2023學(xué)年度教案-牛頓第二定律

牛頓第二定律★新課標要求（一）知識與技能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、知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。4、會用牛頓第二定律的公式進行有關(guān)的計算和解答實際問題。（二）授課方式：自學(xué)、講授、討論、合作（三）過程與方法1、以實驗為基礎(chǔ)，歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關(guān)系進而總結(jié)出牛頓第二定律。通過定律的辨析和有針對性的鞏固練習(xí)加以深化和突破。2、培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力。（四）情感、態(tài)度與價值觀1、滲透物理學(xué)研究方法的教育。2、認識到由實驗歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法?！锝虒W(xué)重點牛頓第二定律理解，應(yīng)用牛頓第二定律解決物理問題★教學(xué)難點牛頓第二定律的理解及應(yīng)用★教學(xué)方法 1、復(fù)習(xí)回顧，歸納總結(jié)；2、通過實例的分析、強化訓(xùn)練，使學(xué)生理解牛頓第二定律的意義?！锝虒W(xué)用具：電腦、多媒體等★教學(xué)過程（一）引入新課教師活動：教師說明本節(jié)學(xué)習(xí)任務(wù)，（展示課題）第三節(jié)牛頓第二定律提出問題讓學(xué)生復(fù)習(xí)回顧：（展示知識回顧）1、火箭運動狀態(tài)的改變與那些因素有關(guān)？2、物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關(guān)系？3、物體的加速度與其質(zhì)量之間存在什么關(guān)系？學(xué)生活動：學(xué)生回顧思考討論。教師活動：（進一步提出問題，完成牛頓第二定律探究任務(wù)的引入）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？（演示實驗flash）學(xué)生活動：學(xué)生思考討論，并在教師的引導(dǎo)下，初步討論其規(guī)律．教師活動：展示學(xué)生實驗的結(jié)果，物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。點評：通過學(xué)生的討論，復(fù)習(xí)回顧上節(jié)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探究問題的能力。（二）進行新課教師活動：學(xué)生分析討論后，教師進一步提出問題：l、牛頓第二定律的內(nèi)容應(yīng)該怎樣表述？怎樣表述正確？三種改法，引導(dǎo)學(xué)生討論2、它的比例式如何表示？引導(dǎo)：什么情況下可以說成正比、成反比？什么情況下不能說呢？你還可以舉出相應(yīng)的例子嗎？三種改法，引導(dǎo)學(xué)生討論3、各符號表示什么意思？4、各物理量的單位是什么？其中，力的單位“牛頓”是如何定義的？學(xué)生活動：學(xué)生討論分析相關(guān)問題，記憶相關(guān)的知識。（學(xué)生回答問題后，追問：在什么情況下K＝1？1N是怎樣規(guī)定的？）要知道1牛頓力的物理意義，使質(zhì)量為一千克的物體產(chǎn)生一米每兩次方秒的加速度的力就是1牛頓，公式表示就是1㎏×1m/s2=1N。在國際單位制中，力的單位就是這樣推導(dǎo)出來的。（展示力的單位規(guī)定和牛二定律內(nèi)容）由大量的實驗表明：加速度和力與質(zhì)量的關(guān)系，我們得到結(jié)論：物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。這就是牛頓第二定律。加速度和力都是矢量。牛頓第二定律不但確定了加速度和力的大小之間的關(guān)系，還確定了它們的方向之間的關(guān)系：加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同。教師活動：上面我們研究的是物體受到一個力作用的情況，當(dāng)物體受到幾個力作用時，上述規(guī)律又將如何表述？學(xué)生活動：學(xué)生討論分析后教師總結(jié)：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。點評：培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)一般規(guī)律的能力教師活動：（展示牛二進一步描述）學(xué)生討論分析后教師總結(jié)：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因，力與物體的加速度具有矢量性、瞬時性和獨立性點評：牛頓第二定律是由物體在恒力作用下做勻加速直線運動的情形下導(dǎo)出的，但由力的獨立作用原理可推廣到幾個力作用的情況，以及應(yīng)用于變力作用的某一瞬時。教師活動：教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)牛頓第二定律的應(yīng)用及注意問題。（展示理解）歸納牛頓第二定律的五個性質(zhì)：以提水為例分析（1）矢量性：力和加速度都是矢量，物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。