《牛顿第二定律》教案

高中物理新课标必修1第四章第三节

《牛顿第二定律》教案

一、 教学目标 （一）主要目标

１．理解牛顿第二定律一般表达的含义

２．知道物体运动的加速度方向与合外力方向一致

３．会用牛顿第二定律解决一些与生产和生活相关的实际问题。 ４．会用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题

5. 掌握课程题解决的思维程序步骤 →发现问题→形成→建立→检验→评价发展

（二）同时目标

１.使学生形成愿意与他人合作学习的意识。有将自己的见解与他人交流的愿望。 ２.培养学生的创造态度、实事求是的科学态度以及勇于修正错误的健康心理、具有团队精神

二、 教学重点 难点

重点：牛顿第二定律的应用

难点：牛顿运动定律的意义 三、 教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。 四、 课前准备

1．学生的学习准备：预习学案，预习课本，找出力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸

拓展学案。

3．教学环境的设计和布置。

五、 课时安排：1课时 六、 教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标

教师活动：通过上节课的学习，我们知道

（1）当保持物体质量不变时，物体的加速度与它所受力成正比。用数学式子表示就是：a∝F

（2）当保持物体受力不变时，物体的加速度跟质量成反比。用数学式子表示就是：a∝1/m

多媒体展示学习目标，强调重难点。

（三）合作探究、精讲点拨 自主探究

教师活动：通过大量的实验和观察到的事实，牛顿总结出一般性的规律：物体加速度的大

小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二定律。

下面请大家自主阅读课本74页的内容，并回答下列问题： 1.牛顿第二定律的内容是怎样表述的？ 2.它的比例式如何表示？

3.式中各物理量的单位是什么，其中力的单位“牛顿”是怎样定义的？ 4.当物体受到几个力的作用时，式中的F指什么？此时比例式如何表示？

学生活动：思考讨论回答。 教师活动：归纳总结。

1.内容：物体的加速度跟 作用力 成正比，跟 质量 成反比，加速度的方向跟 作用

力 方向相同。

2.比例式： a∝ F/m 或者 F∝ma ，也可以写成等式： F=kma 。

3.力的单位：式中k是比例系数，它的选取与公式中物理量单位的选取有关。当时还没有力的单位，为了使用方便，k取1时，能使质量为1kg的物体产生1m/s

2

的加速度的力定义为“1个单位的力”，为纪念牛顿，把该单位称为“牛顿”，用符号N表示，即1N=1kg·m/s。此时，牛顿第二定律的数学表达式为：F= ma 。 4. 当物体受到几个力的作用时，式中的F指物体所受的合力。表达式：F合= ma 随堂训练：

关于a和F合的关系，以下说法正确的是： （ A D） A.物体所受合外力越大，加速度就越大

2

B.一旦物体受到合外力的作用，物体就具有了加速度和速度 C.合力消失，物体还将继续加速一段 D.物体的加速度方向一定与所受合力方向相同

理解要点：

（1）因果关系：有合力就有加速度，即力是产生加速度的原因。

（2）瞬时性：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，

同时产生、同时变化、同时消失。

（3）矢量性：F=ma是一个矢量式，加速度a与合外力F都是矢量，物体加速度的方

向总与合外力的方向相同。

教师活动：

从牛顿第二定律的数学表达式F合= ma来看，F合是力学物理量，a是运动学物理量，所以我们说牛顿第二定律是联系力和运动的桥梁。那么，牛顿第二定律的应用分为两种：（1）由运动求力；（2）由力求运动。下面我们来具体的学习一下，请看例题。

【例一】 一辆质量为1000kg的小汽车以72km/s的速度行驶，关闭发动机，经过20s匀

减速停下来，则需要的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？（假定行驶过程中汽车受到的阻力不变）

解析：以运动方向为x轴正方向，建立如图坐标系

（1）汽车减速时的情况，设阻力大小为f 力：F合 =－f

运动：a 1= (v2-v1)/t

即：阻力的大小为1000N，方向与运动方向相反。

（2）汽车重新起步加速时的情况 F合 = F－f = 1000N 由牛顿第二运动定律，得 a2 = F合/m=1m/s

2

FN v f x G

桥梁：F合=ma

f = ma1 = 1000N

FN v f F x G

即：加速度的大小为1m/s ，方向与运动方向相同。 归纳解题步骤：

（1）确定研究对象，分析研究对象的受力情况，画出受力图。

（2）建立直角坐标系，求出合力。（注意：正方向的选取和用国际单位制统一单位） （3）根据牛顿第二定律和运动学规律列方程并求解。

【例二】 质量为2kg的物体放在水平地面上，与水平地面的动摩擦因数为

0.2，现对物体作用一向右与水平方向成37°，大小为10N的拉力F，使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度?

解析：以运动方向为x轴正方向，建立如图坐标系 把力F分别沿x轴和y轴方向进行分解，它们的分力为： Fx=Fcos37°=8N Fy=Fsin37°=6N x方向：F合=Fx－f=Fx－μFN

y方向：Fy＋FN－G=0 则：F合=5.2N 由牛顿第二定律F合=ma，得： a= F合/m=2.6m/s

2

2

Fy F FN y 370 f 2

x Fx 即：加速度的大小为2.6m/s，方向与F方向相同。

（四）反思总结。

内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟质量成反比。

加速度的方向跟作用力方向相同。

牛顿运动定律 数学表达式：F合= ma

意义：（1）因果关系（2）瞬时性（3）矢量性 应用：（1）已知运动求力（2）已知力求运动

G

七、 板书设计

1.内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟质量成反比。

加速度的方向跟作用力方向相同。

2.牛顿运动定律 数学表达式：F合= ma

意义：（1）因果关系（2）瞬时性（3）矢量性 应用：（1）已知运动求力（2）已知力求运动 3.利用牛顿定律解题步骤：

（1）确定研究对象，分析研究对象的受力情况，画出受力图。

（2）建立直角坐标系，求出合力。（注意：正方向的选取和用国际单位制统一单位） （3）根据牛顿第二定律和运动学规律列方程并求解。

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