1、教案示例牛顿第二定律一、教学目标1理解加速度与力的关系，知道得出这个关系的实验2理解加速度与质量的关系，知道得出这个关系的实验3知道国际单位制中力的单位是怎样定义的4理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义5会用牛顿第二定律的公式进行计算二、重点难点重点：对牛顿第二定律的理解，掌握及简单应用难点：对牛顿第二定律瞬时性和矢量性的确切理解三、教与学教学过程：物体运动状态的改变需要有力的作用，物体运动状态改变的快慢（加速度），不仅与物体所受力有关，还与物体的惯性有关，牛顿第二定律揭示了加速度与质量的关系（一）加速度与力和质量的关系【演示】如图所示的实验装置，取两个质量相同的小车放在光
2、滑的水平板上，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘，盘里分别放着数目不等的砝码，使两个小车在拉力作用下做加速运动，拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重量小车的质量和F的大小，可以通过增、减砝码来改变，车的后端也分别系上绳用一只夹子夹住两根细绳，以同时控制两辆小车，使它们同时运动和停止运动1加速度和力的关系（1）研究前提：物体的质量保持一定（2）演示过程及测出的数据（参考）小车质量作用力相等时间t内位移小车10.250200.8小车20.250100.4（3）结论：m一定时, ，由及，即2加速度和质量的关系（1）研究前提：物体所受的作用力一定（2）演示过程及测出的数据（参考）小车质量作用力相
3、等时间t内位移小车10.500200.39小车20.250200.80（3）结论：F一定时，由及，即 （二）牛顿第二定律 1牛顿第二定律的表述：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比2牛顿第二定律的数学表达式： 写成等式为 比例常数k与式中物理量单位的选取有关，若各量的单位均用国际单位制中单位，则 （1）牛顿（N）力的规定：使质量为1kg的物体产生1ms2的加速度的力，叫做1N （2）牛顿第二定律：（各量用国际制单位） 3对牛顿第二定律的深层理解 （1）同体性：是指、m和a都是对于同一个物体而言的 （2）矢量性：是指加速度和合外力都是失量，加速度的方向取决于合外力的方向牛顿第二定律公式
4、是一个矢量式 牛顿第二定律的进一步表述：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同 （3）瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬时对应关系，无论物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运动的加速度大小和方向总与合外力同步变化 （4）独立性：是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关，我们常称之为力的独立作用原理合力的加速度即是这些加速度的矢量和 4用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤： （1）确定研究对象 （2）进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图 （3）建立坐标系，即选取正方向，根据定律列方程 （4）统一已知量单
5、位，代值求解 （5）检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解 【例1】下面说法正确的是（ ） A物体速度为零时，合外力一定为零 B物体合外力为零时，速度一定为零 C物体合外力减小时，速度一定减小 D物体合外力减小时，加速度一定减小 解析由、a、v的关系知，a的大小及方向取决于合外力，故D正确，v、无决定关系，故A、B、C错误物体速度为零时，合外力不一定为零，如小球做自由落体的瞬间，速度为零，但合外力为小球重力物体合外力为零时，可以做匀速直线运动或静止，速度不一定为零，物体合外力减小，则加速度减小，由a与v的关系可知，当a与v方向相同时物体运动速度v总是增大的正确选项为D 例2一个质量为2kg的
6、物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为：（ ） A1ms2 B2ms2 C3ms2 D4ms2解析根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个力的作用，物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，题目所给的两个力大小分别为2N和6N，当两个力的方向相同时合力最大，最大值为268（N），当两个力方向相反时合力最小，最小值为624（N），当两个力的方向既不相同，也不相反时，合力的大小大于2N而小于8N，所以两个力的方向发生变化时，合力的大小根据牛顿第二定律可得，当两个力取不同的方向时，物体的加速度大小答案应选择B、C、D【小结】牛顿第二定律：加速度的方向与合外力的方向始终相同