資源簡(jiǎn)介

課題：4.3牛頓第二定律 課時(shí)：3課時(shí) 授課人：
教學(xué)目標(biāo) 知道牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程；理解加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系；理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道定律的確切含義。能應(yīng)用牛頓第二定律解決有關(guān)問(wèn)題；
教學(xué)重點(diǎn) 牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及牛頓第二定律
教學(xué)難點(diǎn) 牛頓第二定律的推導(dǎo)及其意義
教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)、歸納、多媒體
教學(xué)過(guò)程
復(fù)習(xí)回顧：牛頓第一定律的內(nèi)容是什么？牛頓第一定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)之間有怎樣的定性關(guān)系？什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變？改變的原因是什么？物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的程度與什么因素有關(guān)？新課引入：牛頓第一定律說(shuō)明了力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因，是產(chǎn)生加速度的原因。物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變的難易與外力有關(guān)，也與物體本身的質(zhì)量有關(guān)；這說(shuō)明加速度與外力有關(guān)，也與物體的質(zhì)量有關(guān)，那么，加速度與外力和物體的質(zhì)量之間有著怎樣的定量關(guān)系呢？這正是牛頓第二定律要研究的內(nèi)容。新課教學(xué)：學(xué)生閱讀課本，思考下列問(wèn)題：課本是怎樣研究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的？加速度和力有怎樣的關(guān)系？加速度與質(zhì)量有怎樣的關(guān)系？牛頓第二定律的內(nèi)容是什么？什么是牛頓第二定律的瞬時(shí)性、同一性、矢量性？控制變量法： 由于加速度與力有關(guān)，又與質(zhì)量有關(guān)，為研究它們之間的關(guān)系，可先保持一個(gè)量不變，而研究另外另外兩個(gè)量之間的關(guān)系，這種方法叫控制變量法。
加速度與力的關(guān)系(保持質(zhì)量一定)：學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)，觀看課件，思考下列問(wèn)題：為什么要用夾子夾住兩輛小車的細(xì)繩？（使之同時(shí)起止）小車在恒定拉力下做何運(yùn)動(dòng)？（V0=0勻加速直線運(yùn)動(dòng)）實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？（拉力大者位移大,F1/F2=S1/S2）又因?yàn)椋琒=at2/2,在t相同時(shí)，S1/S2=a1/a2;所以，a1/a2= F1/ F2；結(jié)論：對(duì)質(zhì)量相同的物體來(lái)說(shuō)，物體的加速度跟作用在物體上的外力成正比。應(yīng)用：質(zhì)量一定時(shí)，要增大加速度，就必須增大外力。例如：競(jìng)賽用的小車，在開(kāi)始幾秒內(nèi)，速度要達(dá)到60m/s，就要安裝大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。加速度與質(zhì)量的關(guān)系（保持外力一定）：學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)，觀看課件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：兩個(gè)質(zhì)量不同的小車，在同樣的外力作用下，質(zhì)量大的位移小。（,m1/m2=S2/S1;）由上面的推導(dǎo)可知：S1/S2=a1/a2；所以，a1/a2=m2/ m1；結(jié)論：在相同的外力下，物體的加速度與質(zhì)量成反比。應(yīng)用：在外力不變的情況下，要增大加速度，就要減小質(zhì)量。例如：戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)時(shí)為增大靈活性而拋掉副油箱。牛頓第二定律；內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。表達(dá)式：F=kma；k為比例常數(shù)，當(dāng)公式中的各量取合適的單位時(shí)，k=1;“1N”含義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力叫1N.。 