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高中物理牛頓第二定律教案
作為一位兢兢業(yè)業(yè)的人民教師,總不可避免地需要編寫(xiě)教案,教案是教學(xué)藍圖,可以有效提高教學(xué)效率。那要怎么寫(xiě)好教案呢?以下是小編為大家整理的高中物理牛頓第二定律教案,僅供參考,大家一起來(lái)看看吧。
高中物理牛頓第二定律教案1
【教材分析】
本章教科書(shū)將牛頓第二定律的探究實(shí)驗和公式表達式分成兩節內容,目的在于加強實(shí)驗探究和突出牛頓第二定律在力學(xué)中的重要地位。牛頓第二定律的首要價(jià)值應該是確立了力與運動(dòng)之間的直接關(guān)系,即因果關(guān)系。如知道了物體的受力情況,物體的運動(dòng)狀態(tài)及其變化就完全確定了。這應該是人類(lèi)在認識自然過(guò)程中取得的重要思想成就。
本節內容首先在上節課實(shí)驗的基礎上,通過(guò)分析說(shuō)明,提出了牛頓第二定律的具體內容表述,得出牛頓第二定律的數學(xué)表達式。從SHAPE MERGEFORMAT到SHAPE MERGEFORMAT,到F=kma,再到最后得出F=ma,其中蘊含有豐富的知識與技能、過(guò)程與方法性目標。因此,更要注重對學(xué)生思想觀(guān)念和心理的影響,即讓學(xué)生感受到物理學(xué)在認識自然上的本質(zhì)性、深刻性、有效性。教科書(shū)突出了力的單位1N的物理意義,它是為后面學(xué)習單位制的內容準備的。引導學(xué)生進(jìn)行必要的討論。本節最后通過(guò)兩個(gè)例題介紹牛頓第二定律應用的基本思路,它們也是學(xué)習、理解牛頓第二定律的基本組成部分。
【學(xué)情分析】
在學(xué)習這一內容之前,學(xué)生已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念;知道質(zhì)量是慣性的量度、力是改變物體運動(dòng)狀態(tài)的原因;會(huì )分析物體的受力。已具備一定的實(shí)驗操作技能,學(xué)生對物理學(xué)的研究方法已有一定的了解,在自主學(xué)習、合作探究等方面的能力有了一定提高。
在非智力因素方面,學(xué)生學(xué)習積極主動(dòng),對學(xué)習物理有較濃厚興趣;有較強的好奇心和求知欲,樂(lè )于探究自然界的奧秘;敢于堅持正確觀(guān)點(diǎn),勇于修正錯誤;喜歡和同齡人一起學(xué)習,有將自己的見(jiàn)解與他人交流的愿望。
【教學(xué)目標】
一、知識與技能
1、掌握牛頓第二定律的文字內容和數學(xué)公式。
2、理解公式中各物理量的意義和相互關(guān)系。
3、知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。
4、會(huì )用牛頓第二定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計算。
二、過(guò)程與方法
1、以實(shí)驗為基礎,歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關(guān)系,進(jìn)而總結出牛頓第二定律。
2、認識由實(shí)驗歸納總結物理規律是物理學(xué)研究的重要方法。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
1、實(shí)驗探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng )新精神。
2、滲透物理學(xué)研究方法的教育,體驗物理方法的魅力。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
教學(xué)重點(diǎn):
1、引導學(xué)生探究加速度和力、質(zhì)量間的關(guān)系的過(guò)程并總結牛頓第二定律。
2、牛頓第二定律的應用。
教學(xué)難點(diǎn):
1、牛頓第二定律的意義。
2、理解k=1時(shí),F=ma。
【教學(xué)方法】
1、啟發(fā)引導、實(shí)驗探究、合作交流。
2、通過(guò)實(shí)例的分析、強化訓練,使學(xué)生理解牛頓第二定律的意義。
【教學(xué)用具】
牛頓第二定律演示器、小車(chē)(兩個(gè))、鉤碼(50g若干)、細線(xiàn)若干、三角板
【課時(shí)安排】
1課時(shí)
教學(xué)環(huán)節教學(xué)內容學(xué)生活動(dòng)
導入新課同學(xué)們上節課在實(shí)驗室做了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗,同學(xué)們對實(shí)驗數據進(jìn)行分析了嗎?有沒(méi)有得出什么結論?下面先請同學(xué)們在黑板上畫(huà)出a—F和EMBED Equation、DSMT4圖象。
教師同時(shí)用牛頓第二定律演示器演示加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。
實(shí)驗結論:加速度與力成正比、與質(zhì)量成反比
新課教學(xué)
新課教學(xué)
一、牛頓第二定律
通過(guò)對同學(xué)們上節課實(shí)驗結論的分析總結,同學(xué)們能不能簡(jiǎn)單的.概括一下牛頓第二定律的內容?
