牛顿第二定律说课.docx
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牛顿第二定律说课
牛顿第二定律（说课）
【教材分析】
1、教材的地位、作用和特点：
《牛顿第二定律》是司南版高一物理必修1中第6章第2节的内容。
教材在本节之前安排了牛顿第一定律，指出力是改变物体运动状态的原因，而牛顿第二定律则是对牛顿第一定律的继续和深化。
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。
所以，本节内容是本章的重点内容，也是整个力学部分的重点内容，乃至整个高中物理的重点，其中所涉及的解决问题方法及思路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。
2、教学目标：
知识与技能：
通过本节课的学习让学生在实验的基础上得出牛顿第二定律，深刻掌握牛顿第二定律的内容和表达式，理解牛顿第二定律的物理内涵。
过程与方法：
通过本节课的学习培养学生数据处理能力、分析归纳能力以及用数学知识解决物理问题的能力。
情感态度和价值观：
通过学生自主实验探究，数据的处理，培养学生尊重事实，实事求是的科学态度和合作精神。
同时也让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹去体会科学家的思维方法，从而激发学生学习物理的兴趣。
3、教学重点和难点：
通过对教材的分析和处理，我确立的本节课的重点和难点：
通过控制变量法得出牛顿第二定律以及处理实验数据的两种方法：
公式法和图象法是本节的重点，其中利用图像法处理数据是本节课的难点。
【教学设计】
根据本节课的重点和难点，我采用以下的教学方式：
1．通过问题引入新课
请学生观看两段视频：
（1）火箭升空：
在不足1s的时间内，火箭的速度由0增加到1600km/h
（2）运动员起跑：
在110米栏的起跑线处，中国小伙子刘翔奋力一蹬，飞一般冲出起跑线。
设计意图：
从日常生活中的现象引入，进而提出疑问：
怎样获得最大加速度？
并引导学生猜测：
加速度的大小可能与哪些因素有关。
通过这样的方式，激发学生的学习兴趣，以获得最佳的授课效果。
2、通过实验探究a与m和F之间的定性关系
在猜测的基础上，通过实验探究得出a与F及a与m之间的定性关系：
F越大，a越大。
m越大，a越小。
3、通过实验探究，数据分析得出a与m和F之间的定量关系
在定性实验的基础上，部分学生提出这样的疑问：
a与m和F之间存在这样的定性关系，那么它们之间的定量关系如何呢？
仍然请学生猜测他们之间的定量关系，接着通过实验进行验证。
此为本节课的重点内容，我对这部分进行了详细处理。
l实验器材的选择
（1）气垫导轨——斜面
此为教材中使用的实验仪器：
G2
f
N
G1
G
F
此为小车在斜面上的受力情况：
此为我所选择的实验仪器－气垫导轨：
N
G
F
此为小车在气垫导轨上的受力情况：
设计意图：
目的在于降低本实验难度，便于学生理解。
（2）传感器（先进的仪器）——打点计时器（传统仪器）
设计意图：
利用打点计时器，操作繁琐。
采用传感器不仅提高实验精确度高，节省有限的课堂时间。
同时将先进计算引入课堂，提高学生物理学习热情。
l数据测量
分析：
本部分采用分组实验的方式，实验中采用的控制变量法是一种重要的实验方法，在学生学习到金属导体的电阻率和电容器的电容时都将使用到这种方法，因此通过它得出实验结论是本节课的重点。
设计意图：
学生通过实验探究，小组成员之间的合作，在实验的过程中感受和掌握控制变量法，突出本节重点。
通过实验，学生充当了科学家的角色，培养了物理思维和实验探究的能力。
动画演示并简要讲解实验过程，通过探究实验也培养了学生的合作能力。
l数据处理
分析：
公式法和图象法是处理实验数据的两种常用方法，此为本节重点。
设计意图：
采用教师引导、学生自主分析相结合的方式，充分体现新课改要求的教师主导和学生的主体地位。
通过自主分析，学生不仅掌握两种分析方法，同时培养学生数据分析能力和尊重事实，实事求是的科学态度。
其中公式法通过两个量之间的比值是否为定值得出结论，学生容易理解。
而另一种方式－图像法难度较大，特别是a与m之间的关系从a-m图（曲线）变到a-1／m图（直线）为本节难点。
我利用数学和物理学科互补的优势突破难点，培养学生用数学知识解决物理问题的能力。
（1）对于a—F图像，引导学生将它与数学上的正比例函数图像进行对比得出结论。
（2）对于a－m图像，学生通过实验得出一条曲线。
从曲线中，学生容易得出随着m的增大，a在减小，但是它们之间究竟存在怎样的定量关系呢？
