牛顿第二运动定律 高中物理课程计划
作为一名尽职尽责的老师，一定要写教案，有了教案的帮助，才能更好地组织教学活动。教案怎么写呢？下面是小编收集整理的高中物理牛顿第二定律教案，欢迎大家学习参考，希望对大家有所帮助。
三维目标
知识和技能
1、掌握牛顿第二定律的原文内容和数学公式。
2、理解公式中各物理量的含义及关系。
3. 了解国际单位制中力的单位“牛顿”是如何定义的
4.能运用牛顿第二定律公式进行相关计算。
过程和方法
1、通过总结上节课实验的结论，得出物体的加速度和其质量以及受到外力之间的关系，进而总结出牛顿第二定律，欣赏大师的做法和勇气。
2.培养学生的概括和分析推理能力，
情感态度和价值观
1. 进行物理研究方法教育，
2.认识到通过实验总结物理定律是物理研究的重要方法。
3、通过牛顿第二定律的应用，让学生深切感受到科学来源于生活、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
教学困难
1. 牛顿第二定律的理解
2. 理解当k=1时，F=ma，
教具准备
多媒体课件
课程表
1 类
教学过程
【新课介绍】
师：利用多媒体播放上节课实验的过程，唤起学生的记忆，激发学生的兴趣，让学生再次体验成功的喜悦。迅速将课堂气氛转换到研究和讨论影响物体加速度的因素的话题上。
学生观看并讨论上节课的实验过程和结果。
老师：通过上节课的实验，我们知道，当作用于物体的力保持不变时，物体的加速度与作用于物体的力之间有什么样的关系？
学生：当物体所受的力不变时，物体的加速度与物体所受的力成正比。
老师：当作用于物体的力不变时，物体的加速度和物体的质量之间有什么关系？
学生：当物体上的作用力保持不变时，物体的加速度与其质量成反比。
老师：当作用于物体的力和物体的质量发生变化时，物体的加速度和它所作用的力及质量之间有什么关系？
【新课程教学】
1.牛顿第二定律
老师：通过上节课的实验，我们再次证明了物体的加速度和物体所受的净外力成正比，和物体的质量成反比。
师：怎样用数学公式来表达上述结论？
生命：a∝
师：上面的公式怎样写成等式？
学生：我们需要引入比例常数ka=k
老师：我们可以把上面的公式改写成F=kma，
上面的公式可以通过选择合适的单位来简化。前面我们已经了解过，国际单位制中力的单位是牛顿。其实，国际单位牛顿的定义是：当一个质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度时，它所受到的净外力为1N，即1N=1kgm/s2
可以看出，如果所有量都用国际单位表示，则k=1，F=ma
这就是牛顿第二定律的数学表达。
老师：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，结合上节课的实验探索，它们的方向关系是什么？
学生：质量m是标量，没有方向，合力的方向与加速度的方向相同，
老师：是的，那我们怎样用文字表达牛顿第二定律呢？
学生：物体的加速度与它受到的净力成正比，与物体的质量成反比。加速度的方向与净力的方向相同。
老师：加速度的方向总是和外力的合力方向一致，我们说牛顿第二定律是单向的。
【讨论交流】
（多媒体演示课件） 一个物体静止在光滑的水平面上，从某一时刻起，作用于物体上一个向右的恒定外力5N。若物体的质量为5kg，则物体的加速度是多少？若2s后外力撤去，物体的加速度是多少？2s后物体会如何运动？
学生分组讨论
师：请您积极回答这个问题。
学生：根据牛顿第二定律F=ma可得a= 。代入数据可得a=1m/s2。2s后，外力撤去，物体所受力为零，所以加速度为零。由于此时物体已经有速度，所以2s后物体保持匀速直线运动状态。
老师：刚才这位同学说，2秒之后物体就不再受力了，对吗？
学生：不是，因为此时物体还受到重力和水平面的支撑力。
老师：那么这种情况下加速度是多少？
学生：还是为零，因为引力和支撑力的合力为零。牛顿第二定律中物体所受的力是合力，而不是单一的力。
