牛顿定律教案6篇

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Kris
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教案是帮助活跃课堂的关键,对于它的制定一定要有自己的思考,老师们在现阶段的教学工作开始之前,是不是都有制定一份完美的教案呢,下面是优文档网小编为您分享的牛顿定律教案6篇,感谢您的参阅。

牛顿定律教案6篇

牛顿定律教案篇1

一、教材分析

牛顿第二定律是动力学的核心规律,动力学又是经典力学的基础,也是进一步学习热学、电学等其它部分知识所必须掌握的内容。所以,牛顿第二定律是本章的中心内容,更是本章的教学重点。为了使学生对牛顿第二定律的认识自然、和谐,本节之前的“运动状态的改变”就是起到了承上启下的作用。承上,使学生对第一定律的认识得到强化;启下,即是通过实例的分析使学生定性地了解了牛顿第二定律的内容。本节教材是在前一节的基础上借助电脑通过实验分析,再进行归纳后总结出定量描述加速度、力和质量三者关系的牛顿第二定律。由实验归纳总结出物理规律是我们认识客观规律的重要方法。由于本实验涉及到三个变量:a、m、f,因此我们用控制变量的方法来进行研究:先确定物体的质量,研究加速度与力的关系;再确定力,研究加速度和质量的关系。在以后学习气体的状态变化规律,平行板电容器的电容,金属导体的电阻等内容中都用到了这一方法。控制变量法也是我们研究自然、社会问题的常用方法。通过教学,使学生学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法一列表法和图象法,了解图象法处理数据的优点:直观、减小误差(取平均值的概念),及图象的变换,从a-m图(曲线)变到a-1/m图(直线),在验证玻-马定律中也用了这种方法。根据以上分析,我们知道本节课的教学目的不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中如何控制实验条件和物理变量,如何用数学公式表达物理规律。让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。

通过本节课的学习,要让学生记住牛顿第二定律的表达式;理解各物理量及公式的物理意义;了解以实验为基础,经过测量、论证、归纳总结出结论并用数学公式来表达物理规律的研究方法,使学生体会到物理规律的简单美。

本节课的重点是成功地进行了演示实验和用电脑对数据进行分析。这是本节课的核心,是本节课成败的关键。

二、教法和学法

本节课采用以电脑辅助演示实验为主的,知识教学与科学方法教育相结合的“同步调控”模式。

按系统论的整体性功能原理,整体功能要大于各要素功能之和。物理的知识、方法、能力、科学态度等都是教学的要素,如果把这些要素有机地联系起来,达到共同促进的作用,则物理教学的效果会更好,更有利于提高学生的素质。“同步调控”模式中,没有单纯地就方法讲方法,而是将知识的学习,方法的掌握,能力的培养,实事求是的科学态度的养成有机地结合起来,就是基于系统的整体性功能原理考虑的。

再则,按教学论中教为主导,学为主体的原则,教师的任务是制订目标,组织教学活动,控制教学活动的进程,并随机应变,排除障碍,并承认和尊重学生的主体地位。“同步调控”的模式既注意了教的作用,将教师置于“调控”地位。同时,更注意了学生的主体作用,有意识地设置教学活动的环境,让学生参与实验的设计,边演示、边提问,让学生边观察、边思考,再从实验数据总结出结论,最大限度地调动学生积极参与教学活动。在教材难点处适当放慢节奏,给学生充分的时间进行思考和讨论,如从a-m图象,猜想a与m成反比,然后画出a-1/m图,得出正确的结论。让学生在教学活动中学习知识,掌握科学方法,培养探索精神和创造力及实事求是的科学态度,以达到规定的教学目标和最佳效果。

三、教学程序

1.问题引入新课

光滑水平面上的物体受水平拉力作用而做加速运动,引导学生分析物体的质量,加速度,拉力三者之间的定性关系,鼓励学生进行猜测,它们成正比、成反比、不成比例等。然后指明本节课我们大家一起来探索得出三者之间的定量关系,从而导出课题——牛顿第二定律。这样导入的用意是提高学生学习的兴趣和参于探索的积极性。

