牛顿第二定律教案公开课

3.3牛顿第二定律

教材分析

牛顿第二定律是动力学部分的核心内容，描述了加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身质量的关系；牛顿第二定律是联系运动学与力学的桥梁，本节课是在上节实验探究结果的基础上加以归纳总结，得出牛顿第二定律的内容。重点是通过实例分析强化训练让学生深入理解，会应用牛顿第二定律解决有关问题。

一、教学目标：

1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式，知道公式的确切含义；

2、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。

3、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

二、重点

牛顿第二定律的理解和应用。

三、难点

1、牛顿第二定律的理解和应用。

2、理解k=1时，F=ma。

四、教学过程

新课引入

通过上一节课学习知道：物体运动状态改变时产生加速度，而加速度又和物体的质量及所受外力的大小有关，加速度跟物体所受外力的大小及物体质量之间的关系是：

（1）加速度和力的关系：（控制质量不变）

对质量一定的物体，加速度和作用在物体上的力成正比，即 a F （2）加速度和质量的关系（控制外力不变）

物体所受作用力F 保持不变，加速度和物体质量成反比，即

a ∝

m

1 牛顿第二运动定律

1、表述

物体加速度的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。

2、公式表示

a ∝m F 或者F ∝ma 写成等式形式即：F=kma

如果每个物理量都采用国际单位，则k ＝1；

3、力的单位（牛顿）的定义

国际上牛顿这个单位是这样定义的：使质量为1kg 的物体产生1m/s 2的加速度的力叫做1N ，即1N=1kg •2m/s 。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．

4、当物体受到几个力作用时，牛顿第二定律可推广为：

物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。即F合＝ma。

5、对牛顿第二定律的理解

(1)因果性：指明了物体的受力情况与物体的运动状态改变之间存在直接的因果关系，当物体的受力情况已知后，物体运动状态的变化情况就确定了。

（2）同体性：F＝ma，公式中F、m和a都是对于同一个物体而言的。

（3）矢量性：是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向，牛顿第二定律公式是一个矢量式。

（4）瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬时对应关系，无论物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运动的加速度大小和方向总与合外力同步变化。

（5）独立性：是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关，我们常称之为力的独立作用原理。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。（6）相对性：牛顿第二定律只在惯性系中成立，在非惯性系中不成立。

应用牛顿第二定律解决运动学问题

例题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）

例题2：一个物体质量是2kg，受到互成120°角的两个力F1和F2的作用，此外没有其它的力。这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大？

用牛顿第二定律解题的一般步骤：

（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）求出物体所受的合力。

（4）根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解，注意用国际单位制统一各个物理量的单位。

（5）分析结果并予以说明，必要时加以讨论。

解题方法：

（1）矢量合成法

（2）正交分解法

五、课堂小结

本节课对上节课探究实验得到的结论进行归纳总结，引出牛顿第二定律。牛顿第二定律的内容、比例式本身较简单，但对牛顿第二定律深层理解和具体应用对学生来说有一定困难。本节内容是通过多举有针对性的实例，通过对实例的细致分析来突破这些困难。

六、课后作业

1课本79页第1题及第2题做在作业本上。

2本节精讲随堂演练做完。