高中物理(人教版)必修一优秀教案--4.3《牛顿第二定律》精品教案

必修一 4.3 牛顿第二定律 (教案)

一、教材分析

教科书将牛顿第二定律的探究试验和公式表达分成了两节内容，目的在于加强试验探究和突出牛顿第二定律在力学的重要地位。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内容表述，得到了牛顿第二定律的数学表达式。教科书突出了牛顿的单位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。它们也是学习理解牛顿第二定律的基本组成部分。

二、教学目标

（一）知识与技能

１．理解牛顿第二定律一般表达的含义

２．知道物体运动的加速度方向与合外力方向一致

３．会用牛顿第二定律解决一些与生产和生活相关的实际问题。

４．会用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题

（二）过程与方法

１. 掌握课程题解决的思维程序步骤→发现问题→形成→建立→检验→评价发展

２.培养学生的创造性思维过程以及的观察、分析和概括能力；

（三）情感、态度与价值观

１.使学生形成愿意与他人合作学习的意识。有将自己的见解与他人交流的愿望。

２.培养学生的创造态度、实事求是的科学态度以及勇于修正错误的健康心理、具有团队精神

三、教学重点难点

重点：牛顿第二定律的应用

难点：牛顿运动定律的意义

四、学情分析

学生已初步掌握物体的运动规律，初步了解物体间的相互作用，知道了力、加速度、质量的关系。学生潜在的疑问：力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？说明：学生的这个疑问是打破旧的知识体系的必然要求，同时是构建新的知识体系的重要前提。

五、教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。

六、课前准备

1．学生的学习准备：预习学案，预习课本，找出力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置。

七、课时安排：1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标

师：通过上节课的学习，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力成正比。用数学式子表示就是：a∝F

（2）当保持物体受力不变时，物体的加速度跟质量成反比。用数学式子表示就是：

a∝1/m

多媒体展示学习目标，强调重难点。

（三）合作探究、精讲点拨

自主探究

师：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。

下面请大家自主阅读课本74页的内容，并回答下列问题：

1.牛顿第二定律的内容是怎样表述的？

2.它的比例式如何表示？

3.式中各物理量的单位是什么，其中力的单位“牛顿”是怎样定义的？

4.当物体受到几个力的作用时，式中的F指什么？此时比例式如何表示？

教师归纳总结：

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.比例式：a∝F/m或者F∝ma，也可以写成等式： F=kma 。

3.力的单位：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。当时还没有力的单位，为了使用方便，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。此时，牛顿第二定律的数学表达式为：F= ma 。

4. 当物体受到几个力的作用时，式中的F指物体所受的合力。表达式：F合= ma

随堂训练：

关于a 和F 合的关系，以下说法正确的是： （ A D ）

A.物体所受合外力越大，加速度就越大

B.一旦物体受到合外力的作用，物体就具有了加速度和速度

C.合力消失，物体还将继续加速一段

D.物体的加速度方向一定与所受合力方向相同理解要点：

（1）因果关系：有合力就有加速度，即力是产生加速度的原因。

（2）瞬时性：当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，同时产

生、同时变化、同时消失。

（3）矢量性：F=ma 是一个矢量式，加速度a 与合外力F 都是矢量，物体加速度的方向总与

合外力的方向相同。

师：从牛顿第二定律的数学表达式F 合= ma 来看，F 合是力学物理量，a 是运动学物理量，

所以我们说牛顿第二定律是联系力和运动的桥梁。那么，牛顿第二定律的应用分为两种：（1）由运动求力；（2）由力求运动。下面我们来具体的学习一下，请看例题。【例一】

一辆质量为1000kg 的小汽车以72km/s 的速度行驶，关闭发动机，经过20s 匀减速停下来，则需要的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N ，产生的加速度应为多大？（假定行驶过程中汽车受到的阻力不变）

解析：以运动方向为x 轴正方向，建立如图坐标系（1）汽车减速时的情况，设阻力大小为f

力：F

=－f 运动：a 1= (v 2-v 1)/t

即：阻力的大小为1000N ，方向与运动方向相反。

（2）汽车重新起步加速时的情况

F 合 = F －f = 1000N 由牛顿第二运动定律，得 a 2 = F 合/m=1m/s 2

即：加速度的大小为1m/s 2 ，方向与运动方向相同。

f = ma 1 = 1000N