《牛顿第二定律》教案

九年级物理下册第四章第三节
《牛顿第二定律》教案
题目：牛顿第二定律
课时：一课时
课型：讲授型
授课人：
日期：
《牛顿第二定律》教案
一、教材分析
（一）本节的地位和作用
牛顿第二定律它是在实验基础上建立起来的重要规律，也是动力学的核心内容。

牛顿第二定律是牛顿第一定律的延续，是整个运动力学理论的核心规律，是本章的重点和中心内容。

它在力学中占有很重要的地位，反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系，是一条适用于惯性系中的各种机械运动的基本定律，是经典牛顿力学的一大支柱。

而且牛顿第二定律在生活生产中都有着非常重要的作用，如设计机器、研究天体运动，计算人造卫星轨道等等都与牛顿第二定律有关。

（二）教学内容的认识
教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达分成了两节内容，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是确立了力与运动之间的直接关系，即因果关系。

本节内容是在上节实验的基础上，通过分析说明，提出了牛顿第二定律的具体表述，得到了牛顿第二定律的数学表达式。

教科书突出了力的单位“1牛顿”的物理意义，并在最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路。

二、学情分析
（一）在非智力因素方面
学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。

（二）学生已有的知识基础
在本节内容之前，学生已经做了“探究加速度与力、质量的关系”这一实验，已定性地了解加速度、力、质量的关系。

学生很自然地就存在这样的疑问“加速度、力、质量是不是有具体的数量关系?”并急于得到解答。

这一疑问打破了旧的知识体系，同时又是构成新的知识体系的前提。

教师要注重新旧知识的衔接与过渡。

（三）学生可能遇到的困难
学生受已有的经验和思维的影响，在牛顿第二定律的理解上可能存在困难，牛顿第二定律是什么？该怎么理解？
（四）解决方案
按照认知规律，循序渐进，让学生感受物理学在认识自然上的本质性、深刻性、有效性。

引导学生进行必要的讨论，加强学生同伴互助，重视尊重学生主体地位。

三、教学目标：
（一）知识与技能：
(1)能够准确的描述牛顿第二定律的内容。

（2）知道力的国际单位制单位“牛顿”是怎样定义的。

（3) 能从同时性、矢量性等各个方面深入理解牛顿第二定律，能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。

（二）过程与方法
(1)以上节课实验为基础，归纳得到物体的加速度与力、质量的关系，进而总结得到牛顿第二定律，培养学生概括能力和分析推理能力。

(2)能从生活中的常见现象中抽象出模型利用牛顿第二定律加以解释。

（三）情感态度与价值观
(1)渗透物理学研究方法的教育。

(2)初步体会牛顿第二定律在认识过程中的有效性和价值性。

(3)通过讨论交流，营造良好的学习氛围，增强班级凝聚力，使学生对物理学科更加热爱。

四、教学重点：
牛顿第二定律的特点。

五、教学难点：
1. 牛顿第二定律的应用。

2. 理解k＝1时，F=ma 。

六、教学方法：
复习回顾，探究、讨论、讲授、归纳总结
七、教学工具：
多媒体课件
8、教学过程（45分钟）
（一）新课导入（5分钟）：（复习导入）由上节实验结论和学习，我们知道：
（1）当保持物体质量不变时，物体的加速度与它所受作用力成正比。

用数学式表示就是：a∝F
（2）当保持物体受力不变时，物体的加速度跟物体质量成反比。

用数学式表示就是：a∝1/m
（二）新课教授（25分钟）：通过大量的实验和观察到的事实，牛顿总结出一般性的规律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

这就是牛顿第二定律。

1.内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟质量成反比，加速度的方向跟作用力方向相同。

2.表达式：a∝ F/m 或者F∝ma ，也可以写成等式：
F=kma 。

3.力的单位：公式中k是比例系数，它的选取与公式中物理量单位的选取有关。

为了使用方便，令k取1时，能使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力定义为“1个单位的力”，为纪念牛顿，把该单位称为“牛顿”，用符号N表示，即1N=1kg·m/s2。