牛頓第二定律數(shù)學(xué)表達式∑F=ma中，等號不僅表示左右兩邊數(shù)值相等，也表示方向一致，即物體加速度方向與所受合外力方向相同。（2）因果性：力是產(chǎn)生加速度的原因。（3）瞬時性：當(dāng)物體（質(zhì)量一定）所受外力發(fā)生突然變化時，作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發(fā)生突變；當(dāng)合外力為零時，加速度同時為零，加速度與合外力保持一一對應(yīng)關(guān)系。牛頓第二定律是一個瞬時對應(yīng)的規(guī)律，表明了力的瞬間效應(yīng)。力和加速度同時改變，瞬時對應(yīng)。可舉踢球例子。（4）獨立性：作用在物體上的各個力，都能各自獨立產(chǎn)生一個加速度，各個力產(chǎn)生的加速度的矢量和等于合外力產(chǎn)生的加速度。（5）同一性：a與F與同一物體某一狀態(tài)相對應(yīng)。點評：培養(yǎng)學(xué)生的概括和總結(jié)能力。提問：因果性、瞬時性（是先有力的作用再產(chǎn)生加速度還是同時的？），不提：相對性（牛頓第二定律的適用范圍：1、慣性系；2、低速宏觀物體）教師活動：（展示例題1）引導(dǎo)學(xué)生一起分析、解決。例題1：某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車，當(dāng)達到100km／h的速度時關(guān)閉發(fā)動機，經(jīng)過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。學(xué)生活動：學(xué)生在實物投影儀上講解自己的解答．并相互討論；應(yīng)用牛頓第二定律解題的兩類問題教師活動：學(xué)生自己總結(jié)后作答，其他同學(xué)補充。（展示例題1答案）進一應(yīng)用牛頓第二定律解題的兩類問題11）已知物體的受力情況，求物體的運動情況；（（2）已知物體的運動情況，求物體的受力情況。關(guān)鍵：求加速度關(guān)鍵：求加速度a，因為它是連接力與運動的橋梁。進一步提出問題：作用在物體上的各個力，都能各自獨立產(chǎn)生一個加速度，各個力產(chǎn)生的加速度的矢量和等于合外力產(chǎn)生的加速度。（展示例題2）例題2：一個物體質(zhì)量是2kg，受到互成角的兩個力F1=10N和F2=10N的共同作用，這個物體產(chǎn)生的加速度是多大？學(xué)生活動：學(xué)生講解自己的解答．并相互討論；學(xué)生在實物投影儀上講解自己的解答．并相互討論；教師活動：（展示例題2答案）解法1：合成法兩個分力與合力產(chǎn)生的效果相同，故兩分力產(chǎn)生的加速度與合力產(chǎn)生的加速度相同，所以可先求合力，再求加速度。Ｆ合＝Ｆ1cos＋Ｆ２cos＝2F1cos=10N由牛頓第二定律：Ｆ合＝ma得：a=F合/m=5m總結(jié)解題的步驟：1、2、3、4引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題的步驟：（展示解題的步驟：）總結(jié)解題的步驟：1、2、3、4點評：例題2提供一個完全抽象的動力學(xué)問題。，培養(yǎng)學(xué)生進行數(shù)據(jù)分析，加深對規(guī)律的理解能力，加強物理與學(xué)生生活實踐的聯(lián)系，應(yīng)該說物理學(xué)研究問題首先就是對實際問題加以抽象。教師活動：（展示練習(xí)）引導(dǎo)學(xué)生一起分析、解決。練習(xí)題：從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？學(xué)生活動：學(xué)生自己總結(jié)后作答，其他同學(xué)補充。點評：培養(yǎng)學(xué)生的概括和總結(jié)能力。教師活動：（展示練習(xí)答案）答：沒有矛盾，由公式F合=ma看，F(xiàn)合為合外力，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，這個力應(yīng)是合外力。現(xiàn)用力提一很重的物體時，物體仍靜止，說明合外力為零。由受力分析可知F+N-mg=0。學(xué)生活動：學(xué)生自己總結(jié)后作答，其他同學(xué)補充。點評：通過定律的辨析和有針對性的鞏固練習(xí)加以深化和突破?？偨Y(jié)：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。課堂小結(jié)(可引導(dǎo)學(xué)生總結(jié))（展示課堂小結(jié)）1、這節(jié)課以上節(jié)實驗結(jié)論為依據(jù)。根據(jù)已掌握的知識歸納、探索規(guī)律F=kma是物理研究的重要方法。2、定義力的單位“牛頓”1㎏×1m/s2=1N使得k=1，得到牛頓第二定律的簡單形式F=ma。使用簡捷的數(shù)學(xué)語言表達物理規(guī)律是物理學(xué)的特征之一，但應(yīng)知道它所對應(yīng)的文字內(nèi)容、意義和進一步描述。3、注重牛頓第二定律解題方法步驟和六個性質(zhì)理解及應(yīng)用。4、牛頓第二定律概括了運動和力的關(guān)系。合外力決定了加速度，而加速度影響著物體的運動情況。因此，牛頓第二定律是把力和物體的運動構(gòu)成一個整體，其中的紐帶就是加速度課余作業(yè)教師活動：（展示作業(yè)）1、課后完成課本“問題與練習(xí)”中的習(xí)題。2、質(zhì)量不同的物體，所受的重力不一樣，它們自由下落時加速度卻是一樣的，你怎樣解釋？3