1N=1kgm/s2;加速度的兩個(gè)單位：N/kg; 1kgm/s2;第二種表述：（當(dāng)物體受多個(gè)力的作用時(shí)） 物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。即：F合=ma 。F合=ma的理解要點(diǎn)：物理意義：公式左邊是“力”，右邊是“加速度”，說(shuō)明了力是產(chǎn)生加速度的原因。力和加速度之間是既是因果關(guān)系，又是決定與被決定的關(guān)系，即合力決定加速度，而不是加速度決定合外力。思考：為什么自由落體的加速度是g 同一性：公式中的F合，m，a都對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體。矢量性：F合=ma是一個(gè)矢量關(guān)系式，它反映了加速度的方向由合外力的方向決定，a的方向與F合的方向相同。例如：自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直上拋運(yùn)動(dòng)。
瞬時(shí)性：F合與a是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，它們同時(shí)存在、同時(shí)變化、同時(shí)消失，而不是先后關(guān)系。合外力為零，加速度也為零；合力恒定，加速度也恒定（勻變速直線運(yùn)動(dòng)是合外力恒定的直線運(yùn)動(dòng)）；合外力隨著時(shí)間變化，加速度也隨著時(shí)間變化。思考：有力就有加速度嗎？有力就有速度嗎？做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體突然失去重力會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？如圖，一物體以一定的初速度沿光滑的水平面向右運(yùn)動(dòng)，從接觸彈簧到彈簧被壓縮最短的過(guò)程中，物體受到的合外力、加速度、速度各是怎樣變化的？（合力的大小和方向決定了加速度的大小和方向，決定了速度變化的快慢，至于速度是增大還是減小，要看加速度與速度的方向，同向則加速，反向則減速。速度的變化與加速度的變化無(wú)關(guān)。）獨(dú)立性：物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，都遵守F=ma，就像其他力不存在一樣。例如：自由落體運(yùn)動(dòng)中，不論是否受到空氣阻力，重力產(chǎn)生的加速度總是g。而物體的運(yùn)動(dòng)是由合加速度（每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和）決定的，等式右邊的a實(shí)際上是指合加速度，合加速度是由合力決定的，因此，物體的運(yùn)動(dòng)是由合力決定的。在計(jì)算中，一般先求合力，再求合加速度。牛頓第一定律和牛頓第二定律的關(guān)系牛頓第一定律指出了物體在不受外力的情況下處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而牛頓第二定律是研究物體在受力的情況下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)怎樣變化，前者是后者的基礎(chǔ)和前提。適應(yīng)性：牛頓第二定律只適用于宏觀低速問(wèn)題。僅適用于相對(duì)地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系。公式中的a也是相對(duì)地面而言的。例題1： 質(zhì)量為m的物體置于光滑的水平面上，同時(shí)受水平力F的作用。物體受到那些力的作用？每個(gè)力是否都產(chǎn)生加速度？物體實(shí)際做什么運(yùn)動(dòng)？為什么會(huì)出現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？當(dāng)F增大時(shí)，物體做何運(yùn)動(dòng)？當(dāng)增大到一定值后，逐漸減小F，物體又做何運(yùn)動(dòng)？撤去F后，又做何運(yùn)動(dòng)？ 例題2：一個(gè)物體，質(zhì)量是2kg，受到互成1200的兩個(gè)力F1,F2的作用，這兩個(gè)力的大小都是10N,求這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大？（方法一：先求合力，再求加速度；方法二：先求分a, 再求合a.）例題3：一雨滴（質(zhì)量為m）自高空下落，所受空氣阻力與速度成正比，f=KV, 試分析雨滴下落過(guò)程中所受合外力、加速度、速度是如何變化的？雨滴的最終速度是多大？例題4： 如圖，一小球從一定高度豎直下落，落在彈簧上，試分析小球下落過(guò)程中其速度和加速度的變化情況。解析：小球各階段受力如圖。合力、加速度、速度的變化如下表。總之：小球在下落過(guò)程中，加速度先減小后增大，速度先增大后減小。小球在上升過(guò)程中，加速度和速度變化與下降過(guò)程相同；合力加速度速度大小方向大小方向大小方向A點(diǎn)以上mg↓g↓↗↓A → Bmg-F, ↘↓↘↓↗↓B0,0Vmax↓B→ Cmg-F, ↗↑↗↑↘↓CFmax↑amax↑0
