计算出各次滑块运动的加速度,并把实验数据填入表5-1. 单个滑块质量 m1=_____g 滑块总质量 m =_____g 小桶质量 m 2=_____g 遮光片宽度 △s =_____m 两光电开关间距 s 0=_____m实验次数 小桶上的砝码质量△m 2/g小桶与坛码总质量m ′/g △t 1/s △t 2/s 滑块加速度a/(m ﹒s -2) 滑块受的拉力F /N 1234 【实验的结论】____________________________________________________【研究内容二】研究a与m 的关系(F 一定)【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m1=__________g ,小桶质量m2=__________g,则各次实验中滑块总质量m 等于m 1加上放在它上面的钩码的质量△m 1.②在小桶中放置质量为△m2的砝码,则m ′=m 2+△m 2,当m≪m ′时,认为F=m ′g (g 取9.8m/s2),并保持m 不变.③用刻度尺测出遮光片的宽度△s=__________m,用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s 0=__________m .021222s t s t s a ÷⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆-=④实验时,保持s 0不变,把各次滑块运动中遮光片经过光电开关的时间△t 1、△t2代入公式,计算出各次滑块运动的加速度,把实验数据填入表5-2. 单个滑块质量 m 2=_____g小桶质量 m2=_____g小桶与砝码的总质量 m ′=_____g遮光片宽度△s=_____m两光电开关间距 s 0=_____m 实验次数 滑块砝码质量△m1/g △t 1/s△t 2/s 滑块加速度a /(m ﹒s -2) 滑块与砝码总质量m/g 1 234【实验的结论】____________________________________________________说明 在简要说明数字计时器的使用方法,强调实验过程应使气垫导轨保持水平,两光电开关间距要尽可能大些,尽可能使m ′远大于m (如果m′≥20m ,则可认为m ′≫m )等注意事项后,请两位学生上台操作并报告测量数据,其他学生边观察边在课前印发的实验数据记录表(表5-1、表5-2)上填上实验测量数据.教师:把全班学生分成8个小组,第1组~第4组学生分别完成(表5-1)中从实验次数1~4各项目的计算与填写,第5组~第8组学生分别完成(表5-2)中从实验次数1~4各项目的计算与填写.021222s t s t s a ÷⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆-=教师:让学生反馈计算结果,并填入电子幻灯片(表5-1)、(表5-2)的对应栏目中.教师:引导学生对表5-1的数据①通过直接观察;②通过在坐标纸上画出a-F 图像进行分析,得出a ∝F (m 一定时)的结论.在描点画图时,让学生体会为什么要让描出的点尽可能多地分布在某一直线的两侧,尝试说出实验误差的原因.教师:引导学生对表11-2的数据①通过直接观察②通过在坐标纸上画出a -m 图像进行分析,只能得出当F 一定时,m越大a 就越小的结论.教师:能不能就此马上断言a 与m 成反比?让学生展开讨论.教师:在引导学生进行全班交流的基础上,问学生能不能猜想a与m 成反比? 如何证明这种猜想是否正确?请思考讨论. 学生:可以画出a 与m 1图像,看它是否为过原点的直线.学生:还可以通过计算a 与m的比值来判断. 教师:让学生分组计算出对应各次实验的m 1,并在全班反馈填人表11-2后,在坐标纸上作出a-m 1图像.学生:确实实验得到的直线是接近过原点的,实验误差允许范围内a 与m是成反比(F 一定时)的.说明 这里开展一系列讨论的目的是为了让学生体会从a -m 图像转化到a -m 1图像的意义,认识图像法描述物理规律的作用.教师:本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验,实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就能得出,还需要通过大量的实验事实来论证. 3.牛顿第二定律通过大量的实验探究得到加速度与力、质量的关系是:当物体的质量一定时,物体的加速度跟所受的作用力成正比,跟物体的质量成反比,这就是牛顿第二定律.加速度和力都是矢量,它们都有方向,牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系,还确定了它们的方向之间的关系:加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同.牛顿第二定律也可用数学公式来表示:a∝F/m或F∝ma上式可改写为等式:F=kma,式中的k是比例常数.教师指出:(1)如果各物理量都采用国际单位,k=1;(2)力的单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的.定义:使质量1kg的物体产生1m/s2的加速度所需要的力,叫做1N.即1N=1kg·m/s2可见,如果都用国际制单位,则k=1.牛顿第二定律可简化为F=ma这就是牛顿第二定律的数学表达式.三、案例评析本节课教学设计的思路是:首先提出物体的加速度是由哪些因素决定的这个问题,引导学生根据自己已有的经验进行定性探究,在此基础上,进一步引导学生应用控制变量法进行定量探究,让学生经历自己设计实验方案、观察实验现象、记录实验数据、全班合作处理实验数据、分析实验数据得出结论的过程,最后总结出牛顿第二定律的数学表达式.本节课教学设计为创设问题情境,让学生主动参与探究加速度、质量、力三者关系的全过程,在实验方案设计分析、应用图像探究规律等问题解决的过程中较为关注学生自己的观念,让学生在问题讨论中完善自己的观点,学习应用物理和数学的方法研究自然规律,有效地培养学生的实验设计能力、观察能力、分析能力、解决问题的能力以及合作交流的能力.教师在实验完成后的一句话“本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验,实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就得出,还需要通过大量的实验事实来论证”充分体现了注重对学生进行科学态度和科学精神的教育.对于实验的方案可以根据学校、学生的情况,选择一种或两种或三种做,让学生比较实验的结果,对实验进行多方面的反思.牛顿第二定律说课稿今天我说课的内容是高中物理必修一第五章第二节《牛顿第二定律》,我将从教材分析、学法指导、教学程序、板书设计等方面进行阐述。