第6课时:牛顿第二定律实验(教师版)
4.3.1牛顿第二定律+教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
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《4.3牛顿第二定律》教学设计一、课标分析1.课标要求:1.2.3理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。
2.学业要求:通过直线运动和牛顿运动定律的学习,认识物理学是对自然现象的描述与解释,具有学习物理学的兴趣。
二、教材分析从单元关系上看,本章是在前三章内容的基础上进一步研究运动和力的关系,这是质点动力学的基本内容,且三大牛顿运动定律更是动力学的核心内容。
而从本章各小节内容上看,本节内容:牛顿第二定律是在学习牛顿第一定律,理解惯性概念,明确了力是改变物体运动状态的原因的基础上,又经历了探究加速度与力、质量的关系的过程,从而总结而得到的定律。
它具体、定量的回答了加速度和力、质量的关系,是连接运动与力之间关系的桥梁,更是整个牛顿经典物理学中的核心,也是学习其它动力学规律的基础。
其犹如一座大厦之基,深刻影响着学生今后的物理学习。
通过定律的探索过程,渗透物理学研究方法,是整个物理教学的重要内容和任务,这是人类认识世界的常用方法。
所以本节课不只是让学生知道牛顿第二定律的表达式,更应该让生理解牛顿第二定律。
三、学情分析认知结构:在学习本本节内容之前,学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;具备对物体进行受力分析的基本能力;同时在上一节课已经通过实验探究了加速度与力、质量的关系,这些都为本节学习准备了必备的知识基础。
心理特点:本节课的教学对象是高一年级的学生,该阶段的学生好奇、善问,创造意识强烈,并具备了较高的逻辑推理能力,故在教学中充分创设情景能够激发学生探究定律其本质的兴趣。
个性差异:高中阶段,学生的个性差异主要体现在态度、能力差异上。
部分学生进入高中阶段后,面对难度增加的高中物理,难免会产生逃避的态度,而一部分学生更愿意迎难而上,对困难的事物产生更浓厚的兴趣。
此外,对于思维活跃,理解能力、逻辑能力、观察力较强的学生来说,学习起来也会相对容易些。
物理探究牛顿第二定律
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物理探究牛顿第二定律一、引言物理是一门研究物质和能量之间相互关系的科学,其中最基础且重要的定律之一就是牛顿的三大运动定律。
其中牛顿第二定律是描述物体受力情况下运动规律的重要定律。
本节课将通过实验探究牛顿第二定律的内涵和应用,让学生深入理解物体运动和力的关系。
二、实验材料与方法1. 实验材料:- 弹簧秤- 倾斜面- 移动载物架- 不同质量的物块2. 实验步骤:- 将倾斜面固定在水平桌面上。
- 在倾斜面上固定一个移动载物架,可以调节其位置。
- 在载物架上放置不同质量的物块。
- 使用弹簧秤测量物块受到的拉力。
- 测量载物架所在位置的高度差。
- 重复实验,记录数据。
三、实验结果与数据分析1. 实验数据:- 高度差:h (单位:米)- 物块质量:m (单位:千克)- 物块受到的拉力:F (单位:牛顿)2. 数据分析:根据牛顿第二定律的表达式 F = ma,我们可以通过实验数据来验证一下。
将实验数据代入公式,得到:F = m * g * sinθ其中g是地球的重力加速度,θ是倾斜面的角度。
四、实验讨论1. 实验现象:通过实验数据的分析,我们可以发现物块受到的拉力与物块质量成正比,与倾斜角度和高度差成正比。
即 F ∝ m、F ∝ sinθ、F ∝ h。
2. 结论:根据实验结果,可以得出牛顿第二定律的结论:物块所受的力与物块的质量成正比,与倾斜角度和高度差有关。
3. 探究与应用:通过这次实验,我们深入探究了牛顿第二定律的内涵和应用。
我们了解到质量越大的物体所受的力越大,倾斜角度越大、高度差越大的物体所受的力也越大。
这给我们解决实际问题提供了依据,例如在坡道上推车时需要更多的力来克服重力的阻力。
五、拓展延伸1. 牛顿第二定律公式的推导:牛顿第二定律的公式 F = ma 是通过大量实验观察得出的结论。
当物体受到力 F 时,它产生了加速度 a。
质量越大,所受到的力越大,而加速度则会变小;质量越小,所受到的力越小,而加速度则会变大。
人教版高一年级教材必修课程《牛顿第二定律》优质教案
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牛顿第二定律教学目标一、知识与技能1.理解加速度与力和质量的关系。
2.理解牛顿第二定律的内容,知道定律的确切含义。
3.知道得到牛顿第二定律的实验过程。
二、过程与方法培养学生的实验能力、分析能力和解决问题的能力。
三、情感、态度与价值观使学生知道物理中的一种研究问题的方法——控制变量法。
教学重点、难点教学重点1.牛顿第二定律的实验过程。
2.牛顿第二定律。
教学难点牛顿第二定律的意义。
教学准备两辆质量相同的小车、光滑的水平板(一端带有定滑轮)、砝码(一盒)、细绳、夹子。
教学过程一、导入新课我们已知道:物体运动状态改变时产生加速度,而产生的加速度又和物体的质量及所受力的大小有关,那么加速度跟物体所受力的大小和物体的质量之间有什么关系呢?本节课我们就来研究这个问题。
二、进行新课(一)牛顿第二定律的内容及表达式教师引导:通过上一节的研究,我们可以看到,小车的加速度可能与它所受的力成正比,与它的质量成反比。
