牛顿第二定律教案
高中物理高一物理《牛顿第二定律》教案、教学设计

2.在分析多个力作用下的物体运动状态时,容易混淆力的合成与分解。
3.部分学生对实验操作不够熟练,影响实验结果的准确性。
针对这些情况,教师应采取以下策略:
1.注重启发式教学,引导学生从实际例子中发现牛顿第二定律的规律。
2.设计丰富的教学活动,如实验、讨论等,帮助学生深入理解牛顿第二定律。
-对于共性问题,组织全班交流,共同探讨解决方案。
(四)课堂练习
在课堂练习环节,我将设计不同难度的习题,帮助学生巩固所学知识。
1.基础练习:
-设计与牛顿第二定律相关的基础习题,让学生独立完成。
-鼓励学生互相讨论,共同解决疑难问题。
2.提高练习:
-设计有一定难度的习题,让学生在掌握基础的前提下,提高解决问题的能力。
1.养成科学探究的精神。
-培养学生对物理现象的好奇心,激发学习兴趣。
-鼓励学生勇于提出问题,积极探讨,形成科学探究的习惯。
2.树立正确的价值观。
-认识到牛顿第二定律在科技发展中的重要性,增强社会责任感。
-通过学习牛顿第二定律,认识到自然规律的可预测性和可利用性,培养尊重自然、珍惜资源的意识。
3.培养团队协作能力。
1.学生需独立完成作业,保持解答过程的整洁、条理清晰。
2.对于实践应用题和探究性学习题,鼓励学生发挥创新思维,进行深入分析。
3.教师将对作业进行批改和反馈,关注学生的解答过程和思维方式,及时给予指导和建议。
4.学生应认真对待作业,及时改正错误,巩固所学知识。
(三)学生小组讨论
在学生小组讨论环节,我将组织学生进行合作学习,共同探讨牛顿第二定律相关问题。
1.分组讨论:
-将学生分为小组,让他们针对牛顿第二定律的应用、力的合成与分解等话题展开讨论。
《牛顿第二定律》教学设计

《牛顿第二定律》教学设计《牛顿第二定律》教学设计【教学目的】1.知道共点力作用下物体的平衡条件。
2.通过实验认识超重、失重的现象。
【教学重点和难点】教学重点:共点力作用下物体平衡条件的应用。
超重、失重状态的动力学分析教学难点:对“超重”“失重”和“完全失重”的理解【教学方法和手段】教学方法:学案教学法、实验法、讨论法、分析法、教学媒体运用:体重计、弹簧秤、钩码、底部侧面开有小孔的塑料瓶、水【教学过程】一、查导学卡导学卡的设计问题1.共点力作用下物体的平衡状态:_______问题2.(1)利用牛顿第二定律推导共点力作用下物体的平衡条件:_________________(2)共点力作用下物体的平衡条件;__________问题3.超重:失重:________________问题4.什么情况下会出现超重(失重)现象?问题5.为什么会出现超重和失重现象?_________动力学特征问题6完全失重的条件:_____________。
二、实验、解决问题阅读课本回答:1.共点力作用下物体的平衡状态2.怎样用牛顿第二定律推导共点力作用下物体的平衡条件通过自主学习将问题呈现出来,使学生明了自己会什么,不会什么,这样带着问题进课堂更有针对性、目的性。
(一)分组实验【实验1】用弹簧秤挂上钩码,然后迅速上提。
【引导学生思考】弹簧秤指针变化说明了什么?【实验2】指导学生完成实验:1.甲站在体重计上静止,乙说出体重计的示数。
2.甲突然下蹲时,体重计的示数是否变化,怎样变化,(乙说出示数的变化情况)【引导学生思考】难道该学生的体重发生了改变?(二)新课教学解决问题1:什么是超重(失重)现象?引导学生一起分析实验1和实验2的现象。
教师归纳:弹簧秤的拉力大于钩码的重力以及人对秤的压力大于人的体重,这些都是超重现象。
要求学生分析实验2中的失重现象。
解决问题2:什么情况下会出现超重(失重)现象?当物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于(小于)物体所受重力时此现象为超重(失重)向上的`运动就一定产生超重,向下的运动就一定产生失重吗?【引导学生分析实验2】引导学生注意观察:(1)静止时秤的示数。
《牛顿第二定律》教案

《牛顿第二定律》教案12分钟环节四:时取消动力,经过70 s停了下来。
汽车受到的阻力是多少?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度是多少?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)【解答】以汽车为研究对象。
设汽车运动方向为x轴正方向,建立一维坐标系。
(1)取消动力后,汽车做匀减速直线运动a1=ΔvΔt=0﹣v1tf=ma1=﹣437N,符号说明与运动方向相反。
(2)重新起步后,汽车所受的合力为:F合=2000N﹣437N=1563Na2=F合m=1.42m/s2,方向与运动方向相同。
【评析】第(1)问从“运动学规律”出发→a→“受力”;第(2)问从“受力”出发→a→“运动学规律”。
可见,加速度a是联系“力”和“运动”的桥梁,受力分析是基础!【例题2】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球,在列车以某一加速度渐渐启动的过程中,细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止,通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。
在某次测定中,悬线与直方向的夹角为θ,求列车的加速度a。
【解答】小球始终与列车保持相对静止状态,所以小球的加速度与列车的加速度相同。
[方法1] 选择小球作为研究对象。
F合=mg tan θa=F合m=g tan θ,方向水平向右。
[方法2]竖直方向:F T cos θ-mg=0 → F T cos θ=mg (1)水平方向:F x=F T sin θ,F T sin θ=ma (2)→(1)(2)式联立,可以求得小球的加速度为a=g tan θ,方向水平向右。
2.用动力学方法测质量[师]:在地球上,称量某物体的质量对大家不是难事!假设你现在身处太空之中,如何测量一个物体的质量呢?用天平称量可以吗?(不可以!太空中物体完全失重)提示:由F合=ma可知,如果给物体施加一个已知的力,并测出在这个力的作用下物体的加速度,就可以求出物体的质量——用动力学方法测质量的方法。
[师]:2013年6月20日上午,我国航天员在天宫一号空间实验室进行了太空授课,演示了测量质量的实验。
牛顿第二定律高中物理教案

牛顿第二定律高中物理教案一、教学目标1.了解牛顿第二定律的含义和根本公式。
2.掌握应用牛顿第二定律解决物理问题的方法。
3.能够运用牛顿第二定律分析和解释各种实际情况。
二、教学重点和难点1.教学重点:牛顿第二定律的含义和应用。
2.教学难点:如何将牛顿第二定律应用于各种实际情况。
三、教学准备1.教师准备:课件、黑板、粉笔、实验材料和实验装置。
2.学生准备:课本、笔记本等学习工具。
四、教学过程1. 导入新知识〔5分钟〕教师可以通过提问或讲述一些与牛顿第二定律相关的实例,让学生对本节课的内容有一个初步的了解。
2. 引入牛顿第二定律〔10分钟〕教师通过课件或黑板向学生展示牛顿第二定律的公式:F = m*a,并解释其中的意义:物体所受合力与其质量和加速度成正比。
3. 分组讨论〔15分钟〕将学生分成小组,每个小组选择一个物体,并讨论该物体所受合力、质量和加速度之间的关系。
每个小组需要在黑板上或白板上用公式进行说明,并给出一些实际生活中相关的例子。
4. 实验演示〔20分钟〕准备一台用于测量力、质量和加速度的实验装置,并选取一个简单的实验进行演示。
教师可以通过示范的方式,让学生观察实验现象并进行记录。
教师还可以引导学生分析实验结果,并与牛顿第二定律进行比照。
5. 练习与讨论〔20分钟〕教师根据课堂情况出示一些练习题供学生做题并讨论。
教师可以提供多种题型,例如计算、分析等,以帮助学生稳固和应用所学的知识。
6. 总结归纳〔10分钟〕教师对本节课的内容进行总结和归纳,强调牛顿第二定律的重要性和应用领域。
鼓励学生将所学的知识运用到实际生活中,并对学生提出的问题进行解答。
五、作业布置布置相关的课后作业,例如完成课后习题、查找一些与牛顿第二定律相关的实例等。