2.设计实验方案

在引入课题后,启发学生思考:我们如何来研究f、m、a三者之间的关系?引导学生得出用实验法先确定m,研究a与f的关系;再确定f,研究a与m的关系,最后得出三者的定量关系。由于教材(必修第一册,人教版)中牛顿第二定律实验不足(夹子很难同时夹住两细线;由于线的弹力,小车要反冲后才能停下,实验误差大),我设计了用电脑辅助来探索a与f、m关系的实验,如附图。遮光片宽度l,通过光电门时间分别t1和t2,两只光电门间距为s。当滑块通过光电门时,光电门产生一个脉冲,通过计时器中的三极管放大后,从计算机lpt口输入,调用计算机定时中断来计算时间,然后利用公式

牛顿定律教案篇2

[目标]

一、知识与技能

1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论,知道理想实验是科学研究的重要方法

2、理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持。

3、理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度;会用惯性解释一些现象。

二、过程与方法

1、观察生活中的惯性现象,了解力和运动的关系

2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解

3、理解理想实验是科学研究的重要方法

三、情感态度与价值观

1、通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性

2、感悟科学是人类进步的不竭动力

[重点]

1、理解力和运动的关系

2、对牛顿第一定律和惯性的正确理解

3、理想实验

[教学难点]

1、力和运动的.关系

2、惯性和质量的关系

[课时安排]

1课时

[教学过程]

[引入]

师:同学们,在前面的学习中我们学习了怎样描述物体的运动,知道了物体的一些运动规律,但同学们有没有想过:同一个物体不同的情况下可以做出不同的运动,究竟是什么决定了物体的运动情况?要讨论这个问题,就要研究运动与力的关系。所以,从今天开始,我们就一起来探究运动与力的关系。

一、据生活现象思考探究

师:现在请同学们结合日常生活经验,分组探讨一下运动和力是怎样的一种关系,并试着回答以下一些问题。

1、物体的运动需要力来维持吗?是不是有力物体就能运动,没力物体就静止。给物体一初速度,物体在不同平面上滑动,体会物体运动不需要力来维持。

2、物体的运动方向跟力的方向一样吗?

以抛粉笔为例

3、物体的运动仅由力决定吗?

抛粉笔为例

4、物体什么情况下做直线运动?什么情况下做曲线运动?

以抛粉笔为例

5、物体做直线运动时,什么情况下加速?什么情况下减速?

以抛粉笔为例。

?牢记】:物体的运动不需要力来维持,没有力物体也能运动:匀速直线运动;运动方向与力的方向无必然联系;当速度与力同一直线时,物体做直线运动;速度与力不在同一直线时,曲线运动;同一直线时,力与速度同向,加速;力与速度反向,减速。

要让学生明白:物体此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力决定的,此刻的速度及此刻的受力决定下一刻的速度。(比方:今天的结果是前面的表现决定的,要想今后的结果能改变,必须从现在开始。)

二、历史上人类对运动与力的关系的认识

师:爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力,比做福尔摩斯侦探小说中警员破案的过程。在侦探故事中,有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去,也就是说光凭经验来做判断是靠不住的。

师:长期以来,在研究物体运动原因的过程中,人们的经验是:要使一个物体运动,必须推它或拉它。因此,人们直觉地认为,物体的运动是与推拉等行为相联系的,当不再推、拉的时候,原来的运动便停止下来。根据这类经验,亚里士多德得出结论:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体便要停止。我想不仅是亚里士多德这样想,就是在现在,很多人还是这样想的,因为它与我们的现实生活经验相一致。但这却是个错误的结论。是由明显可见的线索引出的错误判断,而且这个错误结论竟维持了近两千年。直到三百多年前,伽俐略创造了有效的“侦察”方法,发现了正确的线索,揭示现象的本质,成为物理学中的福尔摩斯。

师:伽俐略注意到,当一个球沿斜面向下滚动时,它的速度越来越大;向上滚动时,速度越来越小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,速度应该不增不减。实际上他发现,球越来越慢,最后停下来。伽俐略认为,这是由于摩擦阻力的原因,因为他同样还观察到,表面越光滑,球便会滚动得越远。于是他推断:若没有摩擦阻力,球将永远滚下去。

