第二节牛顿第二定律两类动力学问题第一课时(共2课时)教学案例分析

高三第一轮总复习

第三章牛顿运动定律

第二节牛顿第二定律两类动力学问题

第一课时(共2课时)教学案例

一、考纲要求

牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用属Ⅱ类要求

二、教材分析

《牛顿第二定律》是高中物理新课程必修2第三章第二节的内容，是动力学部分的核心内容，它具体地、定量地描述加速度与它所受外力以及质量的关系；此定律是联系运动学与力学的桥梁，它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻，所以本节课的复习教学对动力学是至关重要的。

三、学情分析

高三复习目的明确，巩固高一、高二的基础知识，进一步夯实基础，以全面复习知识点为主，构建高中物理的知识网络。《牛顿运动定律》是在复习《直线运动》和《相互作用》（《功和能》还没复习）的基础上进行。通过前面的对“力和运动”的复习，学生已经具备运动分析和受力分析的基本方法，而对力和运动联系的综合问题的分析存在一定的困难，本节课的复习特别是对牛顿第二定律的理解，有助于学生巩固“力和运动”的知识，并能更好地应用。

四、教学目标

[课时安排]：共2课时

第一课时

重点：两类动力学问题。

难点：对牛顿第二定律的理解，特别是瞬时性；求解瞬时加速度。

第二课时

重点：单位制、动力学图像问题、整体法和隔离法。

难点：物理模型——传送带模型中的动力学问题。

五、教学策略与手段

问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。

答：

二、力

（一）受力分析的基本思路 1．确定研究对象： 顺序（先易后难，先上后下）；方法（整体法和隔离法） 2．受力分析

顺序：给定力、场力(重力、电场力、磁场力等)、 弹力、摩擦力、其它力。

方法：条件法、假设法（假设分离法、假设存在法、假设接触面光滑法）、状态法、相互作用法（牛顿第三定律法）、 3．检查

多力（找施力物体）；少力（状态法） （二）力的合成与分解 1．力的运算法则

平行四边形定则、三角形定则 2．对力的处理方法 力的合成法（少力），力的正交分解法（多力），力的三角形法（平衡问题） [知识系统化] ►引入：牛顿第一定律：力是产生加速度的原因，力和加速度的定量关系是什么呢？牛顿第二定律回答了这个问题。

一、牛顿第二定律

1．内容：物体加速度的大小跟作用力成________，跟物体的质量成_______，加速度的方向跟作用力的方向_________． 2．表达式：F 合＝ma .

3．适用范围

(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面___________或____________的参考系． (2)牛顿第二定律只适用于____物体(相对于分子、原子等)、_______运动(远小于光速)的情况． 答：1、正比，反比，相同． 3．（1）静止；匀速直线运动． (2)宏观；低速．

►教师引导：进行分析类比，加深印象。1、分清加速度的两个表达式：定义式和决定式；并由此说明“加速度”的桥梁作用——联系着运动和力。（存在问题：学生不易区分两个公式，可以类比电容的两个

表达式）

2、与“相对论”的适用范围进行对比。

s ＝v 0t ＋12

at 2

v t 2－v 20＝2as

4、理解

►同向性举例：

已知小球质量m、车的加速度a。请对小球进行受力分

析：

小结：结合物理的运动状态，用力的合成法进行处理。

先分析重力、合力，再分析利用平行四边形定则分析

弹力，可知弹力与杆的具体方向无关。

►独立性举例：对站在向上加速的自动扶梯的人进行

受力分析。

注意：本题不是分解力，而是分解加速度(沿力所在的

两个轴的方向分解。)

►同体性：简单说明在整体法和隔离法中要特别注意

各量对应关系。第二课时再拓展。

（1）六个性质

因果性力是产生加速度的原因

同向性F

合

与a同向

局限性①只适用于宏观、低速运动的物体，不

适用于微观、高速运动的粒子

②物体的加速度必须是相对于地面静止

或匀速直线运动（即a=0）的参考系（惯

性系）而言的

同体性F=ma中,F,m,a对应同一物质或同一系

►教学设计：精选例题，

对前5个性质进行简单

说明。

►教学反馈：学生直接分

析弹力方向沿杆向上。

►教学反思：可以针对性

提问：重力和弹力的大小

与a方向有关吗？

►教学反馈：学生会遗忘

分析摩擦力或，认为摩擦

力的方向与运动方向相

反。

►教学反思：注意从摩擦

力方向“沿切面”和水平

合加速度的方向两方面

进行引导。

统(整体法和隔离法)

独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加

速度都遵从牛顿第二定律。

沿两个方向分解：F

x合

= ma

x

, F

y合

= ma

y

(力的正交分解：平行a；垂直a)

瞬时性a与F对应同一时刻

（2）牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型

a、渐变模型：弹簧（或橡皮绳）（弹力可认为瞬时不

变）

例1：水平弹簧振子的弹力变化情况

例2：有些空气阻力也跟弹力（F＝kx）类似。如f=kv

b、突变模型：刚性绳（或接触面）（弹力可突变）。

(1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能

产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，

不需要形变恢复时间．

(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)

有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变

恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小

往往可以看成保持不变．

►教学设计：提问法

（3）牛顿第二定律瞬时性的“两种”题型

a 、渐变过程分析：速度与加速度的定性关系

当弹簧被压缩到A点，撤去外力，物体从A到O的运

动性质分析。

b、求解瞬时加速度

一轻弹簧上端固定，下端挂一物块甲，甲

和乙用一细线相连，如图所示，甲和乙的质

量均为m，两者均处于静止状态．当甲、乙

之间的细线被剪断的瞬间，甲、乙的加速度

大小记作a甲、a乙，那么( D )

►解题指导：

1、渐变过程分析关键：

速度与加速度的定性关

系

2、求解瞬时加速度的关

键：作突变前后的受力分

析图，找突变力与瞬时

不变的力

改编目的：把轻弹簧换成

经细线，两种题型可以对A．a甲＝0a乙＝g