那我們都學(xué)習過(guò),加速度是矢量,那么在牛頓第二定律里加速度方向如何?
那么我們完整的牛頓第二定律定義:
物體的加速度大大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
牛頓第二定律可以用比例式來(lái)表示
EMBED Equation、DSMT4
則
或者
上式是一條比例式,如果寫(xiě)成等式又如何表達?
表達式:F=kma
式中K是比例系數,F指的是物體所受的合力。
二、力的單位
同學(xué)們在初中已知道力的單位是牛頓,但同學(xué)們知道一牛頓的力有多大嗎?
由F=kma
當k=1時(shí),F=ma
取m=1kg a=1m/s2
則:F=ma=1kg×1m/s2 =1kg·m/s2
kg·m/s2就是力的單位。我們規定1kg·m/s2為一個(gè)單位的力,為了紀念牛頓,我們就把一個(gè)單位力的稱(chēng)為1牛頓,所以1N=1kg·m/s2,意思就是一牛頓的力相當于把質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度所需的力。
所以當m,a取國際單位時(shí),K=1,牛頓第二定律就表述為:F=ma
定義:物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比。
加速度方向與物體所受作用力方向相同。
因為在這三個(gè)因素中,質(zhì)量是標量,力和加速度是矢量
同學(xué)起來(lái)回答:
F=kma
高中物理牛頓第二定律教案2
一、教學(xué)目標
1、掌握牛頓第二定律的文字內容和數學(xué)公式;
2、理解公式中各物理量的意義及相互關(guān)系
3、知道在國際單位制中力的單位“牛頓“是怎樣定義的。
二、教學(xué)重點(diǎn)
1、知道決定物體加速度的因素、
2、加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的探究過(guò)程
三、教學(xué)難點(diǎn)
1、理解牛頓第二定律各個(gè)物理量的意義和聯(lián)系
2、牛頓第二定律的應用
四、教學(xué)方法
在探究過(guò)程中,滲透科學(xué)研究方法如:控制變量法、實(shí)驗歸納法、圖象法等
五、教學(xué)過(guò)程
1、知識回顧
物體的運動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,即產(chǎn)生加速度。
問(wèn)學(xué)生:加速度的大小與那些因素有關(guān)呢?
學(xué)生回答:力還有物體質(zhì)量
思考:力是促使物體運動(dòng)狀態(tài)改變的原因,力似乎“促使”加速度的產(chǎn)生。質(zhì)量是物體慣性的`量度,而慣性是保持物體運動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),所以質(zhì)量似乎是阻礙“加速度”的產(chǎn)生。
猜想:加速度可能與力、質(zhì)量有關(guān)系。
結合實(shí)際:
小汽車(chē):質(zhì)量小,慣性小,啟動(dòng)時(shí)運動(dòng)狀態(tài)相對容易改變。
火車(chē):質(zhì)量大,慣性大,動(dòng)力大,啟動(dòng)時(shí)運動(dòng)狀態(tài)相對難改變。
2、回憶課本所研究的內容
。1)、質(zhì)量m一定,加速度a和力F的關(guān)系。
處理數據:得出結論:當m一定時(shí),a和F成正比,
即:a F
SHAPE MERGEFORMAT
。2)、力F一定時(shí),加速度a和質(zhì)量m的關(guān)系
SHAPE MERGEFORMAT
得出結論:當力F一定,加速度a和質(zhì)量m成反比,即:a 。
3、引出牛頓第二定律
通過(guò)大量實(shí)驗和觀(guān)察到的事實(shí)都能得出同樣的結論,由此可以得出一般性的規律:物體加速度的大小跟它所受到的作用力成正比、跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同,這就是牛頓第二定律。
高中物理牛頓第二定律教案3
一、教材分析
