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111 4.3 牛頓第二定律 ★新課標(biāo)要求 （一）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(huì)用牛頓第二定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 （二）過程與方法 1、以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，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、培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、滲透物理學(xué)研究方法的教育。 2、認(rèn)識到由實(shí)驗(yàn)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)重點(diǎn) 牛頓第二定律 ★教學(xué)難點(diǎn) 牛頓第二定律的意義 ★教學(xué)方法 1、復(fù)習(xí)回顧，創(chuàng)設(shè)情景，歸納總結(jié)； 2、通過實(shí)例的分析、強(qiáng)化訓(xùn)練，使學(xué)生理解牛頓第二定律的意義。 ★教學(xué)用具： 投影儀、多媒體等 ★教學(xué)過程 （一）引入新課 教師活動(dòng)：利用多媒體播放汽車啟動(dòng)、飛機(jī)起飛等錄像資料。教師提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論它們的速度的變化快慢即加速度由哪些因素決定？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生觀看，討論其可能性。 點(diǎn)評：通過實(shí)際問題及現(xiàn)象分析，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力 教師活動(dòng)：提出問題讓學(xué)生復(fù)習(xí)回顧： l、物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關(guān)系？ 2、物體的加速度與其質(zhì)量之間存在什么關(guān)系？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生回顧思考討論。 教師活動(dòng)：（進(jìn)一步提出問題，完成牛頓第二定律探究任務(wù)的引入）物體的加速度與其所受的作用力、質(zhì)量之間存在怎樣的關(guān)系呢？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生思考討論，并在教師的引導(dǎo)下，初步討論其規(guī)律． 點(diǎn)評；通過多媒體演示及學(xué)生的討論，復(fù)習(xí)回顧上節(jié)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探究問題的能力。 （二）進(jìn)行新課 教師活動(dòng)：學(xué)生分析討論后，教師進(jìn)一步提出問題： l、牛頓第二定律的內(nèi)容應(yīng)該怎樣表述？ 2、它的比例式如何表示？ 3、各符號表示什么意思？ 4、各物理量的單位是什么？其中，力的單位“牛頓”是如何定義的？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論分析相關(guān)問題，記憶相關(guān)的知識。 教師活動(dòng)：上面我們研究的是物體受到一個(gè)力作用的情況，當(dāng)物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，上述規(guī)律又將如何表述？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論分析后教師總結(jié)：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。 點(diǎn)評：培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)一般規(guī)律的能力 教師活動(dòng)：討論a和F合的關(guān)系，并判斷下面哪些說法不對？為什么？ A、只有物體受到力的作用，物體才具有加速度． B、力恒定不變，加速度也恒定不變。 C、力隨著時(shí)間改變，加速度也隨著時(shí)間改變。 D、力停止作用，加速度也隨即消失。 E、物體在外力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合外力逐漸減小時(shí)，物體的速度逐漸減小。 F、物體的加速度大小不變一定受恒力作用。 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論分析后教師總結(jié)：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因，力與物體的加速度具有矢量性、瞬時(shí)性和獨(dú)立性 點(diǎn)評：牛頓第二定律是由物體在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的情形下導(dǎo)出的，但由力的獨(dú)立作用原理可推廣到幾個(gè)力作用的情況，以及應(yīng)用于變力作用的某一瞬時(shí)。 教師活動(dòng)：出示例題引導(dǎo)學(xué)生一起分析、解決。 例題1：某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車，當(dāng)達(dá)到100km／h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時(shí)牽引力為2000 N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？ 假定試車過程中汽車受到的阻力不變。 例題 2：一個(gè)物體，質(zhì)量是2 kg，受到互成 120角的兩個(gè)力F1和F2的作用。這兩個(gè)力的大小都是10N，這兩個(gè)力產(chǎn)生的加速度是多大？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生在實(shí)物投影儀上講解自己的解答．并相互討論；教師總結(jié)用牛頓第二定律求加速度的常用方法。 點(diǎn)評：通過分析實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，加深對規(guī)律的理解能力，加強(qiáng)物理與學(xué)生生活實(shí)踐的聯(lián)系。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評 教師活動(dòng)：教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)所研究的內(nèi)容。 牛頓第二定律概括了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。物體所受合外力恒定，其加速度恒定；合外力為零，加速度為零。即合外力決定了加速度，而加速度影響著物體的運(yùn)動(dòng)情況。因此，牛頓第二定律把前幾章力和物體的運(yùn)動(dòng)構(gòu)成一個(gè)整體，其中的紐帶就是加速度。 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生自己總結(jié)后作答，其他同學(xué)補(bǔ)充。 點(diǎn)評：培養(yǎng)學(xué)生的概括和總結(jié)能力。 （四）實(shí)例探究 ☆對牛頓第二定律的理解 1、下列對牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma及其變形公式的理解，正確的是： A、由F＝ma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比； B、由m＝F／a可知，物體的質(zhì)量與其所受的合外力成正比，與其運(yùn)動(dòng)的加速度成反比； C．由a＝F／m可知，物體的加速度與其所受的合外力成正比，與其質(zhì)量成反比； D、由m＝F／a可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受到的合外力而求得。 2、在牛頓第二定律公式F＝kma中，有關(guān)比例常數(shù)k的說法正確的是： A、在任何情況下都等于1 B、k值是由質(zhì)量、加速度和力的大小決定的 C、k值是由質(zhì)量、加速度和力的單位決定的 D、在國際單位制中，k的數(shù)值一定等于1 ☆力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 3、關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力，正確的說法是 A、物體速度為零時(shí)，合外力一定為零 B、物體作曲線運(yùn)動(dòng)，合外力一定是變力 C、物體作直線運(yùn)動(dòng)，合外力一定是恒力 D、物體作勻速運(yùn)動(dòng)，合外力一定為零 4、設(shè)雨滴從很高處豎直下落，所受空氣阻力f和其速度v成正比．則雨滴的運(yùn)動(dòng)情況是 A、先加速后減速，最后靜止 B、先加速后勻速 C、先加速后減速直至勻速 D、加速度逐漸減小到零 ☆對牛頓第二定律的應(yīng)用 5、地面上放一木箱，質(zhì)量為40kg，用100N的力與水平方向成37角推木箱，如圖所示，恰好使木箱勻速前進(jìn)。若用此力與水平方向成37角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8） ★課余作業(yè) 1、課后完成課本82頁“問題與練習(xí)”中的習(xí)題。 2、質(zhì)量不同的物體，所受的重力不一樣，它們自由下落時(shí)加速度卻是一樣的，你怎樣解釋？ 3、根據(jù)牛頓第二定律，設(shè)計(jì)一種能顯示加速度大小的裝置。 4、如何用動(dòng)力學(xué)方法測物體的質(zhì)量。 ★教學(xué)體會(huì) 思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 附錄1 牛頓第二定律——教材分析 高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中要求學(xué)生對牛頓第二定律有一定的理解和掌握。作為教師首先要對新標(biāo)準(zhǔn)做出自己的分析和判斷，結(jié)合新標(biāo)準(zhǔn)要求，認(rèn)識到，要達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)不僅要使學(xué)生了解牛頓第二定律的內(nèi)容，更重要的是讓學(xué)生認(rèn)識到牛頓第二定律在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的重要性，以及如何利用該定律來解決實(shí)際問題，更不能忽略要在教學(xué)過程中時(shí)刻注意對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。 本課以必修1教材為依據(jù)。通過定律的探求過程，滲透物理學(xué)研究方法，是整個(gè)物理教學(xué)的重要內(nèi)容和任務(wù)。這是人類認(rèn)識世界的常用方法。所以本節(jié)課不只是讓學(xué)生掌握牛頓第二定律，更應(yīng)知道定律是如何得出的。 定義力的單位“牛頓”使得k＝l，得到牛頓第二定律的簡單形式F＝ma。使用簡捷的數(shù)學(xué)語言表達(dá)物理規(guī)律是物理學(xué)的特征之一，但應(yīng)知道它所對應(yīng)的文字內(nèi)容和意義。 牛頓第二定律通過加速度將物體的運(yùn)動(dòng)和受力緊密聯(lián)系，使前三章構(gòu)成一個(gè)整體，這是解決力學(xué)問題的重要工具。應(yīng)使學(xué)生明確對于牛頓第二定律應(yīng)深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的內(nèi)涵和外延，避免重公式、輕文字的現(xiàn)象。數(shù)學(xué)語言可以簡明地表達(dá)物理規(guī)律，使其形式完善、便于記憶，但它不能替代文字表述，更不能涵蓋與它關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)和力的復(fù)雜多變的情況。否則就會(huì)將活的規(guī)律變?yōu)樗赖墓健? 附錄2 學(xué)生分析 牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式簡單完美，記住并不難。但要全面、深入理解該定律中各物理量的意義和相互聯(lián)系，牢固掌握定律的物理意義和廣泛的應(yīng)用前景，對學(xué)生來說是較困難的。這一難點(diǎn)在本課中可以通過定律的辨析和有針對性的練習(xí)加以深化和突破，另外，還有待在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和應(yīng)用過程中去體會(huì)和理解。 111