《牛顿第二定律》课程教案

培养认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯．

5．教学计划时间：本章教学课内计划2学时，课外计划1学时，用两天时间完成。

6．教学过程

合作探究:

利用探究加速度与力之间关系的实验装置，测出加速度大小，用天平秤出小车和用沙子作为拉力口袋的质量，

一、加速度、力和质量的关系

介绍研究方法（控制变量法）：先研究在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系；再研究在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系．介绍实验装置及实验条件的保证：在沙子质量远远小于小车质量的条件下，小车所受的拉力才近似地认为等于沙子的重力．介绍数据处理方法（替代法）：根据公式可知，在相同时间内，物体产生加速度之比等于位移之比．以上内容可根据学生情况，让学生充分参与讨论．本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机，变为定量实验．

1、加速度和力的关系

做演示实验并得出结论：小车质量相同时，小车产生的加速度与作用在小车上的力成正比，即，且方向与方向相同．

2、加速度和质量的关系

做演示实验并得出结论：在相同的力F的作用下，小车产生的加速度与小车的质量成

正比，即．

二、牛顿第二运动定律（加速度定律）

1、实验结论：物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度方向跟引起这个加

速度的力的方向相同．即，或．

2、力的单位的规定：若规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N．则公式中的

＝1．（这一点学生不易理解）

3、牛顿第二定律：

物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同．

数学表达式为：．或

4、对牛顿第二定律的理解：

（1）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生，同时变化，同时消失。

（2）是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值

取负值，一般常取加速度的方向为正方向。

（3）根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的形式方程。

（4）、牛顿第二定律的六个性质：

a、因果性：力是产生加速度的原因。若不存在力，则没有加速度。

b、矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。牛

顿第二定律数学表达式中，等号不仅表示左右两边数值相等和符号一致，也表示

方向一致，

即物体加速度方向与所受合外力方向相同。根据它的矢量性可以用正交分解法将力

合成或分解。

c、瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时，作为由力决定的加速度的

大小或方向也要同时发生突变；当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外

力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。

d、相对性：自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持匀

速直线运动或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作

匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中才成立。

e、独立性：

(a).物体所受各力产生的加速度，互不干扰，而物体的实际加速度则是每一个力产生加

速度的矢量和，分力和分加速度在各个方向上的分量关系，也遵循牛顿第二定律。

(b).作用在物体上的一个力产生的加速度，与物体所受其他力是同时作用还是先后作用

无关。

f、同一性：a与F与同一物体某一状态相对应。

5、利用牛顿第二定律解题的一般步骤

（1）确定研究对象

（2）进行受力分析和运动状态分析，画出示意图

（3）求出和力或者加速度，受两个力一般用平行四边形定则求合力，受三个或三个以上的力一般用正交分解求合力

（4）根据牛顿第二定律求解

互动探究

一、牛顿第二定律的简单应用

例1：如图所示，质量为m的滑块沿倾角为θ的斜面加速下滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，求滑块的加速度？

变式训练：

1、一个质量m＝500g的物体，在水平面上受到一个F=1.2N的水平拉力，水平面与物体间的动摩擦因数μ＝0.06，求物体加速度的大小（g=10 m/s2）

二、考查力、加速度、速度的关系

例2、静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是（）

A 物体立即获得加速度和速度

B 物体立即获得加速度，但速度仍为零

C 物体立即获速度，但加速度仍为零

D 物体的加速度和速度均为零

变式训练

2、在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上用轻弹簧拴着一个小球，

轻弹簧处于自然长度，如图所示，当旅客看到弹簧的长度变长时，对火车的

运动状态的判断可能正确的是（）

A、火车向右运动，速度在增加中

B、火车向右运动，速度在减小中

C、火车向左运动，速度在增加中

D、火车向左运动，速度在减小中

3、如图所示，一小球从空中自由落下，当它刚与下面的轻弹簧接触时，它将（）

A、立即被反弹上来

B、立即开始做减速运动

C、立即停止运动

D、继续做加速运动

三、牛顿第二定律的瞬时性问题

例3、如图所示，质量分别为m A和m B的A、B两球用轻弹簧连接，A球用细线

悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬

时加速度各是多大？

四、板书设计

板书设计如下:

牛顿第二定律

一、研究方案：利用实验。二、研究过程：控制变量法

1. m一定时，a与F的

关系。Fa

2. F一定时，a

与m的关系。ma/1

三、牛顿第二定律 1. 内容： A、文字表述：

B、数学公式：mFa/

amF

C、力的单位“牛”的定

义：1N=1kg.m/2s

2.理解：矢量性和瞬时性

四、应用