教学设计1：4.3 牛顿第二定律

4.3 牛顿第二定律
教学目标：
（一）知识与技能
1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。

2.理解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.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

（二）过程与方法
1.以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。

2.培养学生的概括能力和分析推理能力。

（三）情感态度与价值观
1.渗透物理学研究方法的教育。

2.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。

3.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．
教学重难点：
重点：
1.牛顿第二定律的特点。

难点：
1.牛顿第二定律的理解。

2.理解k=1时，F=ma。

教学过程：
一、导入新课：
物体的加速度a与它所受的作用力F以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系呢？
二、讲授新课：
1.牛顿第二定律
【教师引导】通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比．
【教师提问】如何用数学式子把以上的结论表示出来?
【学生回答】a∝F
m
【教师提问】如何把以上式子写成等式? 【学生回答】需要引入比例常数k
a＝k F
m
【教师引导】我们可以把上式再变形为F=kma．
选取合适的单位，上式可以，简化。

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1 kg的物体，获得1 m／s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kg·m／s2．
可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F＝ma
这就是牛顿第二定律的数学表达式．
【教师提问】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?
【学生回答】质量m是标量，没有方向．合外力的方向与加速度方向相同．
【教师提问】我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?
【师生总结】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，加速度的方向跟合外力的方向相同．
【教师提问】牛顿第二定律有什么特性？
【师生总结】
【教师提问】合外力、加速度、速度有什么关系？
【教师总结】
（1）合外力与加速度的关系 合外力
与
加速度⎩⎨⎧ 合外力方向决定加速度方向→a 与F 方向总相同合外力大小决定加速度大小→a 与F 大小成正比
（2）合外力与速度的关系
合外力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速。

（3）力与运动的关系
物体受力作用→运动状态变化—物体速度变化⎩⎪⎨⎪⎧
力与速度同向→v 增加力与速度反向→v 减小 （4）加速度的定义式与决定式
①a ＝Δv Δt
是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法。

②a ＝F m
是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。

【教师补充】
物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即a 与合外力F 方向总是相同，但速度v 的方向不一定与合外力的方向相同。

【教师总结】解题的一般步骤：
（1）确定研究对象，构建模型
（2）对这个物体进行受力分析：
顺序是：重力（mg ）→支持力（弹力F N ）→其它→摩擦力（F f ）
（3）正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式
（4）运动分析：判断物体的运动方向，求F 合
（5）根据牛顿第二定律列方程F 合=ma
（6）画运动草图，应用运动学公式
速度公式 ：v t = v 0+at
位移公式：x= v 0t+12
at 2 求未知 导出公式：v t 2－ v 02 =2ax
【教师补充】动力学的两类基本问题：
（1）已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况
处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度．也就是确定了物体的运动情况．
（2）已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况
处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况．
例题：见ppt
板书设计：
4.3牛顿第二定律
一、牛顿第二定律
物体加速度的大小跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

二、表达式： F =ma
三、对牛顿第二定律的理解
同体性、因果性、矢量性、瞬时性、相对性、独立性
四、解题的一般步骤
教学后记：
引导学生对本节多学知识进行自主交流探究，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。