1、4.3 牛顿第二定律教学案例 【课程标准】理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。【教学目标】1.通过回顾实验探究：a、F和m之间的关系，学生能准确表述牛顿第二定律。2.通过对力的单位的定义，学生能体会牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变为F=ma的。3.学生通过对问题情境的思考与讨论，能总结出F=ma中的F是物体所受的合力，体会牛顿第二定律的矢量性和瞬时性。4.通过课堂例题的演练，学生能运用牛顿第二定律解题的基本思路，分析和处理简单的动力学问题。【教学重点】 1.牛顿第二定律的得出2.牛顿第二定律的理解与应用【教学难点】 1. K为什么取12. 理解加速度的大小和方向由
2、物体所受合力决定，与速度无关3. 如何从实际问题抽象出物理模型，用牛顿第二定律解决实际问题【教学流程】一、课堂引入，得到规律：1.通过回顾总结上一节探究实验的结论得出牛顿第二定律的文字表述。大量的实验和观察到的事实都能得出同样的结论，由此可以总结出一般性的规律。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，加速度的方向跟作用力的方向相同。数学比例式： 数学等式：F=kma2.通过对力的单位的定义，得出牛顿第二定律表达式：F=ma。17世纪时，人类已经有了一些基本物理量的计量标准，但是还没有规定多大的力作为力的单位。当物体的质量为1kg，在某力的作用下它获得的加速度是1
3、m/s2时，这个力就规定为“一个单位的力”，根据牛顿第二定律：1（ ）=K1kg1m/s2由此可得：K=1；力的单位：kg.m/s2。为了纪念牛顿把kg.m/s2称作牛顿，用符号N表示牛顿第二定律的数学表达式：F=ma二、对牛顿第二定律的理解（主要通过学生对下列几个问题情境的思考与小组合作讨论实现。）问题情境1：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是，我们用6N的力向上提一个重为10N的物体，却提不动它。这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？ 设计意图：通过这种认知冲突，引起学生思考分析，得出F应是物体所受的合力。同时，充分利用上节课的实验探究装置，提出：为
4、什么在木板的右端要垫高？由此得出实验探究时的F就是小车受到的合力。 问题情境2：一个小球在某处以某一初速度被竖直向上抛出，经一段时间落回原处，（1）如果不计阻力，小球上升和下落的加速度的大小和方向都一样吗？（2）如果在整个过程中小球所受阻力大小恒定。你觉得上升和下落两个阶段， 哪个加速度大？方向如何？ 请用牛顿第二定律来证明你的猜测。设计意图：本问题试图让学生理解加速度的方向始终与合力方向相同，与速度方向无关，加速度的大小由合力大小决定。尽管加速度的定义式是，但力才是产生加速度的原因。问题情境3：自高空落下的雨滴如果以自由落体运动来算，那么它到达地面时的速度可达到几百米每秒，这对人类来说是十分
5、危险的。显然，雨滴在下落过程中要受到阻力的作用。设雨滴下落时受到的阻力与下落速率成正比（即f=kv），请你分析一下雨滴下落过程中的加速度大小如何变化？方向怎样？设计意图：让学生在解决这样一个实际问题中体会加速度的大小始终随着合力的大小变化而变化。加速度与合力具有瞬时对应关系。三、牛顿第二定律的应用例题1. 一个质量为1kg的物体放在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数是0.2，现作用一水平向右的恒力F=10N，这个物体的加速度是多大？（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）设计意图：在物体的平衡中，这样的四力问题是学生所熟悉的，通过教师的引导与讲解，对应用牛顿第二定律解决问题学生能有一个基本的
6、思路。拓展：如果作用在物体上的恒力改为与水平方向夹 30角斜向上，那么物体的加速度又是多少？设计意图：通过拓展，学生能活学活用，巩固所学。同时对如何建立坐标系，进行力的正交分解有新的体会。例题2.某品牌汽车的质量为1500kg，它的百公里加速时间是7s。司机将车加速到100km/h后就关闭发动机，汽车经70s停下。假定整个过程中汽车所受阻力不变，那么汽车所受的阻力多大？加速时的牵引力多大？（为计算方便，取100km/h=28m/s）设计意图：学生进一步巩固运用牛顿第二定律解题的基本步骤。通过对实际问题的抽象，学生能分析运动过程，分析受力，从运动中求加速度，从牛顿第二定律中求力，体会牛顿第二定律是运动和力之间的桥梁。四、课堂小结1.牛顿第二定律：F合=ma2.应用牛顿第二定律解决问题的一般步骤：（1）选取研究对象（2）对其进行受力分析、运动分析（3）列方程、解方程：X方向通常取为a的方向：F合=Fx合=maY方向通常与a垂直：Fy合=0【教学反思】1.本节课通过设置不同的物理情境，层层推进，让学生在解决问题中加深对牛顿第二定律的理解。对于学生来说，比直接告知他们一些性质，叫他们死记硬背，收到的效果更好。2.利用苹果同频大师，用全能扫描王拍摄扫描学生的解题过程，直接显示在频幕上既能节省学生板演时间，又能展示多个学生的成果，效率高。