教案-全国-2015_2015高中物理 第四章 第三节 牛顿第二定律教案 新人教版必修1.doc

14第四章牛顿运动定律3牛顿第二定律【课前准备】【课型】新授课【课时】1课时【教学目标】知识与技能1.能准确表述牛顿第二定律．2.能根据对1N定义，理解牛顿第二定律的数学关系式是如何从F=kma的．3.知道牛顿第二定律是针对质点使用的，因为关系式中的F应是质点所受的合力．能从同时性、矢量性等方面深入理解牛顿第二定律，理解为什么说牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁．过程与方法1.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．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.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．2.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、难点：教学重点牛顿第二定律应用．教学难点牛顿第二定律的意义．教学方法：探究、讲授、讨论、观察、思考、归纳．【教学过程】【新课导入】【问题】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?【回答】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．【问题】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?【回答】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．【问题】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】3牛顿第二定律一、牛顿第二定律【总结】通过上一节课的实验，再一次证明了：物体的加速度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．这就是牛顿第二定律．【问题】如何用数学式子把以上的结论表示出来?【回答】或者【问题】如何把以上式子写成等式?【回答】需要引入比例常数k【解说】可以把上式再变形为．【说明】F指的是物体所受的合力.二、力的单位【过渡】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1kg的物体，获得1m/s2的加速度时，受到的合外力为1N，即1N=1kg·m/s2．可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，【总结】牛顿第二定律的数学表达式．【问题】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?【回答】质量m是标量，没有方向．合力的方向与加速度方向相同．我们说牛顿第二定律具有同向性．【总结】力是使物体产生加速度的原因，力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性、同体性、独立性等几个特点：1.矢量性.物体加速度的方向与物体所受合外力的方向永远相同，时刻相同，合外力的方向即为加速度的方向.2.瞬时性.加速度矢量与合外力矢量之间的正比关系具有瞬时性，即某时刻的合外力对应着某时刻的加速度，所以它适合解决物体在某一时刻或某一位置力和运动关系的问题.同时还表明物体只要一受到合外力作用，物体立即产生加速度；合外力消失，加速度也立即消失.3.同体性：a=各量都是属于同一物体的，即研究对象的统一性.4.独立性：F合产生的a是物体的合加速度，x方向的合力产生x方向的加速度，y方向的合力产生y方向的加速度.牛顿第二定律的分量式为Fx=max,Fy=may.【例题1】某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h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2000N，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）【解析】在试车第一阶段，汽车做匀变速运动，V0=100km/h=27.8m/s，t=70sv=0m/s由牛顿第二定律可得汽车的加速度：汽车受到的阻力为：在重新起步并加速后，汽车除了受到上述阻力外，还受到牵引力F，汽车所受的合力为：由牛顿第二定律可得汽车的加速度：加速度是矢量，方向与合外力方向相同．【总结】牛顿第二定律应用时的一般步骤.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.【例题2】光滑水平桌面上一个物体，质量是2kg，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，这个物体产生的加速度是多大？【分析】牛顿第二定律中F合是指合力而言，本题中物体受到两个互成角度的力，解题时可以先对力进行合成或者分解到坐标轴上．求得合力后利用牛顿第二定律求解加速度．【解析】对物体进行受力分析，求和的合力．把力分别沿x轴和y轴的方向进行分解，它们的分立为和在y轴方向的两个分力和大小相等、方向相反平衡合力为零，在x轴方向的两个分力和方向相同，这两个力的合力就是和的合力，即由牛顿第二定律得【说一说】质量不同