牛頓第二定律是動(dòng)力學(xué)的核心規律,是第四章牛頓運動(dòng)定律的中心內容,更是本章的教學(xué)重點(diǎn)。本節在第二節實(shí)驗探究結果的基礎上分析得出牛頓第二定律,它具體的、定量的回答了運動(dòng)物體速度的變化率,即加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系。牛頓第二定律通過(guò)加速度將物體的運動(dòng)和受力緊密聯(lián)系,使前三章構成一個(gè)整體,這是解決力學(xué)問(wèn)題的重要工具。此定律是聯(lián)系力與運動(dòng)的橋梁,所以本節課的教學(xué)在整個(gè)教材教學(xué)中處于相當重要的地位。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)
在確定本節的重點(diǎn)、難點(diǎn)時(shí)我認為不只是讓學(xué)生停留在掌握牛頓第二定律的內容,更應注重學(xué)生認識到牛頓第二定律在現實(shí)生活中應用的重要性,以及如何利用該定律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。故重點(diǎn)是理解并運用牛頓第二定律;難點(diǎn)是通過(guò)簡(jiǎn)單應用正確理解牛頓第二定律的內涵。
三、教學(xué)目標
根據課程的要求和學(xué)生的實(shí)際需要,確定本節課的`三維目標。
1、知識與技能
掌握牛頓第二定律的文字內容及數學(xué)表達式;理解公式中各物理量的意義及相互因果關(guān)系;知道國際單位制中力的單位"牛頓"的定義;會(huì )用牛頓第二定律的公式進(jìn)行有關(guān)計算。
2、過(guò)程與方法
以實(shí)驗為基礎歸納出物體的加速度跟它的質(zhì)量、所受外力的關(guān)系,進(jìn)而總結出牛頓第二定律;培養學(xué)生的概括能力和分析推理能力。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
通過(guò)定律的探索過(guò)程,滲透物理學(xué)研究方法;體驗物理方法的魅力;從認識到實(shí)驗歸納總結出物理規律并加以運用,讓學(xué)生體驗成功的喜悅,樹(shù)立學(xué)好物理學(xué)科的信心。
四、教法與學(xué)法
"教無(wú)成法,但教要得法",高一學(xué)生創(chuàng )造力比較欠缺,對于利用已有的知識創(chuàng )造出新理論的能力很弱,在學(xué)習過(guò)程中對知識的把握還不是很準確,數學(xué)推理能力較弱,根據實(shí)驗數據總結歸納規律能力不強。牛頓第二定律的數學(xué)表達式雖簡(jiǎn)單完美,記住也不難,但要全面、深入理解該定律中物理量的意義和相互聯(lián)系,牢固掌握定律的物理意義和廣泛的應用前景,尤其對于我們偏遠地區的城步苗鄉學(xué)生來(lái)說(shuō)是較為困難的。何況物理是一門(mén)以實(shí)驗為基礎與生活密切相連的科學(xué),因此我認為在教學(xué)過(guò)程中應運用講解、討論、分析相結合的教學(xué)方法,并從學(xué)生的認識心理出發(fā),采用設問(wèn)引入——自主探究——分析討論——交流合作——得出規律——鞏固練習加強應用的教學(xué)程序。讓學(xué)生觀(guān)察與提問(wèn)相結合,自主探究與交流合作相結合,培養學(xué)生的閱讀思維能力,并根據學(xué)生的認知效果適當講解、引導、糾錯、分析,對牛頓第二定律的數學(xué)表達式的物理內涵加以深化。
五、教學(xué)過(guò)程
。ㄒ唬┮耄菏紫壤枚嗝襟w觀(guān)看火箭升天、運動(dòng)員劉翔在110米欄比賽的起跑、奧運會(huì )上女子100米賽跑的起跑等錄像資料,然后引導學(xué)生討論他們的速度變化快慢即加速度由哪些因素決定?進(jìn)而讓學(xué)生回顧上節實(shí)驗的結論,共同探討物體的加速度與其所受的外力、質(zhì)量存在怎樣的關(guān)系?(目的:通過(guò)實(shí)際生活現象分析,激發(fā)學(xué)生興趣,培養學(xué)生發(fā)現問(wèn)題的能力,通過(guò)探討加速度與物體所受外力、質(zhì)量的關(guān)系來(lái)完成牛頓第二定律探究任務(wù)的引入)
。ǘ┬抡n進(jìn)行:
先引導學(xué)生自主閱讀教材回答下列問(wèn)題:
1、牛頓第二定律的內容應該怎樣表述?
2、它的比例式如何表示?
3、各符號表示什么意思?
4、各物理量的單位是什么?其中,力的單位"牛頓"是如何定義的?
。ㄒ髮W(xué)生討論分析相關(guān)問(wèn)題,記憶相關(guān)的知識)過(guò)渡:上面我們研究的是物體受到一個(gè)力作用的情況,當物體受到幾個(gè)力作用時(shí),上述規律又將如何表述?
