《牛顿第二定律》复习课教学设计

《牛顿第二定律》复习课教学设计

教材版本：人教版学科：高中物理

廖年明（江西省南康中学 341400）

设计思路：

牛顿第二定律是动力学的核心规律，动力学又是经典力学的基础，也是进一步学习热学、电学等其他部分知识所必须掌握的内容。牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使高中物理力学前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具，是高中力学的基础和核心内容。本节的设计采用理论推导和应用分析相结合。

教学目标：

一、知识技能目标

1.理解牛顿第二定律的内容

2.能应用牛顿第二定律解答有关问题

二、能力目标

培养学生的理解能力，分析、解决问题的能力

三、情感态度价值观

使学生知道物理教学中的研究方法——控制变量法

教学重点：牛顿第二定律

教学难点：牛顿第二定律的内容及对其理解

教学措施：1.在教法上,采用启发式教学法,不断引导学生分析、猜想得出结论

2.在学法上,运用演绎推理学习法。

教学手段：多媒体教学

教学过程：学生自主学习，填写识记

1. 牛顿第二定律

(1)内容：物体的加速度与所受合外力成，跟物体的质量成．

(2)表达式：.

(3)力的单位：当质量m的单位是、加速度a的单位是时，力F的单位就是N，即1 kg·m/s2＝1 N.

(4)物理意义：反映物体运动的加速度大小、方向与所受的关系，且这种关系是瞬时的．

(5)适用范围：

①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面或运动的参考系)．

②牛顿第二定律只适用于物体(相对于分子、原子)、运动(远小于光速)的情况．

2. 单位制

(1)单位制：由单位和单位一起组成了单位制．

①基本单位：基本物理量的单位．力学中的基本物理量有三个，它们是、、；它们的国际单位分别是、、．

②导出单位：由量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．

教师作出强调和解释

教师：牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。这就是牛顿第二定律。提醒学生对内容要反复推敲，推敲的过程就是理解过程（板书）

公式：F=ma

一、牛顿第二定律的理解

牛顿第二定律明确了物体的受力和运动间的定量关系．联系两者的桥梁是加速度．可以从以下角度进一步理解牛顿第二定律.

力是改变物体运动状态的原因

三、力和运动关系的分析

1. 物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的大小关系是F 合＝ma ，只要有合力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零时，加速度才能为零，一般情况下，合力与速度无必然的联系，只有速度变化才与合力有必然的联系．

2. 合力与速度同向时，物体加速，反之则减速．

3. 物体的运动情况取决于物体受的力和物体的初始条件(即初速度)，尤其是初始条件是很多同学最容易忽视的，从而导致不能正确地分析物体的运动过程

举出相应的例子作出解释。

应用牛顿第二定律解答有关问题。指出基本所有的问题都脱不了以下总体范畴

1．由受力分析判断运动情况

例1 一斜面AB 长为5 m ，倾角为30°，一质量为2 kg 的小物体(大小不计)从斜面顶端A 点由静止释放，如图所示．斜面与物体间的动摩擦因数为，求小物体下滑到斜面底端B 时的速度及所用时间．(g 取10 m/s 2)

[解析] 以小物块为研究对象进行受力分析，如图所示．

物块受重力mg 、斜面支持力N 、摩擦力f ，

垂直斜面方向，由平衡条件得：mg cos30°＝N

沿斜面方向上，由牛顿第二定律得：mg sin30°－f ＝ma

又f ＝μN

由以上三式解得a ＝2.5 m/s 2

小物体下滑到斜面底端B 点时的速度：v B ＝＝5 m/s

运动时间：t ＝＝2 s.

2．由运动情况分析判断受力情况

例2(2009·江苏卷)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2 kg，动力系统提供的恒定升力F＝28 N．试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10 m/s2.

(1)第一次试飞，飞行器飞行t1＝8 s时到达高度H＝64 m．求飞行器所阻力f的大小；

(2)第二次试飞，飞行器飞行t2＝6 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度h；

(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.

[解析] (1)第一次飞行中，设加速度为a1

匀加速运动H＝a1t12

由牛顿第二定律F－mg－f＝ma1

解得f＝4 N

(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度为v1，上升的高度为s1

匀加速运动s1＝a1t22

设失去升力后的加速度为a2，上升的高度为s2

由牛顿第二定律mg＋f＝ma2v1＝a1t2

s2＝

解得h＝s1＋s2＝42 m

(3)设失去升力下降阶段加速度为a3；恢复升力后加速度为a4，恢复升力时速度为v3

由牛顿第二定律mg－f＝ma3F＋f－mg＝ma4

且＋＝h v3＝a3t3

解得t3＝s(或2.1 s)

小结：牛顿运动定律两类基本问题解题的一般步骤

①确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图．

②根据力的合成或分解求出合外力(大小、方向)．

③根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度．

④结合题中所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所需要的运动学量或根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力从而求出未知力.

教学反思：

牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系，理解牛顿第二定律。”本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。

通常的教学中不能够全面照顾到学生，是来自课堂教学设计本身，主要是学生的参与面太小，留给学生思考的东西太少，教师讲的太多，相当于教师牵着学生的鼻子走，领着学生走马观花，然后得出了定律，要求学生记住定律。课堂上的习题讲解，目的是让学生用这个定律解题，教学生解题的技巧，实质在整个过程中，学生并未参与定律的发现探究过程，忽视了学生个性化的发展，也无法实现课堂教学的情感与态度价值观。