虽然在之前的猜测中，多数学生猜测到：
a与m成反比，但从图像中无法直观得出它们之间的反比例关系。
此时，教师可引导学生思考：
既然曲线图像无法得出反比例关系，能否利用数学知识将其转化为更为简单和直观的直线图像进行处理呢？
在学生思考的基础上，引导学生分析，a与m成反正，那么a与1/m成正比。
这样一来就将复杂的曲线问题转化为简单的直线问题，培养了学生利用数学知识解决物理问题的能力，同时也教会了学生图像处理上的一种方法——化曲为直。
在分析的基础上，让学生试着画出a－1/m图像，得出a与m的反比例关系。
4、根据实验结论推出牛顿第二定律
利用实验结论，得出数学表达式F＝ma，并由学生讨论F与a的同时性与矢量性
【小结】
牛顿第二定律是把力和运动联系起来的桥梁，是解决许多力学乃至整个物理问题的一个重要武器，是物理教学的一个重点。
本节课采用设疑－猜想－实验探究－分析－得出结论的方法，既掌握了知识，也学会了对物理现象的分析研究方法。
实验所采用的控制变量法，以及分析实验数据时所采用的公式法和图象法都是高中物理学习的重要方法。
在今后的学习中还要加以巩固和提高
4.3牛顿第二定律（学案）
一、学习目标
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
二、课前预习
1、牛顿第二定律内容：
。
公式：
2、牛顿第二定律反映了加速度与力的关系
A、因果关系：
公式F=ma表明，只要物体所受合力不为零，物体就产生加速度，即力是产生加速度的。
B、矢量关系：
加速度与合力的方向。
C、瞬时对应关系：
表达式F=ma是对运动过程的每一瞬间都成立，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。
D、独立对应关系：
当物体受到几个力的作用时，各力将独立产生与其对应的加速度。
但物体实际表现出来的加速度是物体各力产生的加速度的结果。
E、同体关系：
加速度和合外力（还有质量）是同属一个物体的，所以解题时一定把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。
3、力的国际单位是，根据定义的。
当物体的质量为
，在某力的作用下获得的加速度为
，由牛顿第二定律可得，
，我们就把它定义为１牛顿。
4、F（可以或不可以）突变，a突变，v突变。
5、牛顿第二只定律只适用于惯性参考系，惯性参考系是指相对于地面静止或匀速的参考系；牛顿第二定律只适用于宏观低速运动的物体。
6、
是定义式、度量式；
是决定式。
两个加速度公式，一个是纯粹从运动学（现象）角度来研究运动；一个从本质内因进行研究。
7、牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？
三、经典例题
例1、质量为m的物体放在倾角为α的斜面上，物体和斜面间的动摩擦系数为μ，如沿水平方向加一个力F，使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动，如下图甲，则F多大？
［解析］
（1）受力分析：
物体受四个力作用：
重力mg、弹力FN、推力F、摩擦力Ff，
（2）建立坐标：
以加速度方向即沿斜面向
上为x轴正向，分解F和mg如图乙所示；
（3）建立方程并求解
x方向：
Fcosα-mgsinα-Ff=ma①
y方向：
FN-mgcosα-Fsinα=0②
f=μFN ③
三式联立求解得：
F＝
［答案］
例2：
如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上减速运动，a与水平方向的夹角为θ，求人受的支持力和摩擦力。
［解析］以人为研究对象，他站在减速上升的电梯上，受到竖直向下的重力mg和竖直向上的支持力FN，还受到水平方向的静摩擦力Ff，由于物体斜向下的加速度有一个水平向左的分量，故可判断静摩擦力的方向水平向左。
人受力如图的示，建立如图所示的坐标系，并将加速度分解为水平加速度ax和竖直加速度ay，如图所示，则：
ax=acosθ
ay=asinθ
由牛顿第二定律得：
Ff=max
mg-FN=may
求得Ff＝
FN＝
例3、牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？
不是
例4、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。
可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？
为什么？
不矛盾.没提动说明合力为零.
