牛顿第2定律教案.docVIP

PAGE  4.3牛顿第二定律 一、 学习目标 1、知识与技能目标 （1）.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式. （2）.理解公式中各物理量的意义及相互关系. （3）.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的. （4）.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算. 2、过程与方法目标 （1）.以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律. （2）.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法. 3、 情感态度与价值观目标 渗透物理学研究方法的教育，体验物理方法的魅力. 二 、 教学重点 牛顿第二定律应用 三、 教学难点 牛顿第二定律的意义 教学过程 一、牛顿第二定律 师：通过上一节课的实验，我们证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比． 师??如何用数学式子把以上的结论表示出来? 生：a∝F/m 师：我们可以把上式再变形为F∝ma． 师：如何把以上式子写成等式? 生：需要引入比例常数k,F=kma 选取合适的单位，上式可以，简化。前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿．其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：质量为1 kg的物体，获得1 m／s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kg·m／s2 ． 可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F＝ma 这就是牛顿第二定律的数学表达式． 师：牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系，还描述了它们的方向关系，结合上节课实验的探究，它们的方向关系如何? 生：质量m是标量，没有方向．合力的方向与加速度方向相同． 师：对，我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢? 生：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同． 师：加速度的方向与合外力的方向始终一致，我们说牛顿第二定律具有同向性。 [讨论与交流] (多媒体演示课件)一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求物体的加速度．若2 s后撤去外力，物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何? 学生进行分组讨论 师：请同学们踊跃回答这个问题． 生：根据牛顿第二定律F＝ma，可得a=F/m，代入数据可得a＝lm／s2，2s后撤去外力，物体所受的力为零，所以加速度为零．由于物体此时已经有了一个速度，所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态． 师：刚才这位同学说2s后物体不再受力，那么他说的对不对呢? 生：不对．因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力． 师：那么在这种情况下的加速度又是多少呢? 生：仍然是零，因为重力和支持力的合力为零，牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力，而不是某一个力． 师：非常好．以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题，即用物体所受的合力来进行处理． [课堂训练] 讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法正确，为什么． A．只有物体受到力的作用，物体才具有加速度 B．力恒定不变，加速度也恒定不变 C. 力随着时间改变，加速度也随着时间改变 D．力停止作用，加速度也随即消失 答案：ABCD 教师点评：牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度．物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的．当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F＝ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失．这就是牛顿第二定律的瞬时性． 师：根据牛顿第二定律，即使再小的力也可以产生加速度，那么我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛盾? 生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力． 师：如果物体受几个力共同作用，应该怎样求物体的加速度呢? 生：先求物体几个力的合力，再求合力产生的加速度． 师：好，我们看下面一个例题． 多媒体展示例题 (例1)一物体在几个力的共同作用下处于静止状态．现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又逐渐使其恢复到原值(方向不变)，则…………………( ) A．物体始终向西运动 B．物体先向西运动后向东运动 C.物体的加速度先增大后减小 D．物体的速度先增大后减小 生l：物体向东的力逐渐减小，由于原来合力为零，当向东的力逐渐减小时，合力应该向西逐渐增大，物体的加速度增大，方向向西．当物体向东的力恢复到原值时，物体的合力再次为零，加速度减小．所以加速度的变化情况应该先增大后减小 生2：物