六、教学反思本节课通过导入新知识、引入牛顿第二定律、分组讨论、实验演示、练习与讨论以及总结归纳等教学环节,全方位地引导学生理解和应用牛顿第二定律。
通过小组讨论和实验演示,增强了学生的合作意识和实践能力。
牛顿第二定律教案

牛顿第二定律教案牛顿第二定律教案(精选篇1)一、教学目标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。
二、教学重点1、知道决定物体加速度的因素、2、加速度与力和质量的关系的探究过程三、教学难点1、理解牛顿第二定律各个物理量的意义和联系2、牛顿第二定律的应用四、教学方法在探究过程中,渗透科学研究方法如:控制变量法、实验归纳法、图象法等五、教学过程1、知识回顾物体的运动状态发生变化,即产生加速度。
问学生:加速度的大小与那些因素有关呢?学生回答:力还有物体质量思考:力是促使物体运动状态改变的原因,力似乎“促使”加速度的产生。
质量是物体惯性的`量度,而惯性是保持物体运动状态不变的性质,所以质量似乎是阻碍“加速度”的产生。
猜想:加速度可能与力、质量有关系。
结合实际:小汽车:质量小,惯性小,启动时运动状态相对容易改变。
火车:质量大,惯性大,动力大,启动时运动状态相对难改变。
2、回忆课本所研究的内容(1)、质量m一定,加速度a和力F的关系。
处理数据:得出结论:当m一定时,a和F成正比,即:a FSHAPE MERGEFORMAT(2)、力F一定时,加速度a和质量m的关系SHAPE MERGEFORMAT得出结论:当力F一定,加速度a和质量m成反比,即:a 。
3、引出牛顿第二定律通过大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论,由此可以得出一般性的规律:物体加速度的大小跟它所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,这就是牛顿第二定律。
牛顿第二定律教案(精选篇2)【教材分析】*教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达式分成两节内容,目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。
牛顿第二定律的首要价值应该是确立了力与运动之间的直接关系,即因果关系。
如知道了物体的受力情况,物体的运动状态及其变化就完全确定了。
牛顿第二定律教案

牛顿第二定律教案【教材分析】《牛顿运动定律》在高考《考试大纲》的“知识内容表”中,共有6个条目,其中包括“牛顿定律的应用”,为II等级要求。
牛顿第二定律的应用,是本章的核心内容。
由于整合了物体的受力分析和运动状态分析,使得本节成为高考的热点和必考内容。
受力分析和运动状态分析,是解决物理问题的两种基本方法。
并且,本单元的学习既是后继“动能”和“动量”等复杂物理过程分析的基础,也是解决“带电粒子在电场、磁场中运动”等问题的基本方法,因而显得十分重要。
【学情分析】由于本单元对分析、综合和解决实际问题的能力要求很高,不少同学在此感到困惑,疑难较多,主要反映在研究对象的选择和物理过程的分析上,对一些典型的应用题型,如连接体问题、超重失重问题、皮带传动问题、斜面上的物体运动问题等,学生缺乏针对性训练,更缺少理性的思考和总结。
【教学目标】一、知识与技能1、掌握牛顿第二定律的基本特征;2、理解超重现象和失重现象。
二、过程与方法1、掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题;2、学会连接体问题的一般解题方法;3、掌握超重、失重在解题中的具体应用。
三、情感态度与价值观1、通过相关问题的分析和解决,培养学生的科学态度和科学精神;2、通过“嫦娥一号”的成功发射和变轨的过程,激发学生的爱国热情。
【教学重点和难点】教学重点:牛顿运动定律与运动学公式的综合运用。
教学难点:物体受力情况和运动状态的分析;处理实际问题时“物理模型”和“物理情景”的建立。
【教学方法和手段】教学方法:分析法、讨论法、示法教学手段:计算机多媒体教学,PPT课件【教学过程】一、提出问题,导入课题提问、讨论、评价(一)高三物理(复习)前三章的内容及其逻辑关系是怎样的?(二)牛顿运动定律的.核心内容是什么?(三)如何理解力和运动的关系?PPT展示:力和运动的关系力是使物体产生加速度的原因,受力作用的物体存在加速度。
高中物理牛顿第二定律教案设计
高中物理牛顿第二定律教案设计一、教学目标:1. 让学生理解牛顿第二定律的表述,掌握其数学表达式F = ma。
2. 让学生了解质量、加速度和力之间的关系。
3. 通过实例让学生应用牛顿第二定律解决问题。
二、教学重点与难点:1. 教学重点:牛顿第二定律的表述及数学表达式,质量、加速度和力之间的关系。
2. 教学难点:牛顿第二定律的应用,解决实际问题。
三、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生思考力和运动的关系。
2. 通过实例分析,让学生直观地理解牛顿第二定律。
3. 利用小组讨论,培养学生的合作能力。
四、教学准备:1. 准备相关实例,用于讲解和练习。
2. 准备PPT,展示牛顿第二定律的相关内容。
3. 准备习题,用于巩固所学知识。
五、教学过程:1. 导入:通过提问方式引导学生回顾牛顿第一定律,引出牛顿第二定律的概念。
2. 讲解:讲解牛顿第二定律的表述及数学表达式,解释质量、加速度和力之间的关系。
3. 实例分析:分析实例,让学生直观地理解牛顿第二定律的应用。
如:一个物体受到一个力作用,其质量为m,加速度为a,根据牛顿第二定律,力F = ma。
4. 小组讨论:让学生分组讨论,运用牛顿第二定律解决实际问题。
如:一辆汽车质量为1500kg,加速度为2m/s²,求汽车所受的力。
5. 练习:让学生在课堂上完成习题,巩固所学知识。
6. 总结:总结本节课所学内容,强调牛顿第二定律的重要性。
7. 作业布置:布置相关习题,让学生课后巩固所学知识。
六、教学拓展:1. 讲解牛顿第二定律在不同场景下的应用,如:航空航天、汽车运动等。
2. 介绍牛顿第二定律在实际生活中的意义,如:交通安全、运动训练等。
七、课堂小结:1. 回顾本节课所学内容,总结牛顿第二定律的关键点。
2. 强调学生在学习过程中要注重理论联系实际,提高解决问题的能力。
八、课后作业:1. 完成课后习题,巩固所学知识。
九、教学反思:1. 反思本节课的教学效果,分析学生的掌握情况。
高中物理牛顿第二定律教案5篇
高中物理牛顿第二定律教案5篇通过教案能够为教师提供丰富的教学资源和参考资料,教师若希望在教学中脱颖而出,应高度重视教案的撰写和规划,以下是本店铺精心为您推荐的高中物理牛顿第二定律教案5篇,供大家参考。
高中物理牛顿第二定律教案篇1【教材地位与作用】本节内容是在上节实验课程探究加速度、质量与力的关系的基础上进行知识的探究和总结,在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系;要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。
牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起,具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系,是动力学中的核心内容,是本章的重点内容。
【学情分析】在学习这一节内容之前,学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;会分析物体的受力;通过上一节探究加速度与力、质量的关系,知道了加速度与力、质量的关系。
这些都为本节学习准备了知识基础,牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起,使前三章构成一个整体,是解决力学问题的重要工具,应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解,全面掌握。