例5、如图所示，物体从斜坡上的A点由静止开始滑到斜坡底部B处，又沿水平地面滑行到C处停下，已知斜坡倾角为θ，A点高为h，物体与斜坡和地面间的动摩擦因数都是μ，物体由斜坡底部转到水平地面运动时速度大小不变，求B、C间的距离。
［解析］物体在斜坡上下滑时受力情况如图所示，根据牛顿运动定律，物体沿斜面方向和垂直斜面方向分别有
mgsinθ-Ff=ma1
FN-mgcosθ=0
Ff=μFN
解得：
a1=g（sinθ-μcosθ）
由图中几何关系可知斜坡长度为Lsinθ=h，则L＝
物体滑至斜坡底端B点时速度为v，根据运动学公式v2=2as,则
v=
解得
物体在水平面上滑动时，在滑动摩擦力作用下，做匀减速直线运动，根据牛顿运动定律有
μmg=ma2
则a2=μg
物体滑至C点停止，即vC=0，应用运动学公式vt2=v02+2as得
v2=2a2sBC
则sBC=
四、巩固练习
1、下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是：
A、由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比；
B、由m＝F／a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比；
C．由a＝F／m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比；
D、由m＝F／a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。
2、在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例常数k的说法正确的是：
A、在任何情况下都等于1
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D、在国际单位制中，k的数值一定等于1
3、关于运动和力，正确的说法是
A、物体速度为零时，合外力一定为零
B、物体作曲线运动，合外力一定是变力
C、物体作直线运动，合外力一定是恒力
D、物体作匀速运动，合外力一定为零
4、静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力的作用，当力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是（）
A.物体同时获得速度和加速度
B.物体立即获得加速度，但速度仍为零
C.物体立即获得速度，但加速度仍为零
D.物体的速度和加速度都仍为零
5、地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成37°角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进。
若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？
（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
参考答案
1、【答案】CD
【解析】讲一个量与某个量成正比或与某个量成反比潜在意思是这个量由其它几个量决定。
A中F是由外界因素决定，与ma无关；B中m是指物体所含物质的多少，由物体本身决定，与Fa无关。
再比如初中学过，若讲电阻与电压成正比，与电流成反比，则是错误的。
因为电阻由本身决定，与电压、电流无关。
2、【答案】CD
3、【答案】D
【解析】物体的速度与加速度没有必然联系，当然与合外力也没有必然联系。
A错，如竖直上抛物体，物体在最高点时，速度为0，但加速度不为0；物体作曲线运动，说明物体所受的合外力一定不为0，但合外力不一定是变力，可以是恒力。
如将物体水平抛出，物体在运动过程中若忽略空气阻力，则只受重力，加速度大小恒为g。
B错；物体做直线运动只表示合外力与速度在同一直线上，无法得知合外力大小是否变化，C错。
4、【答案】B
5、【答案】
【解析】因为匀速，受力分析分解后有：
水平方向：
竖直方向：
可求得：
（2）受力分析分解如图：
竖直方向：
因为竖直方向静止，所以竖直方向合力为0有：
水平方向：
=/s2
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