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2019-2020年人教版高中物理必修1 第4章第3節(jié) 牛頓第二定律（教案） 【知識與技能】 1、掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學(xué)公式； 2、理解公式中各物理量的意義及相互關(guān)系； 3、知道在國際單位制中力的單位"牛頓"是怎樣定義的； 4、會用 牛頓第二定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計算。 【過程與方法】 1、通過對上節(jié)課實驗結(jié)論的總結(jié)，歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關(guān)系，進(jìn)而總結(jié)出牛頓第二定律 2、通過對上節(jié)課實驗結(jié)論的總結(jié)，歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關(guān)系，進(jìn)而總結(jié)出牛頓第二定律； 3、培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力。 【情感態(tài)度與價值觀】 1、滲透物理學(xué)研究方法的教育.； 2、認(rèn)識到由實驗歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法； 【教學(xué)過程】 ★重難點一、牛頓第二定律★ ★牛頓第二定律 1．內(nèi)容 物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同． 2．表達(dá)式 (1)比例式：a∝或F∝ma. (2)等式：F＝kma(各量單位未知時)，其中k為比例系數(shù)，F(xiàn)指物體所受的合力． ★對牛頓第二定律的理解 牛頓第二定律反映了力作用在物體上，產(chǎn)生的加速度跟力及物體質(zhì)量的關(guān)系，對于它們之間的關(guān)系，應(yīng)注意以下幾個方面： 因果性 只要物體所受合力不為0(無論合力多么小)，物體就獲得加速度，即力是產(chǎn)生加速度的原因 矢量性 物體加速度的方向與物體所受力(或合力)的方向總是相同 瞬時性 由于a∝F，則物體的加速度與物體所受的力總是同時存在，同時變化，則時消失 同一性 F、m、a三者對應(yīng)同一個物體 獨立性 作用在物體上的每個力都將獨立地產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他力的作用無關(guān)，合力的加速度為這些加速度的矢量和 相對性 物體的加速度必須是對靜止的或做勻速直線運動的參考系而言的，對做加速運動的參考系不適用 特別提醒 (1)力與加速度為因果關(guān)系，力是因，加速度是果，力與加速度無先后關(guān)系． (2)通過關(guān)系式m＝可以計算物體的質(zhì)量，但物體的質(zhì)量與合外力及加速度無關(guān)． 【典型例題】（多選）關(guān)于速度、加速度、合力間的關(guān)系，正確的是( ) A．物體的速度越大，則物體的加速度越大，所受合力也越大 B．物體的速度為零，則物體的加速度一定為零，所受合力也為零 C．物體的速度為零，加速度可能很大，所受的合力也可能很大 D．物體的速度很大，加速度可能為零，所受的合力也可能為零 【答案】CD ★重難點二、力的單位★ 1．力的單位牛頓的定義 在國際單位制中力的單位是牛頓，符號為N.它是根據(jù)牛頓第二定律定義的：使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力，叫作1 N，即1 N＝1kgm/s2. 2．比例系數(shù)k的意義 (1)在F＝kma中，k的取值與所選單位制有關(guān)． (2)在國際單位制中k＝1，牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：F=ma，式中F、m、a的單位分別為N、kg、m/s2. ★綜合上節(jié)的兩個實驗結(jié)果，關(guān)于力、質(zhì)量和加速度的關(guān)系，我們可以用下面的比例式來表示 若k=1，上面的表達(dá)式就變成了最簡單的表達(dá)式 F = ma 當(dāng)質(zhì)量是m=1kg的物體在某個力的作用下獲得加速度a=1 m/s2，由公式F= ma我們知道這個力的大小就是F=ma=1kg1m/s2=1kg?m/s2， 后人為了紀(jì)念牛頓，就把kg?m/s2這個單位稱為牛頓 物理學(xué)中規(guī)定 : 1N=1Kg.m/s2 ★牛頓第二定律 內(nèi)容：物體加速度的大小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 表達(dá)式: F合 ＝ ma ★重難點三、牛頓第二定律的應(yīng)用★ ★應(yīng)用牛頓第二定律解題的方法 (1)由牛頓第二定律F＝ma可知，合力F的方向與加速度a的方向相同．解題時，若已知加速度的方向，就可推知合力的方向；反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向． (2)求合力F時，要靈活選用力的合成法或正交分解法等方法處理． ①合成法：當(dāng)物體受兩個力時，一般用合成法求合力． ②正交分解法：當(dāng)物體受兩個以上的力的作用時，常用正交分解法求合力． 多數(shù)情況下是把力正交分解到加速度的方向上和垂直于加速度的方向上，列式為；若物體的受力在兩個互相垂直的方向上，也可將坐標(biāo)軸建立在力的方向上，分解加速度． ★力與運動的關(guān)系 1．力與運動的關(guān)系 2．速度的增減 速度增大還是減小，要看速度和加速度的方向關(guān)系，加速度大 小的變化是由合力大小變化決定的． 3．區(qū)別加速度的定義式與決定式 定義式a＝，即加速度定義為速度變化量與所用時間的比值，而a＝則揭示了加速度取決于物體所受的合力與物體的質(zhì)量． [要點歸納] 1．合外力與加速度的關(guān)系 2．直線運動中加速度與速度的關(guān)系 3．力與運動的關(guān)系 【典型例題】如圖所示，一個質(zhì)量m=10kg的物塊，在F=50N的拉力作用下，從靜止開始沿水平面做勻加速直線運動，拉力方向與水平方向成θ=37．假設(shè)水平面光滑，取重力加速度g=10m/s2．sin37=0.6，cos37=0.8． （1）畫出物塊的受力示意圖； （2）求物塊運動的加速度大??； （3）求物塊速度達(dá)到v=4.0m/s時移動的距離． 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）受力示意圖如右圖所示 （2）建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓第二定律 x方向： 代入數(shù)據(jù)得加速度：． （3）根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律： 代入數(shù)據(jù)得：