总结大量的事实,可得出牛顿第二定律:1.牛顿第二定律: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,加速度方向跟作用力的方向相同。
2.表达式:牛顿第二定律可以用比例式来表示,这就是或者。
上述比例式要改写成等式,必须加上比例系数,得,其中k是比例系数。
如果各物理量均选择国际单位制,力的单位用N,质量的单位用kg,加速度单位用m/s2,此时k=1,上式则简化为。
可见,物理公式在确定物理量数量关系的同时,也确定了物理量间的单位关系。
牛顿这个单位就是通过牛顿第二定律来定义的:使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力,叫做1N。
3.牛顿第二定律的理解:(1)注意统一性:定律中的三个物理量的单位必须统一用国际单位制中的单位,即力用N为单位,质量用kg为单位,加速度用m/ 为单位。
(2)注意矢量性:加速度方向始终和引起这个加速度的外力一致。
(3)注意同时性:加速度和合外力的关系具有同时性,是瞬时对应的关系,有外力,才有加速度,外力不变,加速度不变,外力随时间改变,加速度也随时间改变,外力停止作用,加速度随即消失。
第6课时:牛顿第二定律实验
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第6课时实验:验证牛顿第二定律☆☆知识回顾与整理☆☆【实验目的】验证牛顿第二定律,就是验证:(1)物体质量一定时,加速度与合外力成正比;(2)合外力一定时,物体的加速度与质量成反比。
【实验原理】1、保持研究对象(小车)的质量(M)不变,改变砂桶内砂的质量(m),即改变牵引力测出小车的对应加速度,用图像法验证加速度是否正比于作用力。
2、保持砂桶内砂的质量(m)不变,改变研究对象的质量(M),即往小车内加减砝码,测出小车对应的加速度,用图像法验证加速度是否反比于质量。
【实验器材】附有定滑轮的长木板、薄木垫、小车、细线、小桶及砂、打点计时器、低压交流电源、导线、天平(带一套砝码)、毫米刻度尺、纸带及复写纸等。
【实验步骤】1、用天平测出小车和小桶的质量M0和m0,并记录数值;2、按照要求安装实验器材,此时不把悬挂小桶用的细绳系在车上,即不给小车加牵引力;3、平衡摩擦力,在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木板,并反复移动其位置,直到打点计时器正常工作后,小车在斜面上的运动可以保持匀速直线运动状态为止。
4、记录小车及车内所加砝码的质量;称好砂子后将砂倒入小桶,把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶;此时要调整定滑轮的高度使绳与木板平行;接通电源,放开小车,待打点计时器在纸带上打好点后,取下纸带,做好标记。
5、保持小车的总质量不变,改变砂的质量(均要用天平称量),按步骤4中方法打好纸带,做好标记。
6、在每条纸带上选取一段比较理想的部分,分别计算出加速度值。
7、用纵坐标表示加速度,横坐标表示作用力(即砂和砂桶的总重力mg),根据实验结果画出相应的点,如果这些点在一条直线上,便证明了质量一定的情况下,加速度与合外力成正比。
8、保持砂和桶的质量不变,在小车上加砝码(需记录好数据),重复上面的实验步骤,求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度,横坐标表示小车及砝码的总质量的倒数1M,根据实验结果画出相应的点,如果这些点在一条直线上,就证明了合外力一定的情况下,加速度与质量成反比。
第6课时:牛顿第二定律应用(二)
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第六课时:牛顿第二定律应用(二) 设计人:审核人:上课时间:【题型探究】一、传送带问题。
【例1】如图所示,物体与水平传送带之间的动摩擦因数μ=0.20,皮带轮之间的距离为12.0m,当皮带静止不动,物体以v0=8.0m/s的初速度从A向B运动,求离开皮带的速度与在皮带上的滑行时间。
(g=10m/s2)变式1.如图所示,物体以一定的初速度滑入粗糙的传送带,若传送带静止不动,物体滑出传送带并下落在P点。
试讨论:传送带逆时针转动与顺时针转动物体的落地点与P点的关系。
变式2.如图所示,传送带与水平面夹角α=37°,在传送带的A 端轻轻地放一小物体,若已知传送带与物体之间的动摩擦因数μ=0.50,传送带A 到B 端的距离S=16m ,则在下列几种情况下物体从A 端运动到B 端所需的时间。
(g =10m/s 2) ①传送带静止不动;②主动轮A 做顺时针转动,使传送带以 v =10m/s 的速度运行;③主动轮A 做逆时针转动,使传送带以 v =10m/s 的速度运行。
二、弹簧问题(2010年全国卷1)15.如右图,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。
现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为1a 、2a 。
重力加速度大小为g 。
则有A .1a g =,2a g =B .10a =,2a g =C .10a =,2m M a g M +=D .1a g =,2m Ma g M+= 【答案】C【解析】在抽出木板的瞬时,弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变。
对1物体受重力和支持力,mg=F,a 1=0. 对2物体受重力和压力,根据牛顿第二定律g Mm M M Mg F a +=+=【命题意图与考点定位】本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题,关键是区分瞬时力与延时力。
