教學目標:
壹、知識目標
1.理解加速度與力和質量的關系;
2.理解牛頓第二定律的內容,知道定律的確切含義;
3.知道得到牛頓第二定律的實驗過程。
二、能力目標
培養學生的實驗能力、分析能力和解決問題的能力。
三、德育目標
使學生知道物理中的壹種研究問題的方法——控制變量法
教學重點
1.牛頓第二定律的實驗過程;
2.牛頓第二定律。
教學難點
牛頓第二定律的意義。
教學方法
實驗法、講授法、歸納法
教學用具
兩輛質量相同的小車,光滑的水平板(壹端帶有定滑輪);砝碼(壹盒),細繩、夾子
課時安排
2課時
教學過程
壹、導入新課
1.提問:什麽是物體運動狀態的改變?物體運動狀態發生改變的原因是什麽?
2.引入新課:
通過上節課的學習,我們已知道:物體運動狀態改變時產生加速度,而產生的加速度又和物體的質量及所受力的大小有關,那麽:加速度跟物體所受力的大小及物體質量之間有什麽關系呢?本節課我們就來研究這個問題。
二、新課教學
(壹)用投影片出示本節課的學習目標:
1.理解加速度與力的關系;
2.理解加速度與質量的關系
3.理解牛頓第二定律的內容。
(二)學習目標完成過程:
1、加速度和力的關系:
(1)用投影片出示本節課所用的實驗裝置,教師進行講解:圖中是兩輛質量相同的小車,放在光滑的水平板上,小車的前端各系上細繩,繩的另壹端跨過定滑輪各掛壹個小盤,盤裏放有數量不等的砝碼,使兩輛小車在不同的拉力下做勻加速運動。
(2)對本次實驗中說明的兩個問題
a:砝碼跟小車相比質量較小,細繩對小車的拉力近似地等於砝碼所受的重力。
b:用壹只夾子夾住兩根細繩,以同時控控制兩輛小車。
(3)實驗的做法:
a:在兩砝碼盤中放不同數量的砝碼,以使兩小車所受的拉力不同。
b:打開夾子,讓兩輛小車同時從靜止開始運動,壹段時間後關上夾子,讓它們同時停下來。
(4)需觀察的現象,觀察兩輛車在相等的時間裏,所發生的位移的大小。(實驗現象:所受拉力大的那輛小車,位移大)
(5)分析推理:
a:由公式 得到在時間t壹定時,位移s和加速度a成正比;
b:由實驗現象得到:小車的位移與他們所受的拉力成正比。
c:推理得到結論:對質量相同的物體,物體的加速度跟作用在物體上的力成正比,即:
(6)鞏固練習:
a.據 得到:要使物體在短時間內速度的改變很大,即加速度很大,就必須給物體提供 。
b.競賽用的小汽車,要求起動後幾秒鐘內速度由零達到60m/s以上,他們為什麽要裝備功率很大的發動機?
2:加速度和質量的關系:
(1)實驗裝置同上;
(2)說明與前次實驗的不同。
前壹次實驗中,我們是保持小車質量不變,而改變小車所受力的大小,來研究加速度和力之間的關系的。
本次實驗是使兩輛小車所受拉力相同,而在壹輛小車上加放砝碼的,以增大質量,研究加速度和質量之間關系的。
(3)實驗現象:
在相同的時間裏,質量小的那輛小車的位移大。
(4)分析推理,得到結論:
在相同的力作用下,物體的加速度跟物體的質量成反比,即
a1/a2=m2/m1或a∝
3:牛頓第二運動定律
(1)綜合上述實驗中得到的兩個關系,得到下述結論:
物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,且加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同。
(2)公式表示:
a∝ 或者F∝ma
即:F=kma
a:如果每個物理量都采用國際單位,k=1;
b:力的單位(牛頓)的定義:使質量為1千克的物體產生1m/s2的加速度的力叫做1牛頓。
(3)推廣:上面我們研究的是物體受到壹個力作用的情況,當物體受到幾個力作用時,上述關系可推廣為:
物體的加速度跟所受的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的放心跟合力的方向相同。即F合=ma。
(4)介紹F合和a的瞬時對應關系
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:力隨著時間改變,加速度也隨著時間改變。
d:力停止作用,加速度也隨即消失。
4:例題分析(課本例題)
(1)學生閱讀例題內容
(2)分析:
要求物體的加速度 質量m已知 必須先求F1和F2的合力,而合力的大小可以用作圖法求解,也可以用計算法求解。
(3)用投影片展示解題過程:
如圖所示,建立平面直角坐標系,把力F1和F2分別沿x軸和y軸的方向分解F1的兩個分力為:
F2的兩個分力為:
F1y和F2y大小相等,方向相反,相互抵消,F1x和F2x的方向相同,所以:
已知合力F合和質量m,據F合=ma,即可求得:
三:小結
1:本節課的研究方法——控制變量法
2:牛頓第二運動定律確定了a和F之間的大小關系,也確定的a和F的方向關系
3:求解合力時,可采用建立平面直角坐標系,將各個力沿x軸和y軸分解,最後求合力的方法。