我们规定以后力的单位统一用“牛顿”表示。

此时，牛顿第二定律的数学表达式为：F= ma 。

4.自主学习合作探究：（对牛顿第二定律的理解）
问题探究：一个物体的质量是2kg，静止在光滑的水平桌面上。

探究问题1：若用水平向东大小为3N的力作用在物体上，物体产生的加速度为多少？方向如何？
加速度方向水平向东
探究问题2：若用水平向南大小为4N的力作用在物体上，物体产生的加速度为多少？方向如何？
加速度方向水平向南
结论1：当力发生变化时：加速度随之变化，体现了牛顿第二定律的瞬时对应性。

结论2：加速度方向与作用力的方向相同，体现了牛顿第二定律的矢量性。

结论3：当力作用在物体上，随之产生加速度，物体的运动状态发生变化。

力是使物体产生加速度的原因，体现了牛顿第二定律的因果性。

探究问题3：当用水平向东大小为3N和水平向南大小为4N的力共同作用在物体上，物体产生的加速度为多少？方向如何？
结论4：当每个力单独作用在物体上，每个力都会产生加速度，体现了牛顿第二定律的独立性。

结论5：物体实际产生的加速度是合力作用的结果，故F=ma中力F指的是合力。

5、牛顿第二定律的应用：
例1：某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，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少？重新起步加速时牵引力为2000 N，产生的加速度应为多大？（假定试车过程中汽车受到的阻力不变）。

思路分析：
解析：沿汽车运动的方向建立坐标轴，规定初速度的方向为正方向，则
重新起步后，合力：
思考：计算过程中出现的正、负号表示什么意义？
感悟：在计算过程中正号表示它的方向与规定的正方向相同，负号表示它的方向与规定的正方向相反。

6、应用牛顿第二定律的步骤：合理选取研究对象并对研究对象进行受力分析和对运动状态进行分析，通过牛顿第二定律将它们联系起来。

例2：光滑水平桌面上有一个物体，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？
思路分析：对物体进行受力分析，竖直方向上有重力和桌面对它的支持力；水平方向上有F1、F2的作用，如何求合力？
解析：
如图所示，建立平面直角坐标系，把力F1和F2分别
沿x轴和y轴的方向分解：
F1的两个分力为:
F2的两个分力为:
F1y和F2y大小相等，方向相反，合力为零；
F1x和F2x的方向相同，所以：
已知合力F合和质量m，据F合＝ma，即可求得：
（三）课堂反馈（5分钟）：
练习1：在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体,当它所受的合力逐渐减小而方向不变时，则物体的（）
A、加速度越来越大，速度越来越大
B、加速度越来越小，速度越来越小
C、加速度越来越大，速度越来越小
D、加速度越来越小，速度越来越大
V
练习2：质量为m的滑块沿倾角为θ的斜面下滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，求滑块下滑的加速度？
（四）课堂小结（5分钟）：
牛顿运动定律：内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟质量成反比。

加速度的方向跟作用力方向相同。

数学表达式：F合= ma
意义：（1）因果关系（2）瞬时性（3）矢量性（4）独立性
应用：应用牛顿第二定律解决问题的一般步骤。

（五）板书设计：
牛顿第二定律：（1）内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟质量成反比。

加速度的方向跟作用力方向相同。

（2）表达式：F合= ma
（3）F和a的关系：①瞬时性②矢量性③独立性④因果关系
（4）利用牛顿第二定律解题步骤：
①确定研究对象②受力分析③建立坐标系④由F合=ma 列方程⑤解出a
（六）布置作业：教材第78页“问题与练习”2、3、4
九、教学反思：本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习自学本节内容，找出自己迷惑的地方。

课堂主要通过合作探究解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，以达到提高课堂效率的目的。

对牛顿第二定律的理解是课本上重要内容，在整个教学过程中，教师通过引导设计，让学生自主学习，在教师的指导点拨下，充分放手让学生利用创造学的“集体思考法”，努力使学生成为知识的“发现者”，课堂教学的主人。

同时，将教学活动
变成了学生的一种创造活动，培养了学生的创造思维，创造力。

当然，在实际课堂中由于学生情况的差异性，可能会对实际课堂教学不适应，教师将要根据学生的实际情况进一步修改教案以及教学方式，以求达到更好的教学效果。