老师：很好，以后我们用牛顿第二定律解题的时候，一定要注意这一点，就是用物体受的合力来处理。
【课堂培训】
讨论 a 和 F 之间的关系，并判断下列哪些陈述是不正确的以及原因。
A.物体只有受到力的作用时才具有加速度。
B.力恒定，加速度也恒定。
C.力随时间变化，加速度也随时间变化
D.当力停止作用时，加速度消失
答案：ABCD
教师点评：牛顿第二定律表达的是力的瞬时定律，它描述的是力的瞬时作用就是产生加速度。物体在某一时刻的加速度的大小和方向，是由该时刻物体所受的合外力的大小和方向决定的。当物体所受的合外力发生变化时，其加速度也会随之变化。F=ma在运动过程的每个时刻都成立。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。
老师：根据牛顿第二定律，即使很小的力也能产生加速度。那么为什么当我们用很小的力水平推动桌子时，它不会动呢？这是否与牛顿第二定律相矛盾？
学生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力。
老师：如果一个物体受到多种力的作用，它的加速度怎样计算？
学生：先求物体的合力，然后求合力产生的加速度。
师：好，我们来看下面的例子。
多媒体演示示例
【例1】一物体在若干个力的共同作用下处于静止状态。现使其中一个向东的力F的值逐渐减小为零，再逐渐恢复到原值（方向不变）。
A.物体总是向西移动
B.物体先向西移动，然后向东移动
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
学生1：向东的物体所受的力逐渐减小。由于原来的合力为零，当向东的力逐渐减小时，向西的合力应该逐渐增大，物体的加速度就增大，方向为西。当向东的物体所受的力恢复到原来值时，物体的合力又为零，加速度减小。因此，加速度的变化量应该是先增大后减小。
学生2：物体的加速度是先增大后减小的，所以速度也应该是先增大后减小的。
学生3：这个说法是错误的。虽然加速度减小了，但在整个过程中，加速度的方向始终与速度的方向相同。因此，速度应该增加，直到加速度达到零。
老师：对，一定要注意，速度的变化和加速度的变化之间没有直接的关系，只要加速度的方向与速度的方向一致，速度就会不断增大。
多媒体演示示例
【例2】一辆质量为的汽车在平坦路面上行驶，当车速达到72km/h时，关闭发动机，20秒后停下，汽车遇到的阻力为多少？再启动加速时，牵引力为2000N，应产生多大的加速度？（假设汽车在行驶过程中遇到的阻力保持不变）
学生讨论和回答
学生：物体在减速过程中的初速度为72公里/小时=20米/秒，末速度为零。根据a=，物体的加速度为a=-1米/秒2，方向为后方。物体受到的阻力f=ma=-1 000N。当物体重新启动时，牵引力为2 000N，所以此时的加速度为a2==1米/秒2，方向为汽车运动方向。
师：根据以上的学习，学生讨论并总结应用牛顿第二定律的一般步骤。
1.确定研究对象。
2、分析物体的受力及运动，绘制研究对象的受力分析图。
3.计算合力，并运用国际单位制统一各物理量的单位。
4.根据牛顿运动定律和运动学建立方程并求解。
老师：牛顿第二定律在高中物理的学习中占有重要的地位，希望同学们能够理解牛顿第二定律，并且能够熟练地运用它去解决问题。
【课堂培训】
如图4-3-1所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到斜面顶端后再返回到斜面底面。试分析物体运动过程中加速度的变化情况。
图 4-3-1
分析：物体在向上滑动的过程中，物体的运动既受到重力的影响，又受到斜面的摩擦力的影响，沿斜面的合力平行于向下的斜面，所以物体的加速度方向平行于向下的斜面，与物体的速度方向相反，物体减速，直至速度减为零。物体在向下滑动的过程中，物体的运动也受到重力的影响，但摩擦力的方向平行于向上的斜面，沿斜面的合力仍然平行于向下的斜面，但合力的大小比向上滑动时要小，所以物体会沿斜面平行向下加速，加速度的大小比向上滑动时要小。可见，物体运动的加速度是由物体所受的外力决定的，而物体运动的速度不仅与外力有关，还与物体开始运动时的状态有关。