【例2】如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A 、B .它们的质量分别为m A 、m B ,弹簧的劲度系数为k ,C 为一固定挡板,系统处于静止状态.现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d.(重力加速度为g)变式:如图示,倾角30并排放着质量分别是mA=10kg和mB=2kg两物块,一个劲度系数k=400N/m物块B处于静止状态,现对A使物块A前0.2s内为变力,0.2s后为恒力,g取三、图象问题【例3】质量为m=20kg水平面做直线运动。
牛顿第二定律教案
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牛顿第二定律教案牛顿第二定律教案(精选篇1)一、教学目标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。
二、教学重点1、知道决定物体加速度的因素、2、加速度与力和质量的关系的探究过程三、教学难点1、理解牛顿第二定律各个物理量的意义和联系2、牛顿第二定律的应用四、教学方法在探究过程中,渗透科学研究方法如:控制变量法、实验归纳法、图象法等五、教学过程1、知识回顾物体的运动状态发生变化,即产生加速度。
问学生:加速度的大小与那些因素有关呢?学生回答:力还有物体质量思考:力是促使物体运动状态改变的原因,力似乎“促使”加速度的产生。
质量是物体惯性的`量度,而惯性是保持物体运动状态不变的性质,所以质量似乎是阻碍“加速度”的产生。
猜想:加速度可能与力、质量有关系。
结合实际:小汽车:质量小,惯性小,启动时运动状态相对容易改变。
火车:质量大,惯性大,动力大,启动时运动状态相对难改变。
2、回忆课本所研究的内容(1)、质量m一定,加速度a和力F的关系。
处理数据:得出结论:当m一定时,a和F成正比,即:a FSHAPE MERGEFORMAT(2)、力F一定时,加速度a和质量m的关系SHAPE MERGEFORMAT得出结论:当力F一定,加速度a和质量m成反比,即:a 。
3、引出牛顿第二定律通过大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论,由此可以得出一般性的规律:物体加速度的大小跟它所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,这就是牛顿第二定律。
牛顿第二定律教案(精选篇2)【教材分析】*教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达式分成两节内容,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应该是确立了力与运动之间的直接关系,即因果关系。
如知道了物体的受力情况,物体的运动状态及其变化就完全确定了。
牛顿第二定律教学设计
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《牛顿第二定律》教课方案【教材地位与作用】本节内容是在上节实验课程“研究加快度、质量与力的关系”的基础长进行知识的研究和总结,在知识上要求知道决定加快度的要素、理解加快度、质量、力三者关系;要求经历研究活动、试试解决问题方法、体验发现规律过程。
牛顿第二定律将力学和运动学有机地联合在一同,详细的、定量的回答了加快度和力、质量的关系,是动力学中的中心内容,是本章的要点内容。
【学情剖析】在学习这一节内容以前,学生已经掌握了力、质量、加快度、惯性等观点;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原由;会剖析物体的受力;经过上一节研究加快度与力、质量的关系,知道了加快度与力、质量的关系。
这些都为本节学习准备了知识基础,牛顿第二定律经过加快度把物体的运动和受力密切的联系在一同,使前三章组成一个整体,是解决力学识题的重要工具,应使学生明确关于牛顿第二定律应深入理解,全面掌握。
【教课目的】1、知识目标(1)理解加快度与力和质量间的关系。
(2)理解牛顿第二定律的内容,知道定律确实切含义。
(3)能运用牛顿第二定律解答有关问题。
2、能力目标培育学生的剖析能力、概括能力、解决问题的能力。
3、德育目标(1)浸透物理学研究方法的教育。
(2)认识到由实验概括总结物理规律是物理学研究的重要方法。
(3)培育学生谨慎思虑的能力,激发学生学习物理的兴趣。
【教课要点】理解牛顿第二定律【教课难点】牛顿第二定律的应用【教课策略】回首与思虑→创建物理情形→分组议论→老师解说→总结规律。
【教课流程图】知识回首研究 a 与 F、m的关系创建情形导入新课飞船返回舱、赛车起跑的例子提出问题牛顿第二定律的内容课程教课牛顿第二定律的公式牛顿第二定律的特征牛顿第二定律的应用讲堂小结拓展提升作业稳固【教课过程设计】教课环节和教师活动教课内容【知识回首】向学生发问:回想回想上节课研究的 a 与 F、 m关系。
上节实验研究课内容,控制变量法的应用我们研究了哪几个物理量它们之间有什么关系能学生活动设计企图回想上节回想上节课课知识,集体研究的 a 与 F、m 回答。
高中物理牛顿第二定律教案5篇
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高中物理牛顿第二定律教案5篇通过教案能够为教师提供丰富的教学资源和参考资料,教师若希望在教学中脱颖而出,应高度重视教案的撰写和规划,以下是本店铺精心为您推荐的高中物理牛顿第二定律教案5篇,供大家参考。