學(xué)生討論分析后教師總結:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
。康模号囵B學(xué)生發(fā)現一般規律的能力)
實(shí)例探究與鞏固練習
討論a和F合的關(guān)系,并判斷下面哪些說(shuō)法對不對?為什么?
A、只有物體受到力的作用,物體才具有加速度。
B、力恒定不變,加速度也恒定不變。
C、力隨著(zhù)時(shí)間改變,加速度也隨著(zhù)時(shí)間改變。
D、力停止作用,加速度也隨即消失。
E、物體在外力作用下做勻加速直線(xiàn)運動(dòng),當合外力逐漸減小時(shí),物體的速度逐漸減小。
F、物體的加速度大小不變一定受恒力作用。
教師總結:力是使物體產(chǎn)生加速度的原因,力與物體的加速度具有矢量性、瞬時(shí)性和獨立性,牛頓第二定律是由物體在恒力作用下做勻加速直線(xiàn)運動(dòng)的情形下導出的,但由力的獨立作用原理可推廣到幾個(gè)力作用的情況,以及應用于變力作用的某一瞬時(shí)。
高中物理牛頓第二定律教案4
三維目標
知識與技能
1、掌握牛頓第二定律的文字內容和數學(xué)公式、
2、理解公式中各物理量的意義及相互關(guān)系、
3、知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的
4、會(huì )用牛頓第二定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計算、
過(guò)程與方法
1、通過(guò)對上節課實(shí)驗結論的總結,歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關(guān)系,進(jìn)而總結出牛頓第二定律,體會(huì )大師的做法與勇氣、
2、培養學(xué)生的概括能力和分析推理能力、
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
1、滲透物理學(xué)研究方法的教育、
2、認識到由實(shí)驗歸納總結物理規律是物理學(xué)研究的重要方法、
3、通過(guò)牛頓第二定律的應用能深切感受到科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活,激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理的興趣、
教學(xué)重點(diǎn)
牛頓第二定律的特點(diǎn)、
教學(xué)難點(diǎn)
1、牛頓第二定律的理解、
2、理解k=1時(shí),F=ma、
教具準備
多媒體課件
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)過(guò)程
。坌抡n導入]
師:利用多媒體播放上節課做實(shí)驗的過(guò)程,引起學(xué)生的回憶,激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生再一次體會(huì )成功的喜悅,迅速把課堂氛圍變成研究討論影響物體加速度原因這一課題中去、
學(xué)生觀(guān)看,討論上節課的實(shí)驗過(guò)程和實(shí)驗結果、
師:通過(guò)上一節課的實(shí)驗,我們知道當物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關(guān)系?
生:當物體所受的力不變時(shí)物體運動(dòng)的加速度與物體所受的作用力成正比、
師:當物體所受力不變時(shí)物體的加速度與其質(zhì)量之間存在什么關(guān)系?
生:當物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比、
師:當物體所受的力和物體的質(zhì)量都發(fā)生變化時(shí),物體的加速度與其所受的作用力、質(zhì)量之間存在怎樣的關(guān)系呢?
。坌抡n教學(xué)]
一、牛頓第二定律
師:通過(guò)上一節課的實(shí)驗,我們再一次證明了:物體的加速度與物體的合外力成正比,與物體的質(zhì)量成反比、
師:如何用數學(xué)式子把以上的結論表示出來(lái)?
生:a∝
師:如何把以上式子寫(xiě)成等式?
生:需要引入比例常數k a=k
師:我們可以把上式再變形為F=kma、
選取合適的單位,上式可以簡(jiǎn)化、前面已經(jīng)學(xué)過(guò),在國際單位制中力的單位是牛頓、其實(shí),國際上牛頓這個(gè)單位是這樣定義的:質(zhì)量為1 kg的物體,獲得1 m/s2的加速度時(shí),受到的合外力為1 N,即1 N=1 kgm/s2
可見(jiàn),如果各量都采用國際單位,則k=1,F=ma
這就是牛頓第二定律的數學(xué)表達式、
師:牛頓第二定律不僅描述了F、m、a的數量關(guān)系,還描述了它們的方向關(guān)系,結合上節課實(shí)驗的探究,它們的方向關(guān)系如何?
生:質(zhì)量m是標量,沒(méi)有方向、合力的方向與加速度方向相同、
師:對,我們如何用語(yǔ)言把牛頓第二定律表達出來(lái)呢?
