（新人教版必修1）物理：4.3《牛顿第二定律》教案（2）

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第三节 牛顿第二定律
三维目标：
知识与技能：
1．理解加速度与力和质量的关系；
2．理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义；
3．知道得到牛顿第二定律的实验过程。
过程与方法：
培养学生的实验能力、分析能力和解决问题的能力。[来源:21世纪教育网]
情感、态度价值观：
1、利用实验激发学生的求知欲，启迪其思维，激励其探索的精神。
2、培养合作交流的思想，能主动的与他人合作，勇于发表自己的主张，勇于放弃自己的错误观点。
教学重点：
1．牛顿第二定律的实验过程；
2．牛顿第二定律。
教学难点：
牛顿第二定律的意义。
教学过程：
二、新课教学21世纪教育网
1、加速度和力的关系：
教师活动：（1）用投影片出示本节课所用的实验装置，教师进行讲解：图中是两辆质量相同的小车，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，使两辆小车在不同的拉力下做匀加速运动。
（2）对本次实验中说明的两个问题
a：砝码跟小车相比质量较小，细绳对小车的拉力近似地等于砝码所受的重力。
b：用一只夹子夹住两根细绳，以同时控控制两辆小车。
（3）实验的做法：
a：在两砝码盘中放不同数量的砝码，以使两小车所受的拉力不同。
b：打开夹子，让两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后关上夹子，让它们同时停下来。
（4）需观察的现象，观察两辆车在相等的时间里，所发生的位移的大小。
教师活动：请一位同学上讲台按老师的要求做实验。
学生活动：一位同学在演示，其他的同学一边观察一边分析实验现象（实验现象：所受拉力大的那辆小车，位移大）
学生活动：分组展开讨论，积极的思考，选出代表回答。
如果学生分析不出，教师加以引导：（5）分析推理：21世纪教育网
a：由公式 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" EMBED Unknown 得到在时间t一定时，位移s和加速度a成正比；
b：由实验现象得到：小车的位移与他们所受的拉力成正比。
c：推理得到结论：对质量相同的物体，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比，即：
教师活动：（6）巩固练习：
a．据 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" EMBED Unknown 得到：要使物体在短时间内速度的改变很大，即加速度很大，就必须给物体提供 。
b．竞赛用的小汽车，要求起动后几秒钟内速度由零达到60m/s以上，他们为什么要装备功率很大的发动机？
学生活动：分组展开讨论，积极的思考，选出代表回答。
教师活动：2：加速度和质量的关系：
（1）实验装置同上；
（2）说明与前次实验的不同。
前一次实验中，我们是保持小车质量不变，而改变小车所受力的大小，来研究加速度和力之间的关系的。
教师活动：根据现有的实验器材，应如何去实现这个实验呢？
学生回答：本次实验是使两辆小车所受拉力相同，而在一辆小车上加放砝码的，以增大质量，研究加速度和质量之间关系的。
学生观察并回答：（3）实验现象：
在相同的时间里，质量小的那辆小车的位移大。
学生活动：（4）分析推理，得到结论：
在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比，即
a1/a2=m2/m1或a∝
教师活动：板书：3：牛顿第二运动定律
学生回答：（1）综合上述实验中得到的两个关系，得到下述结论：
物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。
（2）公式表示：
a∝ HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" EMBED Unknown 或者F∝ma
即：F=kma
教师活动：a：如果每个物理量都采用国际单位，k＝1；
b：力的单位（牛顿）的定义：使质量为1千克的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1牛顿。
教师引申：（3）推广：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述关系可推广为：
物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的放心跟合力的方向相同。即F合＝ma。
教师活动：（4）介绍F合和a的瞬时对应关系
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。
（四）实例探究
牛顿第二定律的应用
[例1]（课本例题）21世纪教育网
（1）学生阅读例题内容
（2）分析：
要求物体的加速度 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" EMBED Unknown 质量m已知必须先求F1和F2的合力，而合力的大小可以用作图法求解，也可以用计算法求解。
（3）用投影片展示解题过程：
如图所示，建立平面直角坐标系，把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解F1的两个分力为： [来源:21世纪教育网]
HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" EMBED Unknown EMBED Unknown
F2的两个分力为：
HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" EMBED Unknown EMBED Unknown
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：
HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" EMBED Unknown
已知合力F合和质量m，据F合＝ma，即可求得：
牛顿第二定律及运动学规律的结合应用
[例2]如图所示，粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动，现使F不断减小，则在滑动过程中 （ ）
A． 物体的加速度不断减小，速度不断增大
B． 物体的加速度不断增大，速度不断减小
C． 物体的加速度先变大再变小，速度先变小再增大
D． 物体的加速度先变小再变大，速度先变大再减小
解析：合外力决定加速度的大小，此处合外力是拉力F和地面摩擦力f的合力，因为F逐渐减小，所以合外力先减小后反向增大。而速度是增大还是减小与加速度的大小无关，而是要看加速度与速度的方向是否相同，开始一阶段加速度与速度方向同向，所以速度增大，后一阶段加速度与速度方向相反，所以后来速度减小。答案为D。
FX
F2Y
F1Y
600
600
Y
X
F2
F1
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