师:伽俐略为了说明他的思想,设计了一个实验(伽俐略斜面实验):让一个小球沿一个斜面从静止状态开始滚下,小球将滚上另一个斜面,如果没有摩擦,小球将升到原来高度。减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然达到同样高度,但这一次为了达到同样高度,比第一次滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角,小球达到同一高度时将会滚得更远。于是他问道:若将后一个斜面放平,球会滚动多远?结论显然是,球将永远滚动下去。这就是说物体的运动不需要力来维持,没有力物体也可以运动(比如在光滑水平上,只要给物体个初速度,物体将以这个速度永远运动下去),而力恰好是改变物体运动状态(运动速度)的原因,比如物体加速和减速时都需要受到力的作用。当然我们不能消除一切阻力,也不能把水平木板做得无限长,所以这个实验是“理想实验”带领学生观察动画及视频文件,先看理论动画,再看演示实验。

注意:理想实验不是空想实验,它是可靠实验事实加上理论推导。

师:与伽俐略同时代的法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点。明确指出:除非物体受到外力的作用,物体将永远保持静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。他还认为,这应该作为一个原理加以确立,并且是人类整个自然的基础。

三、牛顿第一定律

牛顿物理学的基石、惯性定律

伽俐略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后,由牛顿总结成动力学的一条基本定律:

牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

注意:学习物理的过程中大家已经对亚里士多德这个名字很熟悉了,并且每次提到的都是他的错误观点,好像成了反面教材,这里我要向大家说明一下:亚里士多德是个非常伟大的人。恩格斯称亚里士多德是最博学的人,亚里士多德的研究涉及生物、天文、气象、数学和物理等,成果十分丰富,是西方文化的奠基人。他追求以世界的本来面目来说明各种自然现象,比如说:他认为天上的运动应该是完美的匀速圆周运动、地上的物体都应该是静止的。他认为物体的运动需要力来维持,是与大量的“事实”相一致的。他一直追求真理,只不过因为当时研究物理总是靠直觉和思维来进行。因此,他的这一错误观点影响了人们两千多年。

伽利略实在是一个伟大的科学家,他第一个意识到了摩擦力?一个本质至今还没有被认识清楚的问题。有了这一点,加上他又具有丰富、发散而有严谨的科学思维能力,设计出其理想实验就显得比较自然了。我们认为理想实验首要的意义在于它摒弃了那种单纯依靠思辩来研究物理的行为方式,而确立了实验在物理研究中的基本地位。从物理史实上可以发现,这时伽利略认为的地面上的物体除静止外的另一本来面目是匀速圆周运动(而不是匀速直线运动),伽利略是一个伟大的科学家,在物理史上有着不可取代的地位,是因为他第一次确立了物理实验在物理研究中的重要性,研究物理不再是单纯地靠直觉和思维。是笛卡尔第一个明确指出:除非物体受到外力作用,物体将永远保持静止或匀速直线运动状态。这确实是人类思想认识上的一次飞跃。因此,笛卡尔认为上述论断应该作为一个原理加以确立,且是人类整个自然观的基础是十分合理的。笛卡尔当时还指出:在太空环境中可以实现物体不受外力的作用,这时物体的运动就满足理想实验的条件(解放了人们的思想,拓宽了看问题的视野)。

牛顿所做的工作不仅是进行了总结,更是从物理上赋予了明确的内涵,这其中包括惯性和力作为科学概念地提出,以及惯性参考系等,同时明确了力和物体运动及其变化之间的直接因果关系。

牛顿定律教案篇3

(一)教学目的

1.知道牛顿第一定律。

2.通过学习,提高学生的逻辑推理能力和科学想象能力。

(二)教具

惯性小车、斜面、木板、毛巾、标志小旗。

(三)教学过程

一、复习提问

力的作用效果有哪些?

二、新课引入

教师:我们学过了力,一切物体都受到力的作用.我们也学过了运动,运动是绝对的,一切物体都在运动,静止只是相对的.物体都受力,同时又都在运动,力的效果之一就是力能改变物体的运动状态.可见,力和物体的运动有密切的联系.我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系。

三、进行新课

1.历史的回顾

教师:古希腊的学者亚里斯多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”.他的根据是一个物体(例如一辆车)运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去,失去力的作用,运动会停下来.初看起来,他的观点似乎符合实际情况,所以这个观点在人类的历史上统治了近一千七百年.直到三百年前,人们才开始对这个观点是否正确提出疑问,并由伽利略和牛顿等几位科学家对力和运动的关系提出了科学的论断。

2.做课本图91所示实验

(1)教师:这是一块倾斜放置的木板,它的下端又接出一块木板水平放置,木板上铺一块毛巾.让一辆小车从斜面上的某一位置由静止开始向下运动,注意观察小车的运动情况。

(演示,并在小车停止处放一面小旗做为标志。画板图)

教师提问:小车为什么停下来?