[概括]
在这节课中我们学习了
1.牛顿第二定律：F=ma，
2.牛顿第二定律是单向的、瞬时的、均匀的、独立的物理高中必修一4-3牛顿第二定律》（教案），
3.利用牛顿第二定律解问题的一般方法。
[家庭作业]
课本第85页的问题和练习，
【课外培训】
1. 假设一滴雨滴从高处垂直落下，空气阻力f与雨滴速度v成正比，则雨滴的运动为
A.先加速，再减速，最后停止。B.先加速物理高中必修一4-3牛顿第二定律》（教案），然后保持匀速
C.先加速再减速直至速度恒定 D.加速度逐渐减小至零
2. 下列哪项表述是正确的？
A.如果物体所受的净外力为零，则该物体的速度必定为零。
B.物体受到的净外力越大，其加速度和速度就越大。
C.物体的速度方向一定与作用于物体的净外力方向一致。
D.物体加速度的方向一定与作用于物体的净外力方向相同。
3. 一物体以 5 米/秒的匀速向东运动。从某一时刻起，它受到一个向西方向的恒定外力 3 N。设该物体的质量为 5 千克，计算：2 秒后该物体的速度为
4、如图4-3-2所示，用两个量程为20N的弹簧秤A、B将一个1kg的物块固定在一辆带有光滑底板的小车上。当小车在水平地面做匀速直线运动时，两个弹簧秤的读数均为10N。当小车做匀速直线运动时，弹簧秤A的读数变为8N，请问此时小车的加速度为多少？
图 4-3-2
A. 2 米/秒2 B. 4 米/秒2
C.6 米/秒2 D.8 米/秒2
参考答案
1. 答案：B
分析：分析雨滴所受的力，我们发现，雨滴受到垂直向下的重力和向上的空气阻力。重力的大小和方向不变，而空气阻力随着速度的增加而增大。因此，物体的加速度a=应该逐渐减小，最终趋于零。此时雨滴的速度最大，随后雨滴做匀速运动。
2. 答案：D
3、分析解：由于物体受到一个方向为西的恒定外力，所以恒定加速度的方向也是朝西，与物体初速度的方向相反。因此，物体应作匀速减速度直线运动。
根据牛顿第二定律，我们知道：a= = m/s2=0, 6 m/s2
由匀速减速直线运动公式可知，2s结束时物体的速度为
v2=v0－at=（5－0、6×2） 米/秒=3、8米/秒
东方向，
4、分析：由于弹簧的弹力和它的变形量成正比，当弹簧秤A的读数由10N变为8N时，其变形量减小，而弹簧秤B的变形量要增大，且弹簧秤A、B变形量的变化量相等，所以弹簧秤B的读数应为12N。物体在水平方向所受的总外力为F=TB-TA=12N-8N=4N。
根据牛顿第二定律，物体的加速度为a==m/s2=4m/s2。
答案：B
注意：无论题目中的弹簧秤原本是处于拉伸状态还是压缩状态，结果都是一样的。同学们可以自行验证两种情况的假设。
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3 牛顿第二定律
物体的加速度与它受到的净力成正比，与物体的质量成反比。加速度的方向与净力的方向相同。
表达式 F=ma
解释（1）各向同性：加速度的方向始终与力的方向相同。
（2）瞬时性：加速度与力是瞬时对应量，即它们同时产生、同时改变、同时消失。
（3）同质性：加速度与合成外力（及质量）属于同一物体。
（4）独立性：当一个物体受到几种力的作用时，每种力都会独立地产生相应的加速度，物体表现出的实际加速度，是各力作用于该物体产生的加速度叠加的结果。
活动与探索
探索活动主题：牛顿第二定律的发现过程，
探索过程：
步骤 学生活动 教师指导 目的
1.去图书馆或上网查找关于牛顿发现牛顿第二定律的书籍。
2.培养学生的思考能力，根据查阅的资料确定文章的主题和内容，并回答学生提出的具体问题
3. 分享活动感受，评论精彩文章
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