2022年《牛顿第二定律》教案设计.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载第四章 牛顿运动定律4.3 牛顿其次定律教学目标一 学问与技能1. 把握牛顿其次定律的文字内容和数学公式2. 懂得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. 会用牛顿其次定律的公式进行有关的运算二 过程与方法5. 以试验为基础, 归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿其次定律6. 能从实际运动中抽象出模型并用其次定律加以解决三 情感态度与价值观7. 渗透物理学讨论方法的训练8. 熟悉到由试验归纳总结物理规律是物理学讨论的

2、重要方法教学重点1. 牛顿其次定律2. 牛顿其次定律的应用教学难点牛顿其次定律的应用教学过程引入师：牛顿第肯定律告知我们,力是转变物体运动状态的缘由即产生加速度的缘由,加速度同时又与物体的质量有关；上一节课的探究试验我们已经看到,小车的加速度可能与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比；大量试验和观看到的事实都能得出同样的结论,由此可以总结出一般性的规律：物体加速度的大小跟合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同；这就是牛顿其次定律；一、 牛顿其次定律：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 5 页 - -

3、 - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载【定义】： 物体加速度的大小跟合外力成正比,合外力的方向相同；比例式：aF或Fma；m跟物体的质量成反比,加速度的方向与等式：Fkma其中 k 是比例系数；（公式中的F 是合外力,而ma是作用成效,不要看成力,它们只是大小相等）力的单位 K 是比例常数,那 k 应当是多少呢？这里要指出的是, 在 17 世纪,人类已经有了一些基本物理量的计量标准,但仍没有规 科学家们在做与力有关的试验时并没 定多大的力为一个单位力,当然也没有力的单位牛顿；有精确运算力的大小,利用

4、的仅仅是简洁的倍数关系；比如当挂一个钩码时,质量为 1kg 的小车产生大小为 2m/s 2的加速度,当挂两个钩码时,此时小车受力是第一次的两倍,试验 2 的加速度,由此可以得出物体的加速度与所受的合外力成正比 结果是小车产生大小为 4m/s（由于仍没有规定一个单位的力是多大,所以你也无法知道一个钩码是几个单位的力；比如只有当我们规定了多长的距离为一个单位长度 米；）；由于单位力的大小仍没有规定,所以（1m）后才能知道一根棒有几个单位长度即几k 的挑选有肯定的任意性,只要是常数,它就能正确表示 F 与 m、a 之间的比例关系；（或者反过来讲,假如我们当时已经规定了力的单位为 N,并且规定一个钩码

5、的重量为 1N,那么公式中的 k 就不具有随便性；在运算时质量的单位用 kg,加速度的单位用 m/s 2,当 F m a 三者都取值为单位 1 时有： 1N=k*1kg*1m/s 而 2我们知道 1kg*1m/s 2表示使质量为 1kg 的物体产生 1m/s 2 的力,对比上例应当是半个钩码,那 k 就应当等于 2；假如当时规定两个钩码重量为 1N 时,那 k 应当是 4；而当规定半个钩码重为 1N时, k 就是 1 了；所以由于没有规定 行；1N的力是多大, k 的值任意的,只要常数就既然 k 是任意取的,那取 1 将会使公式最简便；当 k 值取定后,力的单位理所当然也定下来了：一个单位力

6、=1*1kg*1m/s 2,即规定了 1N 的力是使质量为 1kg 的物体产生 1m/s 2加速度的力；用手托住两个鸡蛋大约就是 1N；从上可知力的单位是 kg*m/s 2,后来为了纪念牛顿,把 kg*m/s 2称做“ 牛顿” ,用 N表示；细心整理归纳 精选学习资料 公式：Fma 第 2 页,共 5 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -例 1、 一物体质量为学习必备欢迎下载0 时刻开头,用一水平向右的1kg 的物体静置在光滑水平面上,大小为 2

