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牛二定律教案

第2單元:牛頓第二定律

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。