(学生回答)

小车在水平的毛巾面上受到了阻力。

教师:亚里斯多德认为维持运动必须有力.现在,小车恰恰是因为受到了阻力,它的运动不能维持.可见,他的观点缺乏一定的前提条件,因此是不确切的.

(2)教师提问:能让小车在水平面上运动的再远些吗?

(学生回答)

减小水平面对小车的阻力.

(演示,用棉布表面的木板代替毛巾,重复上述实验,并在小车停止处放小旗做标志)

教师:小车从斜面上的同一位置由静止开始向下运动,这样可以保证小车到达斜面底端具有跟刚才实验时相同的速度,小车在水平面上运动得更远了,原因是阻力小了。

(画板图)

教师:从实验可知,木板对小车的阻力小了,小车运动得更远了,它的速度经过较长的时间才变为0。

(3)教师:我们把水平放置的木板表面换成一块比较光滑的板,重复上述的实验。

(演示,并画图)

可见,水平木板对小车的阻力越小,小车运动得越远,它的速度必须经过更长的时间才能变为0。

3.牛顿第一定律

教师:请大家设想,如果小车从斜面上滑下来,滑到一个非常光滑、阻力无限小的光滑平面上,小车的运动将如何?

(学生讨论并回答)

由于有前三次实验做基础,这种无限光滑的平面虽然没有,但是我们也有充分的理由认为小车将永远运动下去.这就是历史上伽利略所做过的实验和通过实验得到的结论。

法国的科学家笛卡儿进一步补充了伽利略得出的结论,使人们的认识又深化了一步.笛卡儿认为,物体不受外力时,除了速度的大小不会改变,永远运动下去,也不会改变运动的方向。

最后,英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果,建立了力和运动的关系的第一条规律牛顿第一定律。

一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,这就是著名的牛顿第一定律。

物体不受外力作用时,原来运动的物体要保持匀速直线运动;原来静止的物体要保持静止状态.这个规律说明了维持物体的匀速直线运动是不需要力的。

牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的,但是它又有深厚的实验基础.它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的,由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。

4.学生阅读课本“牛顿的故事”。

四、作业

复习本节课文。

注:教材选用人教版九年义务教育初中物理第一册。

牛顿定律教案篇4

1.内容:物体的加速度跟所受的台力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同

2.表达式 f=ma

3.理解

(1)同向性:加速度的方向与力的方向始终一致

(2)瞬时性;加速度与力是瞬间的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失

(3)同体性:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的

(4)独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。

教学准备

教学目标

1、掌握牛顿第二定律相关知识;

2、了解控制变量法,培养学生动手实验能力和分析概括知识的能力。

教学重难点

重点:牛顿第二定律的知识及其应用;难点:实验演示的操作。

教学工具

教学课件

教学过程

一、复习引入:

1、我们讲了牛顿第一定律,它的内容是什么呢?

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。也就是说,没有外力作用时,物体保持原来的状态,静止的保持静止、运动的保持匀速运动。那如果有外力作用呢?

(引导回答)有外力作用----状态改变----速度改变----有加速度产生。

在上节课中我们还讲了:质量是物体惯性大小的量度,质量越大的,状态越难改变。这就涉及到三个物理量:力、加速度和质量,三者之间到底有何关系呢?我们这节课就来研究它。

二、进行新课

1、实验介绍

实验是我们掌握物理知识的一个重要途径,今天就利用实验来帮助我们解决这个问题。f、m、a三者都是变量,在研究此类问题时,我们先使其中一个量保持不变,来研究另外两个量的关系,这就是控制变量法。

(1) 原理:f可以用弹簧秤测量,m可以用天平测量,那加速度呢?