【教学目标】1、知识目标(1)理解加速度与力和质量间的关系。
(2)理解牛顿第二定律的内容,知道定律的确切含义。
(3)能运用牛顿第二定律解答有关问题。
2、能力目标培养学生的分析能力、归纳能力、解决问题的能力。
3、德育目标(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)培养学生严谨思考的能力,激发学生学习物理的兴趣。
【教学重点】理解牛顿第二定律【教学难点】牛顿第二定律的应用【教学策略】回顾与思考→创设物理情景→分组讨论→老师讲解→总结规律。
【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【知识回顾】回忆上节课探究的a与f、m关系。
向学生提问:回忆上节实验探究课内容,控制变量法的应用?我们研究了哪几个物理量?它们之间有什么关系?能用公式反应他们之间的关系吗?回忆上节课知识,集体回答。
高中物理牛顿第二定律教案3篇
高中物理牛顿第二定律教案高中物理牛顿第二定律教案3篇高中物理牛顿第二定律教案1知识目标1、掌握匀变速直线运动的速度公式,并能用来解答有关的问题.2、掌握匀变速直线运动的位移公式,并能用来解答有关的问题.能力目标体会学习运动学知识的一般方法,培养学生良好的分析问题,解决问题的习惯.教学建议教材分析匀变速直线运动的速度公式是本章的重点之一,为了引导学生逐渐熟悉数学工具的应用,教材直接从加速度的定义式由公式变形得到匀变速直线运动的速度公式,紧接着配一道例题加以巩固.意在简单明了同时要让学生自然的复习旧知识,前后联系起来.匀变速直线运动的位移公式是本章的另一个重点.推导位移公式的方法很多,中学阶段通常采用图像法,从速度图像导出位移公式.用图像法导位移公式比较严格,但一般学生接受起来较难,教材没有采用,而是放在阅读材料中了.本教材根据,说明匀变速直线运动中,并利用速度公式,代入整理后导出了位移公式.这种推导学生容易接受,对于初学者来讲比较适合.给出的例题做出了比较详细的分析与解答,便于学生的理解和今后的参考.另外,本节的两个小标题“速度和时间的关系”“位移和时间的关系”能够更好的让学生体会研究物体的运动规律,就是要研究物体的位移、速度随时间变化的规律,有了公式就可以预见以后的运动情况.教法建议为了使学生对速度公式获得具体的认识,也便于对所学知识的巩固,可以从某一实例出发,利用匀变速运动的概念,加速度的概念,猜测速度公式,之后再从公式变形角度推出,得出公式后,还应从匀变速运动的速度—时间图像中,加以再认识.对于位移公式的建立,也可以给出一个模型,提出问题,再按照教材的安排进行.对于两个例题的处理,要引导同学自己分析已知,未知,画运动过程草图的习惯.高中物理牛顿第二定律教案2三维目标知识与技能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、教具准备多媒体课件课时安排1课时教学过程[新课导入]师:利用多媒体播放上节课做实验的过程,引起学生的回忆,激发学生的兴趣,使学生再一次体会成功的喜悦,迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去、学生观看,讨论上节课的实验过程和实验结果、师:通过上一节课的实验,我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?生:当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比、师:当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系?生:当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比、师:当物体所受的力和物体的质量都发生变化时,物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?[新课教学]一、牛顿第二定律师:通过上一节课的实验,我们再一次证明了:物体的加速度与物体的合外力成正比,与物体的质量成反比、师:如何用数学式子把以上的结论表示出来?生:a∝师:如何把以上式子写成等式?生:需要引入比例常数k a=k师:我们可以把上式再变形为F=kma、选取合适的单位,上式可以简化、前面已经学过,在国际单位制中力的单位是牛顿、其实,国际上牛顿这个单位是这样定义的:质量为1 kg的物体,获得1 m/s2的加速度时,受到的合外力为1 N,即1 N=1 kgm/s2可见,如果各量都采用国际单位,则k=1,F=ma这就是牛顿第二定律的数学表达式、师:牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系,还描述了它们的方向关系,结合上节课实验的探究,它们的方向关系如何?生:质量m是标量,没有方向、合力的方向与加速度方向相同、师:对,我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?生:物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同、师:加速度的方向与合外力的方向始终一致,我们说牛顿第二定律具有同向性、【讨论与交流】(多媒体演示课件)一个物体静止在光滑水平面上,从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N的恒定外力作用,若物体质量为5 kg,求物体的加速度、若2 s后撤去外力,物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何?学生进行分组讨论师:请同学们踊跃回答这个问题、生:根据牛顿第二定律F=ma,可得a= ,代入数据可得a=1 m/s2,2 s后撤去外力,物体所受的力为零,所以加速度为零、由于物体此时已经有了一个速度,所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态、师:刚才这位同学说2 s后物体不再受力,那么他说的对不对呢?生:不对、因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力、师:那么在这种情况下的加速度又是多少呢?生:仍然是零,因为重力和支持力的合力为零,牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力,而不是某一个力、师:非常好、以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题,即用物体所受的合力来进行处理、【课堂训练】讨论a和F合的关系,并判断下面哪些说法不对,为什么、A、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度B、力恒定不变,加速度也恒定不变C、力随着时间改变,加速度也随着时间改变D、力停止作用,加速度也随即消失答案:ABCD教师点评:牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度、物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的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,F=ma 对运动过程的每一瞬间成立,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、这就是牛顿第二定律的瞬时性、师:根据牛顿第二定律,即使再小的力也可以产生加速度,那么我们用一个较小的力来水平推桌子,为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛盾?生:不矛盾,因为牛顿第二定律中的力是合力、师:如果物体受几个力共同作用,应该怎样求物体的加速度呢?