2015-2016高中物理 第四章 3牛顿第二定律教案 新人教版必修1.doc

牛顿第二定律 一、 教学目标 二、教学重点 ‎ 对牛顿第二定律的理解，掌握及简单应用 三、教学难点 ‎ 对牛顿第二定律瞬时性和矢量性的确切理解。‎ 教学过程 物体运动状态的改变需要有力的作用，物体运动状态改变的快慢（加速度），不仅与物体所受力有关，还与物体的惯性有关，牛顿第二定律揭示了加速度与质量的关系。‎ （一） 加速度与力和质量的关系 ‎【演示】如图‎3-3-1‎所示的实验装置，取两个质量相同的小车放在光滑的水平板上，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘，盘里分别放着不等的砝码，使两个小车在拉力作用下做加速运动，拉力F的大小可以认为等于砝码的（包括砝码盘）的重量。小车的质量和F的大小，可以通过增减砝码来改变，车的后端也分别系上绳。用一只夹子夹住两根细绳，以同时控制两两小车，使它们同时运动和停止运动。‎ 夹子 小车 小车 F1‎ F2‎ 图‎3-3-1‎ 1. 加速度和力的关系 ‎ ⑴ 研究前提：物体的质量保持一定。‎ ‎ ⑵ 演示过程及测出的数据。（参考）‎ 小车质量m/kg 作用力F/N 相等时间t内位移s/m 小车1‎ ‎0.250‎ ‎20‎ ‎0.8‎ 小车2‎ ‎0.250‎ ‎10‎ ‎0.4‎ ‎ ⑶ 结论：m一定时，，由及，即 3‎ 1. 加速度和质量的关系 ‎⑴ 研究前提：物体所受的作用力一定 ‎⑵ 演示过程及测出的数据（参考）‎ 小车质量m/kg 作用力F/N 相等时间t内位移s/m 小车1‎ ‎0. 500‎ ‎20‎ ‎0.39‎ 小车2‎ ‎0.250‎ ‎20‎ ‎0.80‎ ‎⑶ 结论：F一定时，，由及，即 （一） ‎ 牛顿第二定律 1. 牛顿第二定律的表述：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。‎ 2. 牛顿第二定律的数学表达式表述：‎ ‎ ，，写成等式为F=kma 比例系数k与式中物理量单位的选取有关，若各量单位均用国际单位制中单位，则 k=1。‎ ‎⑴ 1牛顿（N）力的规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做1N。‎ ‎⑵ 牛顿第二定律：F=ma（各量用国际制单位）‎ 3. 对牛顿第二定律的深层理解 ‎⑴ 同体性：是指F合、m和a都是对于同一个物体而言的。‎ ‎⑵ 矢量性：是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向。‎ 牛顿第二定律公式是一个矢量式。‎ 牛顿第二定律的进一步表述：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量 成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。‎ ‎ ⑶ 瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬时对应关系，无论物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运动的加速度大小和方向总与合外力方向同步变化。‎ ‎ ⑷ 独立性：是指作用在物体上的每一个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其它作用无关，我们称之为力的独作用原理。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。‎ 4. 用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤：‎ ‎ ⑴ 确定研究对象 ‎ ⑵ 进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图 ‎ ⑶ 建立坐标系，即选取正方向，根据定律列方程 ‎ ⑷ 统一已知量单位，代值求解 ‎ ⑸ 检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解 3‎ ‎【解析】由F合、a、v的关系知，a的大小及方向取决于合外力，故D正确， v、‎ F合无决定关系，故A、B、C错误，物体速度为零时，合外力不一定为零，如小球做自由落体运动的瞬间，速度为零，但合外力为小球重力。物体合外力为零时，可以做匀速直线运动或静止，速度不一定为零，物体合外力减小，则加速度减小，由a与v的关系可知，当a与v方向相同时物体物体运动速度v总是增大的，正确选项为D。‎ ‎【例2】一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N 和6N，当两个力的方向变化时，物体的加速度大小可能为（ ）‎ A. ‎1 m/s2‎ B. ‎2 m‎/s2‎ C. ‎3 m/s2‎ D. ‎4 m/s2‎ ‎【解析】根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个力的作用，物体的加速度跟所受的外力的合力成正比。题目所给的两个力大小分别为2N和6N，当两个力的方向相同时合力最大，最大值为2+6=8（N），当两个力方向相反时合力最小，最小值为6-2=4（N），当两个力的方向即不相同，也不相反时，合力的大小大于2N而小于8N，所以两个力的合力的方向发生变化时，合力的大小2N