《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

八、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/s 2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/s 2。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？

2/5.123s m kg

N m F a === 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？

2/224s m kg

N m F a === 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？

2

2222212

22

1/5.225.1/224/5.123s m a a a s m kg N m F a s m kg

N m F a =+=+=======

2222221/5.225543s m kg N m F a N N F F F ====+=+=合

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