生:物體的加速度跟所受的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同、
師:加速度的方向與合外力的方向始終一致,我們說(shuō)牛頓第二定律具有同向性、
【討論與交流】
。ǘ嗝襟w演示課件)一個(gè)物體靜止在光滑水平面上,從某一時(shí)刻開(kāi)始受到一個(gè)方向向右、大小為5 N的恒定外力作用,若物體質(zhì)量為5 kg,求物體的加速度、若2 s后撤去外力,物體的加速度是多少?物體2 s后的運動(dòng)情況如何?
學(xué)生進(jìn)行分組討論
師:請同學(xué)們踴躍回答這個(gè)問(wèn)題、
生:根據牛頓第二定律F=ma,可得a= ,代入數據可得a=1 m/s2,2 s后撤去外力,物體所受的力為零,所以加速度為零、由于物體此時(shí)已經(jīng)有了一個(gè)速度,所以2 s以后物體保持勻速直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài)、
師:剛才這位同學(xué)說(shuō)2 s后物體不再受力,那么他說(shuō)的對不對呢?
生:不對、因為此時(shí)物體仍然受到重力和水平地面對它的支持力、
師:那么在這種情況下的加速度又是多少呢?
生:仍然是零,因為重力和支持力的合力為零,牛頓第二定律中物體所受的力是物體所受的合力,而不是某一個(gè)力、
師:非常好、以后我們在利用牛頓第二定律解題時(shí)一定要注意這個(gè)問(wèn)題,即用物體所受的合力來(lái)進(jìn)行處理、
【課堂訓練】
討論a和F合的關(guān)系,并判斷下面哪些說(shuō)法不對,為什么、
A、只有物體受到力的作用,物體才具有加速度
B、力恒定不變,加速度也恒定不變
C、力隨著(zhù)時(shí)間改變,加速度也隨著(zhù)時(shí)間改變
D、力停止作用,加速度也隨即消失
答案:ABCD
教師點(diǎn)評:牛頓第二定律是表示力的瞬時(shí)作用規律,描述的是力的瞬時(shí)作用效果是產(chǎn)生加速度、物體在某一時(shí)刻加速度的大小和方向,是由該物體在這一時(shí)刻所受到的合外力的大小和方向來(lái)決定的當物體所受到的合外力發(fā)生變化時(shí),它的加速度隨即也要發(fā)生變化,F=ma對運動(dòng)過(guò)程的每一瞬間成立,加速度與力是同一時(shí)刻的對應量,即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失、這就是牛頓第二定律的瞬時(shí)性、
師:根據牛頓第二定律,即使再小的力也可以產(chǎn)生加速度,那么我們用一個(gè)較小的力來(lái)水平推桌子,為什么沒(méi)有推動(dòng)呢?這和牛頓第二定律是不是矛盾?
生:不矛盾,因為牛頓第二定律中的力是合力、
師:如果物體受幾個(gè)力共同作用,應該怎樣求物體的加速度呢?
生:先求物體幾個(gè)力的合力,再求合力產(chǎn)生的加速度、
師:好,我們看下面一個(gè)例題、
多媒體展示例題
【例1】 一物體在幾個(gè)力的共同作用下處于靜止狀態(tài)、現使其中向東的一個(gè)力F的值逐漸減小到零,又逐漸使其恢復到原值(方向不變),則
A、物體始終向西運動(dòng)
B、物體先向西運動(dòng)后向東運動(dòng)
C、物體的加速度先增大后減小
D、物體的速度先增大后減小
生1:物體向東的力逐漸減小,由于原來(lái)合力為零,當向東的力逐漸減小時(shí),合力應該向西逐漸增大,物體的加速度增大,方向向西、當物體向東的力恢復到原值時(shí),物體的合力再次為零,加速度減小、所以加速度的變化情況應該先增大后減小、
生2:物體的加速度先增大后減小,所以速度也應該先增大后減小、
生3:這種說(shuō)法不對,雖然加速度是有一個(gè)減小的過(guò)程,但在整個(gè)過(guò)程中加速度的方向始終和速度的方向一致,所以速度應該一直增大,直到加速度為零為止、
師:對、一定要注意速度的變化和加速度的變化并沒(méi)有直接的關(guān)系,只要加速度的方向和速度的方向一致,速度就一直增大、
多媒體展示例題
【例2】 某質(zhì)量為1 000 kg的汽車(chē)在平直路面上試車(chē),當達到72 km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機,經(jīng)過(guò)20 s停下來(lái),汽車(chē)受到的阻力是多大?重新起步加速時(shí)牽引力為2 000 N,產(chǎn)生的加速度應為多大?(假定試車(chē)過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力不變)
學(xué)生討論解答