高中物理牛顿第二定律教案篇1【教材地位与作用】本节内容是在上节实验课程探究加速度、质量与力的关系的基础上进行知识的探究和总结,在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系;要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。
牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起,具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系,是动力学中的核心内容,是本章的重点内容。
【学情分析】在学习这一节内容之前,学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;会分析物体的受力;通过上一节探究加速度与力、质量的关系,知道了加速度与力、质量的关系。
这些都为本节学习准备了知识基础,牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起,使前三章构成一个整体,是解决力学问题的重要工具,应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解,全面掌握。
【教学目标】1、知识目标(1)理解加速度与力和质量间的关系。
(2)理解牛顿第二定律的内容,知道定律的确切含义。
(3)能运用牛顿第二定律解答有关问题。
2、能力目标培养学生的分析能力、归纳能力、解决问题的能力。
3、德育目标(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)培养学生严谨思考的能力,激发学生学习物理的兴趣。
【教学重点】理解牛顿第二定律【教学难点】牛顿第二定律的应用【教学策略】回顾与思考→创设物理情景→分组讨论→老师讲解→总结规律。
【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【知识回顾】回忆上节课探究的a与f、m关系。
向学生提问:回忆上节实验探究课内容,控制变量法的应用?我们研究了哪几个物理量?它们之间有什么关系?能用公式反应他们之间的关系吗?回忆上节课知识,集体回答。
牛顿第二定律教案(优秀3篇)
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牛顿第二定律教案(优秀3篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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牛顿第二定律连接体问题---教师版
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连接体问题加速度相同的连接体 例|1在右图中,质量分别为m 1、m 2的物体由弹簧相连接,在恒力F 作用下共同向右运动,弹簧的长度恒定,物块与水平面间动摩擦因数为μ。
求:弹簧的弹力?【引导】上述问题属于连接体的问题,按照传统的解法,老师会教你用整体法与隔离法,按照“先整体后隔离”或“先隔离后整体”等方法,列方程组再求解计算。
那么类似的,像物体在水平面上动运、水平面光滑或粗糙;衡力F 足够大可以拉着物体沿着斜面向上运动、斜面光滑或粗糙;衡力F 足够大可以拉着物体沿着竖直方向向上运动等五种情况下,弹力大小又将如何?难道我们要一一算来,没有规律可循?不妨来一块探究一下!【解析】解法一:常规方法(整体法与隔离法)以整体为研究对象,由牛顿第二定律得()()a m m g m m F 2121-+=+μ解得 121212()F m m g F a g m m m m μμ-+==-++ 以m 2为研究对象 a m g m F 22T =-μ 解得 F m m m F 212T += 质量分别为m 1、m 2的物体有弹簧相连接,在恒力F 作用下共同向右运动。
既然是共同运动、就有相同的加速度,有相同加速度的物体“合外力按质量来均分”。
因此F m m m F 212T +=两者结果相同!【答案】F m m m 212+ 【品味】通过上述分析及计算,在恒力F 作用下共同运动,具有相同加速度的物体“合外力按质量来均分”的计算结果与采用隔离法的计算结果相同。
“合外力按质量来均分”的结论更加深刻地反映了牛顿第二定律的本质。
例|2如图右所示,质量为m 1、m 2的物块在F 1、F 2共同作用下向1m 2m F 1m 1F 2F 2m右运动。
已知kg 31=m 、kg 22=m 、N 141=F 、N 42=F ,求m 1和m 2 之间的作用力F T 为多少?【引导】本题中物体系统水平方向,不仅受到外力1F 作用,还受到2F 作用,因此系统的合外力为两力的矢量和,然后再按照“合外力按质量均分”结论求解。
物理课教案牛顿第二定律实验
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物理课教案牛顿第二定律实验主题:物理课教案-牛顿第二定律实验引言:物理是一门研究物质和能量之间相互作用的学科,是培养学生科学思维和实践能力的重要课程之一。
而牛顿第二定律是力学的基础,通过这个实验,我们可以深入理解和验证牛顿第二定律的原理。
本教案将介绍如何进行牛顿第二定律实验,并探讨实验结果和结论的科学意义。