加速度和速度的關(guān)系速度加速度不可亂，一之字差差的遠(yuǎn)，物體運(yùn)動(dòng)有快慢，速度大小來(lái)體現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)變化有快慢，加速度大小來(lái)體現(xiàn)，飛機(jī)平穩(wěn)高速行，V大a卻等于0；物體上拋?zhàn)罡唿c(diǎn)，V小a不等于0；汽車出站速漸增，a小V大把路行；急剎車后速變0，a大V小避險(xiǎn)情。力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系： 欲知物體怎樣行，須看合力和V0; 力速同向?yàn)榧铀伲λ俜聪驗(yàn)闇p速 合力為零為平衡，靜止或者勻速行. 合力加速度同方向，合力加速度同變化；合力不變勻變速，又分勻加速和勻減速；合力變化變加速；速度變化不均勻；加速運(yùn)動(dòng)有差別，速度增加有快慢合力增大速增快，合力減小速增慢，減速運(yùn)動(dòng)有差別，速度減少有快慢，合力增大速減快，合力減小速減慢。01s2s3s4s5sV⊿Va勻速555555不變00勻加速24681012↗22勻減速201612840↘-4-4a↗的加速02591420↗↗↗a↘的加速01015182021↗↘↘a↗的減速4035271750↘↗↗a↘的減速403022171412↘↘↘課堂練習(xí)：質(zhì)量為5kg的物體，求在下列情況下物體的加速度：（g=10 m/s2）放在光滑的水平面上，在水平力F=20N的作用下； 放在水平面上，u=0.2,用多大的水平力可使物體勻速運(yùn)動(dòng)？若F=20N ，則物體運(yùn)動(dòng)的加速度是多大？在光滑水平面上的物體質(zhì)量為m,若只受一向東的水平恒力F1，產(chǎn)生的加速度為a1，若只受一向南的水平恒力F2，產(chǎn)生的加速度為a2，若F1，F(xiàn)2同時(shí)作用在物體上，產(chǎn)生的加速度是多少力F1作用在物體上產(chǎn)生的加速度是1.5m/s2; 力F2作用在物體上產(chǎn)生的加速度是2m/s2; 當(dāng)F1 和F2共同作用在物體上產(chǎn)生的加速度是不可能是：A, 0.5m/s2; B, 2.5m/s2; C, 3.5m/s2; D, 4m/s2;質(zhì)量為1kg的物體受到大小為2N和3N的兩個(gè)力的作用，則這個(gè)物體的加速度可能是： A, 5m/s2; B, 3m/s2; C, 2m/s2; D, 0.5m/s2在光滑的水平面上靜止的木塊受到一個(gè)方向不變，大小從某一數(shù)值逐漸減小的外力作用，木塊將做何運(yùn)動(dòng)？一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)使其中向東的一個(gè)力F的值逐漸減小到0，又逐漸恢復(fù)到原值，其他力保持不變，則物體的運(yùn)動(dòng)方向怎樣？加速度和速度如何變化？用手提著一根下端固定重物的輕彈簧，豎直向上做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)手突然停止運(yùn)動(dòng)的瞬間，重物會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？當(dāng)手突然撤去，重物又將如何運(yùn)動(dòng)如圖，兩球的質(zhì)量相同，在剪斷A球上部的細(xì)繩瞬間，A,B兩球的加速度各是多大用槍豎直向上射出一顆子彈，設(shè)空氣阻力與子彈速度大小成正比，子彈從射出點(diǎn)升到最高點(diǎn)后又落回射出點(diǎn)，關(guān)于子彈的加速度下列判斷正確的是：（A,D）A 子彈出槍口時(shí)加速度最大；B 子彈在最高點(diǎn)時(shí)加速度最小；C 子彈最高點(diǎn)時(shí)加速度為0；D 子彈落回射出點(diǎn)時(shí)加速度最小如圖，質(zhì)量為10kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平面的摩擦系數(shù)為u=0.2，與此同時(shí)物體受到一個(gè)水平向右的推力F=20N, 求物體運(yùn)動(dòng)的加速度是多少？方向如何？在光滑水平面上有一物體，若在一個(gè)水平恒力F的作用下，產(chǎn)生的加速度是a1，若將此力作用于光滑水平面的另一物體，產(chǎn)生的加速度為a2，若將這兩個(gè)物體粘在一起放于光滑水平面，仍然用此力則產(chǎn)生的加速度是多少？（同一性）質(zhì)量為1kg的物體靜止在光滑的水平面x軸的原點(diǎn)，先施以x軸正方向的力1N，經(jīng)過(guò)0.1s即施以x軸負(fù)方向的力1N，也經(jīng)歷0.1s，如此交替施加正反方向的力，完成100次循環(huán)的那個(gè)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為（1m）.

展開(kāi)更多......

收起↑