生:先求物体几个力的合力,再求合力产生的加速度、师:好,我们看下面一个例题、多媒体展示例题【例1】一物体在几个力的共同作用下处于静止状态、现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零,又逐渐使其恢复到原值(方向不变),则A、物体始终向西运动B、物体先向西运动后向东运动C、物体的加速度先增大后减小D、物体的速度先增大后减小生1:物体向东的力逐渐减小,由于原来合力为零,当向东的力逐渐减小时,合力应该向西逐渐增大,物体的加速度增大,方向向西、当物体向东的力恢复到原值时,物体的合力再次为零,加速度减小、所以加速度的变化情况应该先增大后减小、生2:物体的加速度先增大后减小,所以速度也应该先增大后减小、生3:这种说法不对,虽然加速度是有一个减小的过程,但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致,所以速度应该一直增大,直到加速度为零为止、师:对、一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系,只要加速度的方向和速度的方向一致,速度就一直增大、多媒体展示例题【例2】某质量为1 000 kg的汽车在平直路面上试车,当达到72 km/h的速度时关闭发动机,经过20 s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 N,产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)学生讨论解答生:物体在减速过程的初速度为72 km/h=20 m/s,末速度为零,根据a= 得物体的加速度为a=-1 m/s2,方向向后、物体受到的阻力f=ma=-1 000 N、当物体重新启动时牵引力为2 000 N,所以此时的加速度为a2= =1 m/s2,方向向车运动的方向、师:根据以上的学习,同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤、生:1、确定研究对象、2、分析物体的受力情况和运动情况,画出研究对象的受力分析图、3、求出合力、注意用国际单位制统一各个物理量的单位、4、根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解、师:牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位,希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题、【课堂训练】如图4-3-1所示,一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动,滑到顶点后又返回斜面底端、试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况、图4-3-1解析:在物体向上滑动的过程中,物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用,其沿斜面的合力平行于斜面向下,所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的,与物体运动的速度方向相反,物体做减速运动,直至速度减为零、在物体向下滑动的过程中,物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用,但摩擦力的方向平行斜面向上,其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下,但合力的大小比上滑时小,所以物体将平行斜面向下做加速运动,加速度的大小要比上滑时小、由此可以看出,物体运动的`加速度是由物体受到的外力决定的,而物体的运动速度不仅与受到的外力有关,而且还与物体开始运动时所处的状态有关、[小结]这节课我们学习了1、牛顿第二定律:F=ma、2、牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性、3、牛顿第二定律解决问题的一般方法、[布置作业]教材第85页问题与练习、[课外训练]1、设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比、则雨滴的运动情况是A、先加速后减速,最后静止B、先加速后匀速C、先加速后减速直至匀速D、加速度逐渐减小到零2、下列说法中正确的是A、物体所受合外力为零,物体的速度必为零B、物体所受合外力越大,物体的加速度越大,速度也越大C、物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致D、物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同3、一个物体正以5 m/s的速度向东做匀速直线运动,从某一时刻开始受到一个方向向西、大小为3 N的恒定外力作用,若物体质量为5 kg,求:2 s末物体的速度、4、如图4-3-2所示,底板光滑的小车上用两个量程为20 N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量1 kg的物块、在水平地面上当小车做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10 N、当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8 N、这时小车运动的加速度大小是图4-3-2A、2 m/s2B、4 m/s2C、6 m/s2D、8 m/s2参考答案1、答案:B解析:分析雨滴的受力情况,发现雨滴受竖直向下的重力和向上的空气阻力,重力的大小方向不变,空气阻力随速度的增大而增大,所以物体的加速度a= 应该逐渐变小最终为零,此时雨滴的速度最大,以后雨滴做匀速运动、2、答案:D3、分析与解答:由于物体受到恒定外力是向西的,因此产生恒定加速度的方向也是向西的,与物体初速度方向相反,故物体应做匀减速直线运动、由牛顿第二定律可知:a= = m/s2=0、6 m/s2由匀减速直线运动公式可知:2 s末物体速度为v2=v0-at=(5-0、6×2) m/s=3、8 m/s方向向东、4、解析:因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧秤甲的示数由10 N变为8 N时,其形变量减少,则弹簧秤乙的形变量一定增大,且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等,所以,弹簧秤乙的示数应为12 N、物体在水平方向所受到的合外力为F=T乙-T甲=12 N-8 N=4 N、根据牛顿第二定律,得物块的加速度大小为a= = m/s2=4 m/s2、答案:B说明:无论题中的弹簧秤原来处于拉伸状态或压缩状态,其结果相同、同学们可自行通过对两种情况的假设加以验证、板书设计3 牛顿第二定律内容物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同表达式 F=ma说明(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活动与探究探究活动的主题:牛顿第二定律发现的过程、探究过程:步骤学生活动教师指导目的1、到图书馆、上网查阅有关牛顿发现牛顿第二定律的书籍介绍相关书籍2、培养学生的思考能力,根据查阅的资料,确定文章主题和内容解答学生提出的具体问题3、相互交流活动的感受对优秀文章进行点评高中物理牛顿第二定律教案3教学重点:两个公式的建立及应用教学难点:位移公式的建立.主要设计:一、速度和时间的关系1、提问:什么叫匀变速直线运动?什么叫加速度?2、讨论:若某物体做匀加速直线运动,初速度为2m/s,加速度为,则1s内的速度变化量为多少?1s末的速度为多少?2s内的速度变化量为多少?2s末的速度多大? t s内的速度变化量为多少? t s末的速度如何计算?3、请同学自由推导:由得到4、讨论:上面讨论中的图像是什么样的?从中可以求出或分析出哪些问题?5、处理例题:(展示课件1)请同学自己画运动过程草图,标出已知、未知,指导同学用正确格式书写.二、位移和时间的关系:1、提出问题:一中第2部分给出的情况.若求1s内的位移?2s 内的位移?t 秒内的位移?怎么办,引导同学知道,有必要知道位移与时间的对应关系.2、推导:回忆平均速度的定义,给出对于匀变速直线运动,结合,请同学自己推导出.若有的同学提出可由图像法导出,可请他们谈推导的方法.3、思考:由位移公式知 s 是 t 的二次函数,它的图像应该是抛物线,告诉同学一般我们不予讨论.4、例题处理:同学阅读题目后,展示课件2,请同学自己画出运动过程草图,标出已知、未知、进而求解.探究活动请你根据教材练习六中第(4)题描述的情况,自己设计一个实验,看看需要哪些器材,如何测量和记录,实际做一做,并和用公式算得的结果进行对比。