生:物體在減速過(guò)程的初速度為72 km/h=20 m/s,末速度為零,根據a= 得物體的加速度為a=-1 m/s2,方向向后、物體受到的.阻力f=ma=-1 000 N、當物體重新啟動(dòng)時(shí)牽引力為2 000 N,所以此時(shí)的加速度為a2= =1 m/s2,方向向車(chē)運動(dòng)的方向、
師:根據以上的學(xué)習,同學(xué)們討論總結一下牛頓第二定律應用時(shí)的一般步驟、
生:1、確定研究對象、
2、分析物體的受力情況和運動(dòng)情況,畫(huà)出研究對象的受力分析圖、
3、求出合力、注意用國際單位制統一各個(gè)物理量的單位、
4、根據牛頓運動(dòng)定律和運動(dòng)學(xué)規律建立方程并求解、
師:牛頓第二定律在高中物理的學(xué)習中占有很重要的地位,希望同學(xué)們能夠理解牛頓第二定律并且能夠熟練地應用它解決問(wèn)題、
【課堂訓練】
如圖4-3-1所示,一物體以一定的初速度沿斜面向上滑動(dòng),滑到頂點(diǎn)后又返回斜面底端、試分析在物體運動(dòng)的過(guò)程中加速度的變化情況、
圖4-3-1
解析:在物體向上滑動(dòng)的過(guò)程中,物體運動(dòng)受到重力和斜面的摩擦力作用,其沿斜面的合力平行于斜面向下,所以物體運動(dòng)的加速度方向是平行斜面向下的,與物體運動(dòng)的速度方向相反,物體做減速運動(dòng),直至速度減為零、在物體向下滑動(dòng)的過(guò)程中,物體運動(dòng)也是受到重力和斜面的摩擦力作用,但摩擦力的方向平行斜面向上,其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下,但合力的大小比上滑時(shí)小,所以物體將平行斜面向下做加速運動(dòng),加速度的大小要比上滑時(shí)小、由此可以看出,物體運動(dòng)的加速度是由物體受到的外力決定的,而物體的運動(dòng)速度不僅與受到的外力有關(guān),而且還與物體開(kāi)始運動(dòng)時(shí)所處的狀態(tài)有關(guān)、
。坌〗Y]
這節課我們學(xué)習了
1、牛頓第二定律:F=ma、
2、牛頓第二定律具有同向性、瞬時(shí)性、同體性、獨立性、
3、牛頓第二定律解決問(wèn)題的一般方法、
。鄄贾米鳂I(yè)]
教材第85頁(yè)問(wèn)題與練習、
。壅n外訓練]
1、設雨滴從很高處豎直下落,所受空氣阻力f和其速度v成正比、則雨滴的運動(dòng)情況是
A、先加速后減速,最后靜止 B、先加速后勻速
C、先加速后減速直至勻速 D、加速度逐漸減小到零
2、下列說(shuō)法中正確的是
。、物體所受合外力為零,物體的速度必為零
。、物體所受合外力越大,物體的加速度越大,速度也越大
。、物體的速度方向一定與物體受到的合外力的方向一致
D、物體的加速度方向一定與物體所受到的合外力方向相同
3、一個(gè)物體正以5 m/s的速度向東做勻速直線(xiàn)運動(dòng),從某一時(shí)刻開(kāi)始受到一個(gè)方向向西、大小為3 N的恒定外力作用,若物體質(zhì)量為5 kg,求:2 s末物體的速度、
4、如圖4-3-2所示,底板光滑的小車(chē)上用兩個(gè)量程為20 N、完全相同的彈簧秤甲和乙系住一個(gè)質(zhì)量1 kg的物塊、在水平地面上當小車(chē)做勻速直線(xiàn)運動(dòng)時(shí),兩彈簧秤的示數均為10 N、當小車(chē)做勻加速直線(xiàn)運動(dòng)時(shí),彈簧秤甲的示數變?yōu)? N、這時(shí)小車(chē)運動(dòng)的加速度大小是
圖4-3-2
A、2 m/s2 B、4 m/s2
C、6 m/s2 D、8 m/s2
參考答案
1、答案:B
解析:分析雨滴的受力情況,發(fā)現雨滴受豎直向下的重力和向上的空氣阻力,重力的大小方向不變,空氣阻力隨速度的增大而增大,所以物體的加速度a= 應該逐漸變小最終為零,此時(shí)雨滴的速度最大,以后雨滴做勻速運動(dòng)、
2、答案:D
3、分析與解答:由于物體受到恒定外力是向西的,因此產(chǎn)生恒定加速度的方向也是向西的,與物體初速度方向相反,故物體應做勻減速直線(xiàn)運動(dòng)、
由牛頓第二定律可知:a= = m/s2=0、6 m/s2
由勻減速直線(xiàn)運動(dòng)公式可知:2 s末物體速度為
v2=v0-at=(5-0、6×2) m/s=3、8 m/s
方向向東、
4、解析:因彈簧的彈力與其形變量成正比,當彈簧秤甲的示數由10 N變?yōu)? N時(shí),其形變量減少,則彈簧秤乙的形變量一定增大,且甲、乙兩彈簧秤形變量變化的大小相等,所以,彈簧秤乙的示數應為12 N、物體在水平方向所受到的合外力為F=T乙-T甲=12 N-8 N=4 N、
根據牛頓第二定律,得物塊的加速度大小為a= = m/s2=4 m/s2、
答案:B