a=(s2-s1)/t2

测量加速度的方法: a=(vt-v0)/t2

s= v0t+2------------ s= 2------------a=2s/t2

(2) 设计

在光滑的导轨上放一量小车,一端系有细绳,绕过定滑轮后吊着砝码,砝码质量远小于小车质量。

受到恒力作用的小车做匀速直线运动,有s= v0t+2---- s= 2------a=2s/t2,为了便于比较,我们取两个小车做双轨实验。当时间t相同时,有a2=s2。

(3) 实验操作(1)

平衡摩擦力;将两辆质量相同的小车放在导轨上;系上细绳,跨过定滑轮挂上质量不同的砝码;利用控制杆控制两辆小车同时运动;记录数据。

(4) 实验操作(2)

将两辆质量不同的小车放在导轨上;系上细绳,跨过定滑轮挂上质量相同的砝码。

利用控制杆控制两辆小车同时运动;记录数据。

2、实验结论

m一定时,f与a成正比;f一定时,m与a成反比。

3、牛顿第二定律

内容:物体的加速度与力成正比,与质量成反比。公式:f=kma;注:取国际单位时,k等于1。

平衡摩擦力分析(导出)牛顿第二定律更一般的表述:物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。

三、本节小结

课后习题

完成课后作业第1、2、3题。

牛顿定律教案篇5

教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。

教学难点:

1.明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

2.伽利略理想实验的推理过程

教学用具:斜面,小车,毛巾,棉布,玻璃板,微机,实物投影,大倍投电视。

教学过程

一、实验引入:批驳亚里士多德的观点

[演示1]在桌面上推动木块(或板擦)从静止开始慢慢向前运动,撤掉推力,木块立即停止。

分析:日常生活中也有许多类似的现象,(如推桌子)。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即:板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢?也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。

[演示2]在桌面上推动木块(或板擦)从静止使之向前运动,用力推出,木块向前运动一段距离后停止。

分析:推力撤掉,还要向前运动,与亚里士多德的观点不符。

分析:木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在?在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态?

二、讲授新课:

1.规律总结过程

方法教师引导

伽利略的贡献:理想实验

[演示](通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上)

介绍器材

实验前提条件:每次实验都需从斜面上的同一高度下滑,为什么?

实验过程:让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置?(停下来的位置)

实验纪录:

实验次数表面材料阻力大小滑行距离1毛巾最大最短2棉布较大较长3玻璃较小长推理想象光滑表面阻力为零无限长

实验分析:

三次实验,小车最终都静止,为什么?

三次实验,小车运动的距离不同,这说明什么问题?

小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系?

若使小车运动时受到的阻力进一步减小,小车运动的距离将变长还是变短?

根据上面的实验及推理的思想,还可以推理出什么结论?

推理:小球在光滑的阻力为零的表面,将会怎样运动?

实验结论:通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体,如果受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去,物理教案《物理教案-牛顿第一定律》。”即作匀速运动。

[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验

迪卡儿的补充

如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不变,将沿原来的方向匀速运动下去。

牛顿的成果:补充与概括

师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么,静止的物体在没有受到外力作用时,保持什么状态呢?(牛顿补充:将保持静止状态)

师(引导学生概括):我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括:一切物体在没有受到外力作用时,将如何呢?(对概括出来大致意思的同学给予鼓励)

介绍:牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律

方法2:学生探究式学习

针对基础较好的学生,可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验,根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题根源.由学生互相补充确定实验结论。

2.定律分析

定律成立条件:不受外力作用

运动规律:总保持匀速直线运动状态或静止状态。

师(回应课题引入实验):回想我们最开始的实验,有推力板擦运动,撤去推力板擦停下来,从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的,但这种现象是千真万确摆在我们面前的,我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢?

三、巩固练习

1.一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎么样?

2.对于牛顿第一定律的看法,下列观点正确的是()

a.验证牛顿第一定律的实验可以做出来,所以惯性定律是正确的

b.验证牛顿第一定律的实验做不出来,所以惯性定律不能肯定是正确的

c.验证牛顿第一定律的实验做不出来,但可以经过在事实基础上,进一步科学推理得出惯性定律

d.验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来,但总有一天可以用实验来验证。

四、小结

人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律,它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚,伽利略的科学推理,才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是:

1)力不是维持物体运动的原因,

2)力是改变物体运动状态的原因。

五、作业:阅读本节教材

牛顿定律教案篇6

教学目标

知识与技能

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.