牛顿第二定律教案(共9篇)
牛顿第二定律教案(共9篇)牛顿第二定律教案(一): 牛顿第二定律的内容内容:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”.牛顿第二定律教案(二): 牛顿第二定律中关于轻质物体运动问题在江苏2023年高考物理第九题中的轻质问题网上有解释说轻质绸质量为0 物体处于平衡状态的解释不懂我是河南的会不会是教学大纲不同顺便给个解释【牛顿第二定律教案】并不是处于平衡状态,而是合力为零.因为F=ma,m为零时,F为零.牛顿第二定律教案(三): 牛顿第二定律的讲解【牛顿第二定律教案】牛顿第二运动定律:物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同. 而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”,即动量对时间的一阶导数等于外力之和.牛顿第二定律说明了在宏观低速下,a∝F/m,F∝ma,用数学表达式可以写成F=kma,其中的k为比例系数,是一个常数.但由于当时没有规定多大的力作为力的单位,比例系数k的选取就有一定的任意性,如果取k=1,就有F=ma,这就是今天我们熟知的牛顿第二定律的数学表达式.牛顿第二定律教案(四): 牛顿第二定律的内容和公式1、牛顿第二定律:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.2、公式是:F=ma3、牛顿第二定律的适用范围(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低).(2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子.(3)参照系应为惯性系.牛顿第二定律教案(五): 牛顿第二定律的公式1、牛顿第二定律公式:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.2、公式是:F=ma3、牛顿第二定律的适用范围(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低).(2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子.(3)参照系应为惯性系.牛顿第二定律教案(六): 谁给我解释一下牛顿第二定律物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”.即动量对时间的一阶导数等于外力之和.牛顿第二定律说明了在宏观低速下,∑F∝a,∑F∝m,用数学表达式可以写成∑F=kma,其中的k是一个常数.但由于当时没有规定1个单位的力的大小,于是取k=1,就有∑F=ma,这就是今天我们熟悉的牛顿第二定律的表达式.牛顿第二定律教案(七): 牛顿第二定律的解题步骤共四部1.明确研究对象这一步就是要让同学们明确我们要研究谁,是研究一个隔离体,还是要研究一个整体.2.对研究对象进行受力分析这是正确解题很关键的一步.要注意做到以下两点:(1)分析受力时,只分析性质力,不分析效果力,以防将力重复分析;(2)按照重力──弹力──摩擦力──电磁力──其它力的顺序分析,以防止漏力.3.建立直角坐标系,进行正交分解,列方程这一步是解题的核心,我们在建立坐标系时,一般以加速度a的方向为x轴的正方向,以垂直于加速度a的方向为y轴正方向,将不在坐标轴上的力全部分解到两坐标轴上,分别列方程,一般形式为:4.根据方程组,解出所要求解的问题牛顿第二定律是联系运动和力的桥梁,此类问题有两大类,一类是已知力学问题求解运动学问题,另一类是已知运动学问题求解力学问题,中间通过牛顿第二定律过渡,只是解决力学问题和运动学问题的先后顺序不同而已,他们的实质是相同的,换言之就是根据力来求加速度还是根据运动来求加速度的问题.牛顿第二定律教案(八): 如何运用牛顿第二定律解题力和运动关系的两类基本问题关于运动和力的关系,有两类基本问题,那就是:① 已知物体的受力情况,确定物体的运动情况;② 已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.1.\x09从受力确定运动情况已知物体受力情况确定运动情况,指的是在受力情况已知的条件下,要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度和位移.处理这类问题的基本思路是:先分析物体的运动情况求出合力,根据牛顿第二定律求出加速度,再利用运动学的有关公式求出要求的速度和位移.2.\x09从运动情况确定受力已知物体运动情况确定受力情况,指的是在运动情况(如物体的运动性质、速度、加速度或位移)已知的条件下,要求得出物体所受的力.处理这类问题的基本思路是:首先分析清楚物体的受力情况,根据运动学公式求出物体的加速度,然后在分析物体受力情况的基础上,利用牛顿第二定律列方程求力.3.\x09加速度a是联系运动和力的纽带在牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式(匀变速直线运动公式v=v0+at, x=v0t+ at2, v2-v02=2ax等)中,均包含有一个共同的物理量——加速度a. 由物体的受力情况,利用牛顿第二定律可以求出加速度,再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化;反过来,由物体的运动状态及其变化,利用运动学公式可以求出加速度,再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况.可见,无论是哪种情况,加速度始终是联系运动和力的桥梁.求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路,正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键.4.\x09解决力和运动关系问题的一般步骤牛顿第二定律F=ma,实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系.方程左边是物体受到的合力,首先要确定研究对象,对物体进行受力分析,求合力的方法可以利用平行四边形定则或正交分解法.方程的右边是物体的质量与加速度的乘积,要确定物体的加速度就必须对物体的运动状态进行分析. 由此可见,应用牛顿第二定律结合运动学公式解决力和运动关系的一般步骤是:①\x09确定研究对象;②\x09分析研究对象的受力情况,必要时画受力示意图;③\x09分析研究对象的运动情况,必要时画运动过程简图;④\x09利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度;⑤\x09利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量.6. 教材中两道例题的说明第1道例题已知物体受力情况确定运动情况,求解时首先对研究的物体进行受力分析,根据牛顿第二定律由合力求出加速度,然后根据物体的运动规律确定了物体的运动情况(末速度和位移).第2道例题已知物体运动情况确定受力情况,求解时首先对研究的物体进行运动分析,从运动规律中求出物体运动的加速度,然后根据牛顿第二定律得出物体受到的合力,再对物体进行受力分析求出了某个力(阻力).