說(shuō)明:無(wú)論題中的彈簧秤原來(lái)處于拉伸狀態(tài)或壓縮狀態(tài),其結果相同、同學(xué)們可自行通過(guò)對兩種情況的假設加以驗證、
板書(shū)設計
3 牛頓第二定律
內 容 物體的加速度跟所受的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同
表達式 F=ma
說(shuō) 明 (1)同向性:加速度的方向與力的方向始終一致
。2)瞬時(shí)性:加速度與力是瞬間的對應量,即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失
。3)同體性:加速度和合外力(還有質(zhì)量)是同屬一個(gè)物體的
。4)獨立性:當物體受到幾個(gè)力的作用時(shí),各力將獨立地產(chǎn)生與其對應的加速度,而物體表現出來(lái)的實(shí)際加速度是物體所受各力產(chǎn)生加速度疊加的結果
活動(dòng)與探究
探究活動(dòng)的主題:牛頓第二定律發(fā)現的過(guò)程、
探究過(guò)程:
步 驟 學(xué)生活動(dòng) 教師指導 目的
1、 到圖書(shū)館、上網(wǎng)查閱有關(guān)牛頓發(fā)現牛頓第二定律的書(shū)籍 介紹相關(guān)書(shū)籍
2、培養學(xué)生的思考能力,根據查閱的資料,確定文章主題和內容 解答學(xué)生提出的具體問(wèn)題
3、相互交流活動(dòng)的感受 對優(yōu)秀文章進(jìn)行點(diǎn)評
高中物理牛頓第二定律教案5
【教材地位與作用】
本節內容是在上節實(shí)驗課程“探究加速度、質(zhì)量與力的關(guān)系”的基礎上進(jìn)行知識的探究和總結,在知識上要求知道決定加速度的因素、理解加速度、質(zhì)量、力三者關(guān)系;要求經(jīng)歷探究活動(dòng)、嘗試解決問(wèn)題方法、體驗發(fā)現規律過(guò)程。牛頓第二定律將力學(xué)和運動(dòng)學(xué)有機地結合在一起,具體的、定量的回答了加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系,是動(dòng)力學(xué)中的核心內容,是本章的重點(diǎn)內容。
【學(xué)情分析】
在學(xué)習這一節內容之前,學(xué)生已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念;知道質(zhì)量是慣性的量度、力是改變物體運動(dòng)狀態(tài)的原因;會(huì )分析物體的受力;通過(guò)上一節探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,知道了加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。這些都為本節學(xué)習準備了知識基礎,牛頓第二定律通過(guò)加速度把物體的運動(dòng)和受力緊密的聯(lián)系在一起,使前三章構成一個(gè)整體,是解決力學(xué)問(wèn)題的重要工具,應使學(xué)生明確對于牛頓第二定律應深入理解,全面掌握。
【教學(xué)目標】
1、知識目標
。1)理解加速度與力和質(zhì)量間的關(guān)系。
。2)理解牛頓第二定律的內容,知道定律的確切含義。
。3)能運用牛頓第二定律解答有關(guān)問(wèn)題。
2、能力目標
培養學(xué)生的分析能力、歸納能力、解決問(wèn)題的能力。
3、德育目標
。1)滲透物理學(xué)研究方法的教育。
。2)認識到由實(shí)驗歸納總結物理規律是物理學(xué)研究的重要方法。
。3)培養學(xué)生嚴謹思考的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理的興趣。
【教學(xué)重點(diǎn)】
理解牛頓第二定律
【教學(xué)難點(diǎn)】
牛頓第二定律的應用
【教學(xué)策略】
回顧與思考→創(chuàng )設物理情景→分組討論→老師講解→總結規律。
【教學(xué)流程圖】
【教學(xué)過(guò)程設計】
教學(xué)環(huán)節和教學(xué)內容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設計意圖【知識回顧】
回憶上節課探究的a與F、m關(guān)系。向學(xué)生提問(wèn):回憶上節實(shí)驗探究課內容,控制變量法的應用?我們研究了哪幾個(gè)物理量?它們之間有什么關(guān)系?能用公式反應他們之間的關(guān)系嗎?回憶上節課知識,集體回答;貞浬瞎澱n探究的a與F、m關(guān)系。 【創(chuàng )設情景、導入新課】
問(wèn)題1、神舟六號飛船返回艙返回時(shí)為何要打開(kāi)降落傘?