过程与方法

1.通过对上节课实验结论的总结,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,体会大师的做法与勇气.

2.培养学生的概括能力和分析推理能力.

情感态度与价值观

1.渗透物理学研究方法的教育.

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.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活,激发学生学习物理的兴趣.

教学重难点

教学重点

牛顿第二定律的特点.

教学难点

1.牛顿第二定律的理解.

2.理解k=1时,f=ma.

教学工具

多媒体、板书

教学过程

一、牛顿第二定律

1.基本知识

(1)内容

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.

(2)表达式

f=kma,f为物体所受的合外力,k是比例系数.

2.思考判断

(1)牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例.(×)

(2)我们用较小的力推一个很重的箱子,箱子不动,可见牛顿第二定律不适用于较小的力.(×)

(3)加速度的方向跟作用力的方向没必然联系.(×)

探究交流

如图所示的赛车,为什么它的质量比一般的小汽车质量小的多,而且还安装一个功率很大的发动机?

?提示】为了提高赛车的灵活性,由牛顿第二定律可知,要使物体有较大的加速度,需减小其质量或增大其所受到的作用力,赛车就是通过增加发动机动力,减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度,从而提高赛车的机动灵活性的,这样有益于提高比赛成绩.

二、力的单位

1.基本知识

(1)国际单位

牛顿,简称牛,符号n.

(2)1n的定义

使质量为1 kg的物体产生1_m/s2的加速度的力叫1 n,即1 n=1 kg·m/s2.

(3)比例系数的意义

①在f=kma中,k的选取有一定的任意性.

②在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的表达式为f=ma,式中f、m、a的单位分别为牛顿、千克、米每二次方秒.

2.思考判断

关于牛顿第二定律表达式f=kma中的比例系数k

(1)只要力f的单位取n就等于1.(×)

(2)在国际单位制中才等于1.(√)

(3)只要加速度单位用m/s2就等于1.(×)

探究交流

在一次讨论课上,甲说:“由a=Δt(Δv)可知物体的加速度a与Δv成正比,与Δt成反比”,乙说:“由a=m(f)知物体的加速度a与f成正比,与m成反比”.你认为哪一种说法是正确的?

?提示】 乙的说法正确.物体的加速度的大小是由物体所受合力的大小和物体的质量共同决定的,与速度的变化量及所用时间无关.其中a=Δt(Δv)定义了加速度的大小为速度变化量与所用时间的比值,而a=m(f)则揭示了加速度取决于物体所受合力与物体的质量.

三、牛顿第二定律的几个性质

?问题导思】

1.加速度的方向与合力的方向有什么关系?

2.作用在物体上的力发生变化时,加速度是否变化?

3.作用在物体上的各个分力也能产生加速度吗?

牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系,指明了加速度大小和方向的决定因素,对牛顿第二定律,还应从以下几个方面深刻理解.

是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法.

是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素.

例:如图所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是( )

a.向右做加速运动 b.向右做减速运动

c.向左做加速运动 d.向左做减速运动

?审题指导】 解答该题注意应用以下程序

力和运动关系的定性分析

根据牛顿第二定律先由受力情况分析加速度,再由加速度与速度的关系分析运动性质,即同向加速运动,反向减速运动.

四、牛顿第二定律的简单应用

?问题导思】

1.如果物体受到力的作用,就一定有加速度吗?

2.求物体的加速度的方法有哪些?

3.应用牛顿第二定律解题的一般步骤是什么?

应用牛顿第二定律解题的方法一般有两种:矢量合成法和正交分解法.

1.矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个力的合力,再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物体所受合力的方向.反之,若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力.

2.正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力.应用牛顿第二定律求加速度,在实际应用中常将受力分解,且将加速度所在的方向选为x轴或y轴,有时也可

例:质量为m的木块,以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩擦因数为μ,如图所示.

(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向.

(2)若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑时木块的加速度的大小和方向.

?审题指导】 解答本题时可按以下思路进行分析:

?解析】 (1)以木块为研究对象,因木块受到三个力的作用,故采用正交分解法求解,建立坐标系时,以加速度的方向为x轴的正方向.木块上滑时其受力分析如图甲所示,根据题意,加速度的方向沿斜面向下,将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根据牛顿第二定律有

mgsinθ+f=ma,n-mgcosθ=0

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