一、实验目的:通过本实验,学生将会:1. 了解和掌握牛顿第二定律的基本概念;2. 学习设计并进行实验,验证牛顿第二定律;3. 锻炼观察、记录和分析实验数据的能力;4. 培养合作与探究精神。
二、实验原理:牛顿第二定律是指物体的运动状态将发生变化时,作用在物体上的力与物体的质量和加速度之间的关系。
它可以用以下公式表示:F = m * a其中,F 为作用在物体上的力(单位为牛顿 N);m 为物体的质量(单位为千克 kg);a 为物体的加速度(单位为米每秒平方 m/s^2)。
三、实验材料和设备:1. 直线轨道:用于使物体在无摩擦的条件下运动;2. 弹簧测力计:用于测量作用在物体上的力;3. 不同质量的物块:用于验证牛顿第二定律。
四、实验步骤:1. 准备工作:a. 将直线轨道放置在水平台面上,并确保其表面光滑;b. 安装弹簧测力计,并将其固定在轨道的一端;c. 观察直线轨道的起点和终点,确定合适的距离。
2. 进行实验:a. 将轨道的另一端放置一个较重的物块作为固定重物;b. 在测力计的另一端挂上一个质量较小的物块,使整个系统达到静止状态;c. 用手指轻推挂在测力计上的物块,使其沿轨道运动,并记录所受的牵引力;d. 更换不同质量的物块,重复步骤 c,并记录每次实验的数据。
3. 数据处理:a. 绘制力与加速度之间的关系曲线;b. 分析曲线的趋势和规律,并计算出斜率;c. 通过计算得到的斜率值,验证牛顿第二定律;d. 比较不同质量物块的实验结果,进一步验证牛顿第二定律的正确性。
五、实验结果和结论:1. 实验数据的分析表明,所受的力与物体的质量和加速度成正比,验证了牛顿第二定律的准确性;2. 实验结果还表明,所受的力与物体的质量呈直线关系,而与加速度呈反比关系;3. 牛顿第二定律的意义在于揭示了物体运动状态的变化与作用力之间的关系,为描述和预测物体运动提供了科学依据。
高中物理老师手写教案范文
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高中物理老师手写教案范文
课题:牛顿第二定律
一、教学目标
1. 理解牛顿第二定律的概念及公式
2. 掌握用牛顿第二定律解决力的问题
3. 培养学生的观察和实验能力
二、教学内容
1. 牛顿第二定律的概念
2. 牛顿第二定律的公式表示
3. 用牛顿第二定律解决力的问题
三、教学重点与难点
1. 牛顿第二定律的概念和公式
2. 用牛顿第二定律解决力的问题
四、教学方法
1. 讲解结合示例分析
2. 实验与观察
3. 课堂互动
五、教学过程
1. 导入:通过引入日常生活中的力的概念,引发学生思考力的作用及其重要性。
2. 讲解:详细讲解牛顿第二定律的概念和公式,并用图表示例进行说明
3. 实验:安排相关实验,让学生亲自操作,观察力的作用和结果,并通过实验数据验证牛顿第二定律
4. 讨论:学生就实验结果展开讨论,分析力的作用和影响
5. 巩固:出示相关问题,让学生运用牛顿第二定律进行解答
6. 练习:布置相关练习题,巩固所学内容
六、教学辅助工具
1. 实验仪器和材料
2. 教学PPT
3. 课堂板书
七、教学评价
1. 通过教学内容的理解和应用能力
2. 实验数据的记录和分析能力
3. 课堂参与和讨论积极性
八、作业布置
1. 完成课堂练习题
2. 复习相关知识点
九、教学反思
1. 教学内容是否清晰明了
2. 学生对于实验和内容的理解和掌握情况
3. 教学方法和手段是否得当
十、教学展望
1. 进一步探讨和应用牛顿第二定律
2. 增加相关实验和活动,提高学生学习积极性和参与性编写人:(签名)时间:(日期)。
牛顿第二定律教案设计范文
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牛顿第二定律教案设计范文牛顿第二运动定律的常见表述是:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比。
接下来是小编为大家整理的牛顿第二定律教案设计范文,希望大家喜欢!牛顿第二定律教案设计范文一教学目标知识目标知道得到牛顿第二定律的实验过程理解加速度与力和质量间的关系理解牛顿第二定律的内容;知道定律的确切含义能运用牛顿第二定律解答有关问题能力目标培养学生的实验能力、分析能力、解决问题的能力德育目标使学生知道物理学中研究问题时常用的一种方法——控制变量法四教学重点牛顿第二定律的实验过程牛顿第二定律五教学难点牛顿第二定律的推导及意义六教学方法体现新教材特色,指导学生在参与合作中学习,并体验简单的科学研究过程和方法教学过程教师活动学生活动(一)引入新课下面问题可以引导学生思考(1)神舟六号飞船返回舱返回时为何要打开降落伞?(2)赛车在开出起跑线的瞬间发生了怎样的变化?进一步思考:赛车比起一般的家用汽车质量上有什么不一样?这一设计是为什么?进一步提出问题,完成牛顿第二定律探究任务引入物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?(二)进行新课教师活动:学生分析讨论后,教师进一步提出问题:l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述?讨论a和F合的关系,并判断下面哪些说法不对?为什么?A、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度.B、力恒定不变,加速度也恒定不变。
C、力随着时间改变,加速度也随着时间改变。
D、力停止作用,加速度也随即消失。
E、物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小。
F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。
出示例题引导学生一起分析、解决。
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。
高中物理教案:牛顿第二定律的实验探究
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高中物理教案:牛顿第二定律的实验探究一、引言牛顿第二定律是力学中最基本的定律之一,也是高中物理教学中重要的内容之一。
通过实验探究牛顿第二定律可以帮助学生深入了解力与加速度的关系,并培养学生的实验能力和科学精神。
本教案将介绍一种简单而有效的实验方法,帮助学生理解和验证牛顿第二定律。
二、实验目的通过实验研究力对物体加速度的影响,达到以下目的:1.掌握牛顿第二定律的含义和表达方式;2.了解力与加速度之间的定量关系;3.培养实验设计、数据处理和实验报告撰写能力。
三、实验材料1.弹簧测力计:用于测量施加在小车上的力;2.小车:用于进行实验的物体,需具备较小的摩擦力;3.线:用于连接弹簧测力计和小车;4.平滑水平桌面:用于小车的运动。
四、实验步骤1.固定好弹簧测力计和小车:将弹簧测力计的固定环与桌面连接,通过线将小车与弹簧测力计相连,并确保小车在桌面上能够平稳运动。
2.测量小车的质量:使用弹簧测力计测量小车的质量,并记录在实验记录表中,单位为千克(kg)。
3.测量施加在小车上的力:通过施加力的大小和测量弹簧测力计的伸长量来测量施加在小车上的力。
分别施加不同大小的力,记录每次对应的伸长量和施加的力值。
4.测量小车的加速度:将小车从静止状态推动,并记录在特定时间间隔内的位移量。
使用牛顿第二定律的公式 a = F/m 计算小车的加速度,其中F为施加在小车上的力,m为小车的质量。
5.绘制力与加速度的关系图:将施加的力作为横轴,小车的加速度作为纵轴进行绘图,得到一条直线。
六、数据处理与分析1.计算每次施加力对应的小车加速度。
2.绘制力与加速度的关系图。
3.根据实验数据判断并分析牛顿第二定律的正确性。
七、实验总结通过本实验,我们通过测量力与加速度的关系,验证了牛顿第二定律:物体的加速度与施加在它上面的力成正比,与物体的质量成反比。
同时,通过实验学生也深入了解了实验设计、数据处理和实验报告撰写的方法。
总之,通过这个实验,学生不仅能够理解牛顿第二定律的含义,还可以深入掌握力与加速度的关系。
4.3牛顿第二定律+教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
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4.3《牛顿第二定律》教学设计课标要求:理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生活中有关现象、解决有关问题。
知道国际单位制中力的单位。
活动建议:根据牛顿第二定律,设计一种能显示加速度大小的装置。
一、教材分析:教科书中牛顿第二定律的内容以两节的形式呈现,其目的是要强调实验探究的重要性和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。
本节开始以问题的形式引入,强调可以从上一节的探究实验数据来寻找加速度与力、质量的关系,然后引导学生通过分析基于数据的图线来获取规律,进一步总结出牛顿第二定律。
在“力的单位”中,通过力的单位的定义分析了牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的。
通过这样的安排,学生不仅能体会到单位的产生过程,更能体会到科学的严谨性和准确性。
本节用了两道联系生活实际的例题来引导学生学会利用牛顿第二定律分析和解决问题,以此让学生体会物理的实用性。
二、学情分析:学生已经学习了牛顿第一定律,对力和运动的相互作用观有了初步的认识,并通过第二节课的实验,得出了当质量一定时,加速度与力的关系,当力一定时,加速度与质量的关系,引导学生从图像出发推导牛顿第二定律的表达式水到渠成。
学生通过前段时间的学习,初步掌握了运动模型构建和受力分析方法,具备求合力的基本能力,对高中物理的建模有了一定的能力。
三、教学目标:物理观念:(1)能准确表述牛顿第二定律的内容;(2)理解牛顿第二定律表达式的意义;(3)知道国际单位制中力的单位"牛顿"是怎样定义的。
科学思维:(1)会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题;(2)根据图像科学推理出实验探究结果的定量表达式F=kma并且通过1N的定义推导出F=ma科学探究:(1)通过分析探究实验的数据,能够得出牛顿第二定律的数学表达式;(2)设计一种能显示加速度大小的装置。
科学态度与责任:培养分析数据、从数据获取规律的能力,能利用牛顿第二定律解决一些生活中的物理问题。
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第6课时实验:验证牛顿第二定律☆☆知识回顾与整理☆☆【实验目的】验证牛顿第二定律,就是验证:(1)物体质量一定时,加速度与合外力成正比;(2)合外力一定时,物体的加速度与质量成反比。
【实验原理】1、保持研究对象(小车)的质量(M)不变,改变砂桶内砂的质量(m),即改变牵引力测出小车的对应加速度,用图像法验证加速度是否正比于作用力。
2、保持砂桶内砂的质量(m)不变,改变研究对象的质量(M),即往小车内加减砝码,测出小车对应的加速度,用图像法验证加速度是否反比于质量。
【实验器材】附有定滑轮的长木板、薄木垫、小车、细线、小桶及砂、打点计时器、低压交流电源、导线、天平(带一套砝码)、毫米刻度尺、纸带及复写纸等。