問(wèn)題2、賽車(chē)在開(kāi)出起跑線(xiàn)的`瞬間發(fā)生了怎樣的變化?引導學(xué)生思考2個(gè)問(wèn)題。
進(jìn)一步引導學(xué)生思考:賽車(chē)比起一般的家用汽車(chē)質(zhì)量上有什么不一樣?這一設計是為什么?同學(xué)間分組討論、各小組派代表回答問(wèn)題。通過(guò)這個(gè)問(wèn)題,學(xué)生容易聯(lián)想到質(zhì)量越小,運動(dòng)狀態(tài)越容易改變,所以加速度和物體質(zhì)量、合外力有關(guān)。 【新課過(guò)程】
牛頓第二定律:
1、內容:物體的加速度跟所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2、公式:F=ma?
設問(wèn):力的國際單位是什么?它是如何規定的呢?構建物理模型,提出關(guān)注的細節。
講解:K是比例常數,那k應該是多少呢?
教師總結:力是使物體產(chǎn)生加速度的原因,力的國際單位是1N=1kg、m/s2。學(xué)生分組討論分析。
學(xué)生自己總結后作答,不完整的地方由其他同學(xué)補充。通過(guò)上節探究的a與F、m關(guān)系,運用實(shí)驗數據總結規律,培養學(xué)生獨立思考的能力和尊重物理事實(shí)的精神
3、對該定律的特性進(jìn)行說(shuō)明,這樣學(xué)生對牛頓第二定律才會(huì )有進(jìn)一步認識。
六大特性:
、僖蚬裕κ钱a(chǎn)生加速度的原因),= 2 GB3
、谑噶啃裕╝、F都是矢量,a的方向由F決定,力的分解和合成遵循平行四邊形法則),= 3 GB3
、鬯矔r(shí)性(合外力消失,即a消失),= 4 GB3
、芟鄬π裕ㄅnD第二定律只適用于慣性系),= 5 GB3
、莳毩⑿裕ㄎ矬w的各個(gè)力都能產(chǎn)生獨立的,= 6 GB3
、尥恍裕╝與F與同一物體某一狀態(tài)相對立)。提問(wèn):牛頓第二定律有哪些特性?
在相對理解牛頓第二定律的基礎上,對表達式F=ma的六大性質(zhì)結合形象例子進(jìn)行探討。
根據學(xué)生的提出的相關(guān)特性的疑問(wèn)舉例說(shuō)明。學(xué)生討論,嘗試并且回答老師提出的特性。
學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中會(huì )提出相關(guān)特性的疑問(wèn)。對牛頓第二定律的特性進(jìn)行探究,能夠加深學(xué)生對牛頓第二定律本質(zhì)上的理解,使前面所學(xué)知識連貫起來(lái),這對牛頓定律的解題或是實(shí)際運用過(guò)程中有很大的幫助。
4、做題需要方法,按照一般的做題思路,授予學(xué)生解題步驟。
、俅_定研究對象;
、趯ρ芯繉ο筮M(jìn)行正確的受力分析或是運動(dòng)情況進(jìn)行分析;
、鄹鶕讲⒔Y合題給條件(注意發(fā)現挖掘隱含條件)解出所求的物理量。
例題:一個(gè)物體,質(zhì)量是2 kg,受到互成120°角的兩個(gè)力F1和F2的作用。這兩個(gè)力的大小都是10N,這兩個(gè)力產(chǎn)生的加速度是多大?
課堂訓練P104習題1、2、3老師提出問(wèn)題,引導學(xué)生得出解題步驟,并做適當的補充說(shuō)明。
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