7、N的力 F1 拉物体,就（1）物体产生的加速度是多大？2S 后物体的速度是多少？F2, 就物体的加速度是（2）如在 3 秒末给物体加上一个大小也是2N水平向左的拉力多少？ 4 秒末物体的速度是多少？（3）3S 内物体的加速度2m/s2是由力 F1 产生的, 3S后物体的加速度为0,那是说 3S后 F1 不再产生加速度了？N F1 G 解 ： （ 1 ） 受 力 分 析 知 ： 物 体 所 受 的 合 外 力 为 F1=2N, 就 根 据 公 式 a F 合 有ma F 合 22 m / s 2；从 0 时刻开头做初速度为 0,加速度为 2m/s 2的匀加速直线运动,m 1据 vt v 0 at

8、 得 2S 末速度为 4m/s；（2）3S 末加上 F2 后,物体所受的合外力为 0,就据 a F 合 有加速度为 0；从 3S末开m始物体做匀速直线运动,4S末速度是 4m/s ；（3）可以用公平四边形定就进行分解合成的不仅仅是力,全部的矢量均可以用公平四边形定就进行分解合成,当然也包括加速度；3S 后 F1 仍旧产生 2m/s2 的加速度,不过F1 产生的加速度与F2 产生的加速度相互抵消,所以总的加速度是0；【牢记】： 物体受到几个力的作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就像其他力不存在一样, 这个性质叫做力的独立性原理；物体的合加速度等于各个分力分别产生的加； 第 3 页,共

9、 5 页 速度的矢量和；也等于合外力与质量的比值a 合F 合F1F2F3FnF 1F2Fna1a2anmmmmm例 2：光滑水面上,一物体质量为1kg,初速度为0,从 0 时刻开头受到一水平向右的细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载接力 F, F随时间变化图如下,要求作出速度时间图象；3 0 F/N 1 2 3 4 t/s 3 vm/s 2 3 4 ts 2 2 1 1 1 0 【牢记】： 加速度与合外力

10、存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消逝,加速度马上消逝；所以加速度与力一样,可以突变,而速度是无法突变的；例 3、牛顿第肯定律是牛顿其次定律的特例吗？【牢记】： 牛顿第肯定律说明物体的运动不需要力来维护,力是转变物体运动状态的缘由； 牛顿第肯定律定义了力；正由于知道了在没有力的情形下物体是静止或匀速的,人们才能去讨论物体在有力的情形下是如何运动的；所以牛一是牛二的基础,牛二是牛一的扩展；总结分析【牢记】：1、F 与 a 的同向性；2、F 与 a 的瞬时性；3、力的独立性原理；4、F 可以突变, a 可以突变,但 v 不能突变；5、牛二只适用

11、于惯性参考系6、牛二适用于宏观低速运动的物体7、a v是定义式、度量式；a F是打算式；两个加速度公式,一个是纯粹从运t m动学（现象）角度来讨论运动；一个从本质内因进行讨论；就像农夫看云识天气,把握天气规律, 但并不知道云是如何形成的,为什么不同的云代表不同的天气；就像知道有加速度却不知道为何会有；细心整理归纳 精选学习资料 8、不能认为牛一是牛二在合外力为0 时的特例； 第 4 页,共 5 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下

12、载例 4、从牛顿其次定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度；可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它,这跟牛顿其次定律有无冲突？为什么？F 合答：没有冲突,从 a 合 角度来看,由于提不动,所以静止,就合外力为 0,所以m加速度也为 0；从 a 合 a 1 a 2 a n 角度来看,物体受三个力,支持力、重力、向上提的力；这三个力产生的加速度相互抵消,所以合加速度也是 0；例 5、某质量为 1100kg 的汽车在平直路面试车,当达到 100kmh 的速度时关闭发动机,经过 70s 停下来,汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为 2000 N ,产生的加速度应为多大？假定试车过程中

13、汽车受到的阻力不变；例 6、一个物体,质量是2 kg ,受到互成 120 角的两个力F1和 F2 的作用；这两个力的大小都是 10N,这两个力产生的加速度是多大？二、用牛顿其次定律解题的方法和步骤1、明确讨论对象（隔离或整体）2、进行受力分析和运动状态分析,画出示意图3、规定正方向或建立直角坐标系,求合力 F 合4、列方程求解物体受两个力：合成法F合ma 第 5 页,共 5 页 物体受多个力：正交分解法 沿运动方向和垂直于运动方向分解F xma 运动方向 F y0（垂直于运动方向）细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -