资源简介

第三节 牛顿第二定律
★核心素养
通过《牛顿第二定律》的学习过程，培养学生的概括能力和分析推理能力。让学生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。让学生能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生的学习兴趣。
★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。
4、会用牛顿第二定律，解决简单的动力学问题。
★教学重点和难点
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。
★教学方法
讲授法、归纳法（多媒体辅助）
★教学过程
课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）
一、牛顿第二定律
新课引入：
简单回顾上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的学习兴趣，引导学生思考研究影响物体加速度的原因。
（优教提示：请打开素材“视频演示：牛顿第二定律（受力固定）”）
（优教提示：请打开素材“视频演示：牛顿第二定律（质量固定）”）
思考：1.通过上节课的实验，我们知道当物体的质量不变时，物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？
——当物体质量不变时，物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比。
思考2.当物体所受的力不变时，物体的加速度与其质量之间存在什么关系？
——当物体所受的力不变时，物体的加速度与其质量成反比。
思考3.（引导出要讨论的物体——牛顿第二定律）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？
大量的实验和观察得出一般性的规律：—— 牛顿第二定律（引出课题）
（1）大小：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
问题1.如何用数学式子把以上的结论表示出来呢？
（从上面启示 ）
问题2.如何把以上式子写成等式的形式呢？
——需要引入比例常数k，即 F=kma
（2）方向：力F和加速度a是矢量，质量m是标量，k为比例常数，所以加速度的方向跟作用力的方向相同。
在实际中，物体所受的力往往不止一个，这时式子中的力表示物体所受的合力。
二、力的单位
问题：公式中物理量的单位是如何确定的呢？k取多少呢？
——如果各物理量选取合适的单位，上式可以简化，在国际单位制中力的单位是牛顿，单位牛顿的定义是：质量为1kg的物体，获得1m/s2的加速度时，受到的合外力为1N，这个力叫做“一个单位的力”即1N=1kg·1m/s2=1kg·m/s2。
即如果各量都采用国际单位，则k=1，F = ma——牛顿第二定律的数学表达式。
三、牛顿第二定律的特性
1．同向性：加速度的方向与力的方向始终一致；
2．瞬时性：加速度与力是瞬时对应量，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的矢量和。
所以，应用牛顿第二定律时要注意这些特性。
例1、某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
解：100km/h = 27.8m/s
由牛顿第二定律 汽车受到的阻力为
负号表示阻力方向与速度的方向相反。
汽车重新启动时，受的合外力为
此时产生的加速度为
四、应用牛顿第二定律时的一般步骤
1.确定研究对象；
2.分析物体的受力情况和运动情况，必要时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；
例2、光滑水平桌面上有一个物体，质量是2kg，受到互成1200角的两个水平方向的力F1和F2的作用两个力的大小都是10N。这个物体的加速度是多大？
解：把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解，它们的分力为
F1x=F1cos600，F1y=F1sin600
F2x=F2cos600，F2y=F2sin600
y轴方向合力为Fy= F1y-F2y=F2sin600-F2sin600=0
x轴方向合力为Fx= F1x+F2x= F1cos600+F2cos600=10N
所以物体合外力为F合=10N
加速度为
课堂小结：
本节课学习的主要内容：
1、牛顿第二定律：F= ma
2、力的单位：1N=1kg·1m/s2
3、牛顿第二定律解决问题的一般方法；
课堂训练：
（优教提示：打开优教配套习题，使用互动答题卡，更快更便捷地掌握学生的学习情况）
板书设计：
第三节 牛顿第二定律
一、牛顿第二定律
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.数学表达式：F = ma
二、力的单位
1N=1kg·m/s2 —— 一个单位的力
三、牛顿第二定律的特性
同向性、瞬时性、同体性、独立性
四、牛顿第二定律解决问题的一般方法
作业：课后习题T2、T4、T5
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