【实验步骤】1、用天平测出小车和小桶的质量M0和m0,并记录数值;2、按照要求安装实验器材,此时不把悬挂小桶用的细绳系在车上,即不给小车加牵引力;3、平衡摩擦力,在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木板,并反复移动其位置,直到打点计时器正常工作后,小车在斜面上的运动可以保持匀速直线运动状态为止。
4、记录小车及车内所加砝码的质量;称好砂子后将砂倒入小桶,把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶;此时要调整定滑轮的高度使绳与木板平行;接通电源,放开小车,待打点计时器在纸带上打好点后,取下纸带,做好标记。
5、保持小车的总质量不变,改变砂的质量(均要用天平称量),按步骤4中方法打好纸带,做好标记。
6、在每条纸带上选取一段比较理想的部分,分别计算出加速度值。
7、用纵坐标表示加速度,横坐标表示作用力(即砂和砂桶的总重力mg),根据实验结果画出相应的点,如果这些点在一条直线上,便证明了质量一定的情况下,加速度与合外力成正比。
8、保持砂和桶的质量不变,在小车上加砝码(需记录好数据),重复上面的实验步骤,求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度,横坐标表示小车及砝码的总质量的倒数1M,根据实验结果画出相应的点,如果这些点在一条直线上,就证明了合外力一定的情况下,加速度与质量成反比。
【注意事项】1、实验中始终要求砂和砂桶的总质量(m)远小于小车和砝码的总质量(M),一般情况下要满足10m<M。
只有这样,砂和砂桶的总重力才能视为小车所受的拉力。
2、平衡摩擦力时不要挂小桶,但小车要挂纸带并接通打点计时器;有两个作用:一是从纸带上打出的点子来判断小车是否匀速运动,二是在平衡摩擦力时也要平衡振针和纸带之间的摩擦(如果使用电火花计时器,该摩擦可以忽略)。
平衡摩擦力是使小车重力沿斜面的分力与小车运动时所受到的所有摩擦力相平衡。
3、在每次打过点的纸带上,都要注明小车的质量和拉力数值,以免在分析数据时造成错误。
4、小车每次释放前应靠近打点计时器,且先接通电源再释放小车;小车停止运动前应按住小车。
5、由于a~M图像是一条曲线,难以判断a和M之间的函数关系,从而难以确定a与M的定量关系。
从已知的理论看,a~1M图像应该是一条直线,为了便于对实验结果作出直观判断,本实验中作a~1M图像,而不是作a~M图像。
6、作图像时,要使尽可能多的点子在直线上,不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线两侧,其目的是在数据处理时尽量减少偶然误差。
☆☆重要方法与技巧☆☆【实验误差分析】本实验除了实验仪器、实验条件、操作过程、数据处理带来误差外,更主要是分析实验原理带来的误差;本实验中认为:细绳的拉力等于砂和砂桶的重力,即:T=mg;是实验原理引起误差的根本原因。
理论分析:设小车的质量为M、平衡摩擦力后合外力为F、加速度为a,细绳的拉力为T、砂和砂桶的总质量为m;对小车有:a=FM=TM;对系统有:a=mgM+m;对砂及砂桶有:mg-T=ma;联立解得细绳拉力表达式为:T=MM+mmg=11+mMmg;要使T=mg,必须满足的条件是:M>>m。
【实验图像分析】物理中看图像,一看曲直、二看斜率、三看交点、四看面积,并能对他们赋予一定的物理意义。
1、本实验图像弯曲是必然的,并且是向下弯曲;①当M一定时,a~F图像;理论上:若M一定,则a∝F,a~F图像为过原点的倾斜直线;实际上:a=FM=TM=1M+mmg,其图像为以1M+m为斜率的曲线,当m增加时,1M+m减少,故图像向下弯曲。
②当F一定时,a~1M图像;理论上:若F一定,则a∝1M,a~1M图像为过原点的倾斜直线;实际上:a=FM=TM=(MM+mmg)1M,以1M为自变量,mg不变时,其图像为以MM+mmg为斜率的曲线,当1M增加时,斜率MM+mmg减少,故图像向下弯曲。
2、图像弯曲的程度由mM的大小确定,只有当M>>m时,图像近似于直线。
3、图像斜率的物理意义:①当M一定时,a~F图像中,a=1M F;其斜率为1M;即a~F图像的斜率为小车质量的倒数。
②当F一定时,a~1M图像中,a=F1M;其斜率为F;即a~1M图像的斜率为砂和砂桶的重力。
4、图像是否过原点—反映平衡摩擦力的情况。
(1)当M一定时,a~F图像;图像过原点时,表明平衡摩擦力合适,如图①;图像与a轴截距为正数时,表明F=0时,小车就有加速度a=a0,即长木板的倾角过大,如图②;图像与水平轴相交时,表明小车加上拉力F=F0时,其加速度a=0,即长木板的倾角过小或没有平衡摩擦力,如图③。
(2)当F 一定时,a ~1M图像;图像过原点时,表明平衡摩擦力合适,如图①;图像与a 轴截距为正数时,表明1M=0、M →∞时,小车还有加速度a =a 0,即长木板的倾角过大,如图②;图像与水平轴相交时,表明小车加上拉力F时,其加速度a =0,即长木板的倾角过小或没有平衡摩擦力,如图③。
☆☆经典例题解与评☆☆【例题1】如图所示,A 、B 两条直线是在A 、B 两地分别用竖直向上的力F 拉质量分别为m A 、m B 的物体得出的两个加速度a 与力F 的关系图线,由图线分析可知【B 】A .两地的重力加速度g A >gB ; B .m A <m B ;C .两地的重力加速度g A <g B ;D .m A >m B ;【解析】由牛顿第二定律得:F -mg =ma ,则:a =1mF -g ;在a -F 图象中,斜率为1m ,由图象可知:1m A >1m B,即:m A <m B ;由函数关系知,a -F 图象在纵轴上的截距表示重力加速度大小,则g A =g B 。
