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《优品》高中物理人教版必修1 第四章第3节牛顿第二定律 教案5 WORD版.doc

1、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

2、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k1,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

3、,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。(4)注意参照系:牛顿第二定律适用于惯性参照系。分组讨论疑点并引导得出结论。(二)实例

4、探究例1某质量为1000kg的汽车在平直路面上试车,当达到72kmh的速度时关闭发动机,经过20s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 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。分析:物体在减速过程的初速度为72kmh20 ms,末速度为零,根据a(v-vo)/t得物体的加速度为a-1 ms2,方向向后物体受到的阻力fma-l 000 N当物体重新启动时牵引力为2 000N,所以此时的加速度为a2=(F+f)/m1 ms2,方向向车运动的方向。FxF2yF1y600600xyF2F1例2一个物体,质量是2 kg,受到互成 120角的两个力F1和F2的

5、作用。这两个力的大小都是10N,这两个力产生的加速度是多大?分析:O要求物体的加速度质量m已知必须先求F1和F2的合力,而合力的大小可以用作图法求解,也可以用计算法求解。图4-3-4解题过程:如图4-3-4所示,建立平面直角坐标系,把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解。F1的两个分力为: , 。F2的两个分力为:, 。F1y和F2y大小相等,方向相反,相互抵消,F1x和F2x的方向相同,所以:。已知合力F合和质量m,据F合ma,即可求得:。例3如图4-3-5所示,粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动,现使F不断减小,则在滑动过程中( )。A物体的加速度不断减小,速度不断增大

6、B物体的加速度不断增大,速度不断减小 C物体的加速度先变大再变小,速度先变小再增大D物体的加速度先变小再变大,速度先变大再减小 图4-3-5解析:合外力决定加速度的大小,此处合外力是拉力F和地面摩擦力f的合力,因为F逐渐减小,所以合外力先减小后反向增大。而速度是增大还是减小与加速度的大小无关,而是要看加速度与速度的方向是否相同,开始一阶段加速度与速度方向同向,所以速度增大,后一阶段加速度与速度方向相反,所以后来速度减小。答案为D。根据以上的学习,同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤:1确定研究对象。2分析物体的受力情况和运动情况,画出研究对象的受力分析图。3求出合力,注意用国际单位制统一各个物理量的单位。4根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。三、课堂小结牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受合外力恒定,其加速度恒定;合外力为零,加速度为零。即合外力决定了加速度,而加速度影响着物体的运动情况。因此,牛顿第二定律把前几章力和物体的运动构成一个整体,其中的纽带就是加速度。四、布置作业教材P78问题与练习3、4、5题。

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