在第2道例题的求解过程中,我们还建立了坐标系.值得注意的是:在运动学中通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向,而在利用牛顿第二定律解决问题时,通常则是以加速度的方向为坐标轴的正方向.应用牛顿运动定律解题的技巧牛顿运动定律是动力学的基础,也是整个经典物理理论的基础.应用牛顿运动定律解决问题时,要注意掌握必要的解题技巧:①\x09巧用隔离法当问题涉及几个物体时,我们常常将这几个物体“隔离”开来,对它们分别进行受力分析,根据其运动状态,应用牛顿第二定律或平衡条件(参见下一节相关内容)列式求解.特别是问题涉及物体间的相互作用时,隔离法不失为一种有效的解题方法.(参阅本节例5)②\x09巧用整体法将相互作用的两个或两个以上的物体组成一个整体(系统)作为研究对象,去寻找未知量与已知量之间的关系的方法称为整体法.整体法能减少和避开非待求量,简化解题过程.整体法和隔离法是相辅相成的.(参阅本节例5“点悟”)③\x09巧建坐标系通常我们建立坐标系是以加速度的方向作为坐标轴的正方向,有时为减少力的分解,也可巧妙地建立坐标轴,而将加速度分解,应用牛顿第二定律的分量式求解.(参阅本章第3节例5)④\x09巧用假设法对物体进行受力分析时,有些力存在与否很难确定,往往用假设推理法可以迅速解决.使用这种方法的基本思路是:假设某力存在(或不存在),然后利用已知的物理概念和规律进行分析推理,从而肯定或否定所做的假设,得出正确的判断.(参阅本章“综合链接”例4)⑤\x09巧用程序法按时间顺序对物体运动过程进行分析的解题方法称为程序法.其基本思路是:先正确划分问题中有多少个不同的运动过程,然后对各个过程进行具体分析,从而得出正确的结论.(参阅本章“亮点题粹”题4)⑥\x09巧建理想模型应用牛顿第二定律解题时,往往要建立一些理想模型.例如:将物体看成质点,光滑接触面摩擦力为0,细线、细杆及一般的物体为刚性模型,轻弹簧、橡皮绳为弹性模型等等.(参阅本章第3节例6)⑦\x09巧析临界状态在物体运动状态的变化过程中,往往在达到某个特定状态时,有关的物理量将发生突变,此状态称为临界状态.利用临界状态的分析作为解题思路的起点,是一条有效的思考途径.(参阅本章第7节例3)⑧\x09巧求极值问题求解极值问题常可采用物理方法和数学方法.建立物理模型,分析物理过程,这是物理解法的特征.数学解法则是先找出物理量的函数关系式,然后直接应用数学方法求的极值.(参阅本章“亮点题粹”题8)例1 在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14 m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g取10m/s2,则汽车刹车前的速度为()A. 7 m/s\x09\x09\x09B. 10 m/s\x09\x09C. 14 m/s\x09\x09\x09\x09D.20 m/s提示设法求出汽车刹车后滑动的加速度.解析设汽车刹车后滑动的加速度大小为a,由牛顿第二定律可得μmg=ma,a=μg.由匀变速直线运动速度—位移关系式v02=2ax,可得汽车刹车前的速度为m/s=14m/s.正确选项为C.点悟本题以交通事故的分析为背景,属于从受力情况确定物体的运动状态的问题.求解此类问题可先由牛顿第二定律求出加速度a,再由匀变速直线运动公式求出相关的运动学量.例2 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目,一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2s,若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小(g取10m/s2).提示将运动员的运动分为下落、触网和蹦回三个阶段研究.解析将运动员看作质量为m的质点,从h1高处下落,刚接触网时速度的大小为(向下);弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度的大小为(向上).速度的改变量Δv=v1+v2(向上).以a表示加速度,Δ t表示运动员与网接触的时间,则Δv=a Δ t.接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg,由牛顿第二定律得F-mg=ma.由以上各式解得 ,代入数值得 F=1.5×103N.点悟本题为从运动状态确定物体的受力情况的问题.求解此类问题可先由匀变速直线运动公式求出加速度a,再由牛顿第二定律求出相关的力.本题与小球落至地面再弹起的传统题属于同一物理模型,但将情景放在蹦床运动中,增加了问题的实践性和趣味性.题中将网对运动员的作用力当作恒力处理,从而可用牛顿第二定律结合匀变速运动公式求解.实际情况作用力应是变力,则求得的是接触时间内网对运动员的平均作用力.例3 如图4—37所示,一水平传送带长为20m,以2m/s的速度做匀速运动.已知某物体与传送带间的动摩擦因数为0.1,现将该物体由静止轻放到传送带的A 端.求物体被送到另一端B点所需的时间.(g 取10m/s2)提示本题要计算物体由A到B的时间,分析物体运动过程,有两种可能.一种可能是从静止开始一直加速到B,知道加速度就可求出运动时间;另一种可能是,物体加速一段时间后速度与传送带相同,接着做匀速运动,有两个过程,要分别计算时间.解析物体受重力mg、支持力FN和向前的摩擦力F作用,由牛顿第二定律,有 F=ma,又 FN-mg=0, F=μFN,解得a=μg=0.1×10m/s2=1 m/s2.当物体做匀加速运动达到传送带的速度v=2m/s时,其位移为m=2m<20m,所以物体运动2m后与传送带一起匀速运动.第一段加速运动时间为 s=2s,第二段匀速运动时间为 s=9s.所以,物体在传送带上运动的总时间为t=t1+t2=2s+9s=11s.点悟物体受力情况发生变化,运动情况也将发生变化.此题隐含了两个运动过程,如不仔细审题,分析运动过程,将出现把物体的运动当作匀速运动(没有注意到物体从静止开始放到传送带上),或把物体的运动始终当作匀加速运动.请将本题与练习巩固(4—1)第7题作一比较.例4 如图4—38所示,风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调解的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略等大于直径.(1)当杆在水平方向固定时,调解风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数.(2)保持小球所受的风力不变,使杆与水平方向的夹角为370并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少(sin370=0.6, cos370=0.8) 提示注意(1)中小球做匀速运动,(2)中小球做匀加速运动,两种情况风力及小球与杆间的动摩擦因数均不变,不要错误地认为滑动摩擦力相同.解析 (1) 设小球所受风力为F,则 F=0.5mg.当杆水平固定时,小球做匀速运动,则所受摩擦力Ff与风力F等大反向,即Ff=F.又因Ff=μFN=μmg,以上三式联立解得小球与杆间的动摩擦因数μ=0.5.(2) 当杆与水平方向成θ=370角时,小球从静止开始沿杆加速下滑.设下滑距离s所用时间为t,小球受重力mg、风力F、杆的支持力FN’和摩擦力Ff’作用,由牛顿第二定律可得,沿杆的方向Fcosθ+mgsinθ-Ff’=ma,垂直杆的方向FN’+F sinθ-mgc osθ=0,又Ff’= μFN’, F=0.5mg,解得小球的加速度.因 ,故小球的下滑时间为 .点悟本题是牛顿运动定律在科学实验中应用的一个实例,求解时先由水平面上小球做匀速运动时的二力平衡求出动摩擦因数,再分析小球在杆与水平面成370角时的受力情况,根据牛顿第二定律列出方程,求得加速度,再由运动学方程求解.这是一道由运动求力,再由力求运动的典型例题.发展级例5 如图4—39所示,箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,杆上套着一个圆环.箱子的质量为M,环的质量为m,圆环沿杆滑动时与杆间有摩擦.(1)\x09若环沿杆加速下滑,环与杆间摩擦力的大小为F,则箱子对地面的压力有多大(2)\x09若环沿杆下滑的加速度为a,则箱子对地面的压力有多大(3)\x09若给环一定的初速度,使环沿杆上滑的过程中摩擦力的大小仍为F,则箱子对地面的压力有多大(4)\x09若给环一个初速度v0,环沿杆上滑h高后速度恰好为0,则在环沿杆上滑的过程中箱子对地面的压力有多大提示由于环沿杆下滑和上滑时的加速度与箱子不同,因此应分别以环和箱子为研究对象,分析它们的运动情况和受力情况,并找出它们之间的联系.解析 (1) 环沿杆下滑时,环受到的摩擦力方向向上,箱子(即杆)受到的摩擦力方向向下,故箱子受到地面的支持力 FN=Mg+F.根据牛顿第三定律可知,箱子对地面的压力FN’= FN=Mg+F.(2) 环以加速度a加速下滑,由牛顿第二定律有mg-F=ma,故环受到的摩擦力 F=m(g-a).直接应用(1)的结果,可得箱子对地面的压力FN’ =Mg+F=Mg+ m(g-a)=(M+m)g-ma.(3) 环沿杆上滑时,环受到的摩擦力方向向下,箱子(即杆)受到的摩擦力方向向上,故箱子受到地面的支持力 FN=Mg-F.根据牛顿第三定律可知,箱子对地面的压力FN’= FN=Mg-F.(4) 由运动学公式 v02=2ah,可得环沿杆上滑做匀减速运动的加速度大小为,由牛顿第二定律有 mg+F=ma,故环受到的摩擦力 F=m(a-g).直接应用(3)的结果,可得箱子对地面的压力FN’ =Mg-F=Mg-m(a-g)=(M+m)g-ma=(M+m)g- .点悟上述将圆环和箱子分隔开来,分别对它们进行受力分析和运动分析的方法,称为隔离法.在问题涉及多个物体组成的系统时,常常运用隔离法分析求解. 本题第(2)小题也可采用整体法分析:圆环和箱子组成的系统受重力(M+m)g 和地面的支持力FN的作用.因为圆环向下的加速度a应由系统的合外力提供,故有(M+m)g-FN=ma,解得 FN=(M+m)g-ma.由牛顿第三定律可得,箱子对地面的压力FN’ = FN=(M+m)g-ma.本题第(4)小题在求得环沿杆上滑做匀减速运动的加速度大小后,也可采用整体法分析,请自行解答.例6 一个行星探测器从所探测的行星表面竖直升空,探测器的质量为1500 kg,发动机推力恒定.发射升空后9 s末,发动机突然间发生故障而关闭.图4—40是从探测器发射到落回地面全过程的速度图象.已知该行星表面没有大气,不考虑探测器总质量的变化,求:(1) 探测器在行星表面上升达到的最大高度 H;(2) 该行星表面附近的重力加速度g;(3) 发动机正常工作时的推力F.提示题给速度图象中,B点时刻是速度正负的转折点,故B点时刻探测器升至最大高度;A点时刻是加速度正负的转折点,故A点时刻是发动机刚关闭的时刻.解析 (1) 0~25s内探测器一直处于上升阶段,上升的最大高度在数值上等于△OAB的面积,即H= ×25×64 m=800 m.\x09\x09\x09\x09(2) 9 s末发动机关闭,此后探测器只受重力作用,故在这一阶段的加速度即为该行星表面的重力加速度,由图象得 g= = m/s2=4m/s2,\x09\x09\x09\x09\x09\x09(3) 由图象知探测器加速上升阶段探测器的加速度为a= m/s2,根据牛顿运动定律,得 F-mg=ma,所以发动机正常工作时的推力F=m(g+a)=1.67×104N.\x09\x09\x09\x09\x09\x09点悟本题是应用牛顿运动定律求解的图象类问题,仍属于已知运动求力的问题,只是将物体的运动情况由图象反映出来.此类问题求解的关键是,要根据图象的特点,挖掘图象中的隐含条件,把图象与物体的实际运动对应起来进行研究.牛顿第二定律教案(九): 试用牛顿第二定律及相关运动学的规律说明,在有空气阻力的情况下试用牛顿第二定律及相关运动学的规律说明:在有空气阻力的情况下,质量大的物体比质量小的物体下落得快.(提示:假设两个物体的质量不同,所受空气阻力相同且恒定不变,下落高度相同,比较下落时间的长短.建议列出表达式加以说明)设空气阻力为F,下落高度H,下落时间T,两物体质量M1,M2且M1>M2.⒈对M1研究由牛顿第二定律:(M1g-F)=M1A1——①由运动学得:T1=根号(2H/A1)——②⒉对M2研究由牛顿第二定律:(M2g-F)=M2A2——③由运动学得:T2=根号(2H/A2)——④⒊由①③可得A1>A2⑤由②③⑤得T1牛顿第二定律教案ppt牛顿第二定律微格教案。
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课题牛顿第二定律课时安排4课时【内容分析】地位“牛顿第二定律”是中职物理基础模块中的内容,要求学生理解掌握,牛顿第二定律的应用与前面所学的力学和运动学等知识相关联,是对力学和运动学知识的扩展和融合,是对学生综合能力和知识系统的提升。
学情本项目教学通过控制变量法探究加速度、力、质量三个变量之间的关系,控制变量法也是研究其他变量关系的一种手段,是一种非常重要的研究方法。
策略本项目教学以演示实验为载体,以学生为主体,以教师为主导,以控制变量法为手段,研究加速度与力、加速度与质量之间的关系,从而映射出牛顿第二定律的规律。
将“情境设置”引入教学中,增强师生之间的互动,融入“情、境、理”的思考与钻研,以期达到学而有趣、知识固化的目的。
【学习目标】知识与技能1.通过演示实验探索加速度与力、加速度与质量的关系,预期培养学生分析实验数据、获取知识的能力。
2.知道理解牛顿第二定律的内容及表达式,理解公式中各物理量的意义及相互关系。
3.知道1N的定义。
4.能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题。
过程与方法1.以实验为基础,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。
2.在实验探讨过程中,渗透科学研究方法:控制变量法、实验归纳法等。
3.经历应用牛顿第二定律解决相关物理问题的过程,体会以加速度为联系纽带的力与运动关系的知识体系,形成解决问题的基本思路。
情感态度与价值观1.让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦,增进学习物理的情感。
2.领略“控制变量法”“实验归纳法”的科学方法,理论联系实际解释生活中的物理现象。
【教学重点】教学重点1.通过实验分析加速度与力、加速度与质量的定量关系。
2.应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路和方法。
解解决策通过情境教学,让学生直观感知,建立概念,通过师生讨论、交流,从解决实际问题入手,把握知识的关键点,掌握用牛顿第二定律解决运动学的一般方法。
【教学难点】教学难点1.通过实验分析加速度与力、加速度与质量的定量关系。
2.在解决动力学问题时,认识加速度的纽带作用。
解决策略从学生已有的生活经验出发,通过直观性案例分析,举一反三,让学生在“做中学”,在“学中做”,通过分组、合作、探究学习,突破教学难点。
【教学方法】本项目以教师演示实验为载体,学生记录数据、分析数据、寻找规律。
没有安排学生实验,是因为教师实验操作较学生而言更为熟练,实验数据更为准确,实验时间更为节约,留有更多的时间让学生认识控制变量法的科学性和实用性,让学生相互探讨和交流,让学生作为课堂的主宰,预期让学生感悟牛顿第二定律在生活中的应用价值。
【教学手段】本项目教学创设了问题引导情境、演示实验情境、阶段练习思考情境等,情境的创设能增加师生之间的互动,以期让学生达到学而有趣、知识固化的目的,完整地完成教学项目。
通过演示实验探索加速度与力、加速度与质量的关系,培养学生分析实验数据、获取知识的能力。
【教学资源】质量相等的小车(两个)、钩码若干、带有定滑轮的长木板(两个)、夹子、细长线若干、垫块、PPT课件《牛顿第二定律》教学过程设计(第1 课时)环节教学内容教师活动学生活动设计意图情境创设(约5分钟)活动一、温故知新、创设情境1.回忆上节课所讲第一定律的内容:物体的运动不需要力来维持;力是产生加速度的原因。
问题1“力是产生加速度的原因”是否意味着力和加速度之间存在着某种联系?观看视频想想(1)在110米栏的起跑线外,中国小伙子刘翔奋力一蹬,飞一般的冲出起跑线。
(2)天宫 1号成功发射升空,迅速离开地面。
回答预测物体受到的力越大,加速度越大。
思考在决赛时,刘翔将自己身上一切戴的东西像手表、项链等都摘了下来,穿最轻的跑鞋。
这样做的科学道理在哪里?回答预测身体越轻,加速越快。
承上一课知识点进行问题驱动。
引导学生猜测加速度可能跟那些因素有关。
回忆前面所讲知识联系新旧知识点。
观看视频体会加速的快慢。
及时复习旧知识,并引出新问题。
用直观的视频吸引学生的眼球,激发学生学习兴趣。
知识提醒由公式:T知讨论物体的加速度与哪些因素有关呢?知识回顾。
加速(减速)快a大加速(减速)慢a小提出问题(约10分钟)请同学们从生活经验出发提出自己的看法,并举例说明。
回答预测(1)加速度的大小与物体受到的外力的大小有关系(举例:用力踩自行车,自行车加速就会越快;汽车启动,发动机动力越大,汽车提速越快)。
(2)加速度的大小与物体的质量的大小有关系 (举例:人推桌子和推椅子,椅子会加速快些)。
(3)加速度的大小与物体的速度的大小有关系(说明:速度大的物体停止,所用的时间越长,所以加速度小,而速度小的物体停止运动所用的时间越短,加速度越大)。
提供一些图片:引导猜想物体的加速度a只与它所受合外力F和物体本身的质量m有关。
展示图片,对学生进行启发,引导他们不断修正自己的观点,从而形成对科学的认识。
分组讨论思考讨论,交流作答。
培养学生观察对比的思维习惯。
活动二、师生合作探讨:研究a、F、m三者之间关系的方法学生回忆初中知识:密度、体积、质量三者关系所用的实验方法。
1.实验的总思路-------控制变量法提出问题,引导学生思考。
新旧知识链接。
类比方法培养学生知识迁移的能力。
探讨方法(约10 分钟)2.观看PPt介绍实验装置和所研究的运动过程:图中是两辆相同的小车,放在光滑的水平板上,小车的前端各系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里放有数量不等的砝码(砝码的质量要远小于小车的质量),使两辆小车在拉力下做匀加速运动。
思考本实验中如何求小车的加速度??小车由静止开始做匀加速运动的位移与时间的关系式:221atx相等时间内,两车加速度a1、a2与位移X1、X2之间的关系:投影片出示本节课所用的实验装置教师进行讲解。
直观导入教学难点。
引导学生思考实验的处理方法。
小组合作讨论、议议、讲讲。
思考与合作、讨论。
培养学生观察讨论、发现新知的思维能力。
对比两车位移大小对比两车加速度大小师生探究(约20 分钟)活动三、实验演示,师生合作探讨:a、F、m三者之间关系过程1保持两车质量相等,在连接小车的绳前端分别挂一个钩码和两个钩码,使F1=2F2,将两小车拉至同一起点处,记下位置。
放手后经一段时间使二小车同时停止,满足时间t相同(确保两车运动时间相等)。
学生观察和记录实验数据填入下表。
实验1外力位移位移之比加速度之比小车 1小车 2学生讨论归纳结论1在质量一定的情况下,加速度与作用力F成正比,即a∝F思考可以选用更直观的方式来变现这种证比关系吗?结合数学中正比例函数图像可得a-F图像:演示实验。
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。
学生帮忙做演示实验。
观察实验过程。
分析实验结果。
实验的过程中感受和掌握控制变量法,突出本节重点。
培养学生分析的能力将复杂的曲线问题转化为简单的直线问题。
Fa过程2保持力绳的另一端均挂一个钩码,在一小车上加上一砝码,将两小车拉至同一起点处,记下位置。
放手后经一段时间使二小车同时停止,满足时间t相同。
学生观察和记录实验数据填入下表。
实验2 外力位移位移之比加速度之比小车 1小车 2结论2在外力一定的情况下,加速度与质量m 成反比,即a∝1/m。
思考为什么不画a-m图像,而选择做a-1/m图像??实验结论汇总用设问的方式将问题细化。
板书课题。
让学生体会“控制变量法”“实验归纳法”的科学方法。
小组讨论结论汇总。
课代表记录课堂评价成绩(小组)。
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。
课堂小结(约 2 分钟)1.实验设计思路。
2.实验的结论。
1/ a《牛顿第二定律》教学过程设计(第2课时)环节教学过程教师活动学生活动设计意图规律总结(约10 分钟)活动一、概括总结阐述规律牛顿第二定律内容:物体加速度的大跟作用力成正比,跟物体的质量成反比, 加速度的方向跟作用力的方向相同。
现学现用1.物体惯性的决定因素?2.利用已讲知识解释惯性大小与质量的关系??力的单位“牛顿"的由来??牛顿第二定律的数学表达式:F=kma公式说明(1)常数k与式中物理量单位的选取有关,若各量的单位均用国际单位制中单位,则k=1。
(2)牛顿(N)力的规定:使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力,叫做1N。
(3)牛顿第二定律:F= ma(各量用国际制单位)。
3.牛顿第二定律的适用范围:经典力学中低速运动物体(对于微观高速运动物体不适用)。
设置问题。
点拨提高。
板书规律。
小组讨论。
说说、议议。
对已经熟悉的概念提出问题激发学生的学习兴趣。
加深对牛顿第二定律的理解。
学习反馈(约15分钟)做题小结(约5) 活动二、通过例题巩固牛顿第二定律完成活动单小题1.在牛顿第二定律的表达式F=kma中,下列说法中正确的是()A.在任何情况下,k都等于1B.k的数值由质量、加速度和力的大小决定C. k的数值由质量、加速度和力的单位决定,在国际单位制中,k等于1D.根据牛顿第二定律的表达式“1N”可定义2.为使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所需要的力下列说法正确的是(A.经典力学能够说明微观粒子的规律B.经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题,且仅限于惯性参考系C.相对论和量子力学的出现,表示经D.对于宏观物体的高速运动问题,经典力学仍能适用3.下列说法中正确的是()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aFm=可知,物体的质量它所受的合外力成正比,与它的加速度成反比C.由mFa=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tva∆∆=可知,加速度由速度的变化量和时间决定小结tva∆∆=-------加速度的定义式mFa=--------加速度的决定式评价学生的解题过程,及时修正,并提出要求。
巡视教室观察学神的额做题情况。
解题,并作回答。
检查学生的掌握情况。
区分加速的两个公式的含义。
纠正学生的理解误区。
即时训练(10分钟)总结规律(约 5 分钟)加速的的大小与速度的变化量和时间无关物体的加速度由其所受的合外力和质量两因素决定。
即时巩固完成课本P39页第2 、3两题。
学生板演思考在运动牛顿第二定律的公式求加速度时解题步骤和解题注意点。
(1)选择研究对象。
(2)对物体进行受理分析。
(3)建立坐标系,将力进行合成与分解。
(4)运用牛顿第二定律公式进行计算。
及时点评,纠错和总结。
黑板板演课本练习。
讨论归纳解题注意点。
及时巩固熟悉公式的应用。
培养学生良好的解题习惯。
课堂小结(约 2 分钟)1.牛顿第二定律的内容。
2.如何用牛顿第二定律就加速度。
《牛顿第二定律》教学过程设计(第3课时)环节教学过程教师活动学生活动设计意图重点分析(约10分钟)即时训练(约15分钟)通过例题和实际问题产生的疑问理解牛第二定律演示粉笔从手中自由下落,判断粉笔的合力和加速度的方向。