【练习1】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,在研究加速度a 与小车的质量M 的关系时,由于没有注意始终满足M >>m 的条件,结果得到的图象应是下图中的【D 】【例题2】如图所示,是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图,图中A 为砂桶和砂,B 为定滑轮,C 为滑块及上面添加的砝码,D 为纸带,E 为电火花计时器,F 为蓄电池,电压为6V ,K 是电键,请指出图中的三处错误。
(1) ; (2) ; (3) 。
【答案】(1)B 接滑块的细线应水平(或与导轨平行); (2)C 滑块离计时器太远;(3)E 电火花计时器用的是220V 的交流电,不能接直流电。
【例题3】现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。
给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器一个、米尺。
(1擦力的影响)。
①让小车自斜面上方一固定点A 1从静止开始下滑至斜面底端A 2,记下所用的时间t 。
②用米尺测量A 1与A 2之间的距离s ,则小车的加速度a = 。
③用米尺测量A 1相对于A 2的高度h 。
设小车所受重力为mg ,则小车所受的合外力F = 。
④改变 ,重复上述测量。
⑤以h 为横坐标,1t2为纵坐标,根据实验数据作图。
如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑,测量此时A 1点相对于斜面底端A 2的高度h 0。
②进行(1)中的各项测量。
③计算与作图时用(h -h 0)代替h 。
对此方案有以下几种评论意见: A .方案正确可行B .方案的理论依据正确,但利用所给器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动;C .方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关;其中合理的意见是 。
【答案】(1)②2s t2;③mg hs ;④斜面倾角(或h 的数值);(2)C 。
☆☆精选习题作与思☆☆1.关于验证牛顿运动定律的实验,下列说法中符合实际情形的是【D 】A .通过同时改变小车的质量m 及受到的拉力F 的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B .通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C .通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D .先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系2.在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时,下列说法中正确的是【BCD 】A .平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B .连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C .平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动D .小车释放前应靠近打点计时器,且应先接电源再释放小车3.为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿车起动时的运动可近似看作匀加速运动),某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片,如图。
如果拍摄时每隔2s 曝光一次,轿车车身总长为4.5m ,那么这辆轿车的加速度约为A .1m/s 2B .2m/s 2C .3m/s 2D .4m/s 2【C 】 4.做“验证牛顿运动定律”的实验,主要的步骤有A .将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上,取两个质aFoa 0F 0①②③aMoa 0①②③1M 01aF OABa 1/M o a 1/M o a 1/M o a1/M o A 1A量相等的小车,放在光滑的水平长木板上B .打开夹子,让两个小车同时从静止开始运动,小车运动一段距离后,夹上夹子,让它们同时停下来,用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小C .分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系,从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系D .在小车的后端也分别系上细绳,用一只夹子夹住这两根细绳E .在小车的前端分别系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘内分别放着数目不等的砝码,使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量,分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量。