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1、第四章 运动和力的运动牛顿第二定律教学设计科目物理课题牛顿第二定律课时1课时教学目标与核心素养一知识与技能1.能准确表述牛顿第二定律；2.能从同时性、矢量性等多方面深入理解牛顿第二定律，理解为什么说牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁；3.能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题。初步体会牛顿第二定律在认识自然过程中的有效性和价值。二过程与方法1.通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律，体会大师的做法与勇气；2.培养学生的概括能力和分析推理能力。三 情感态度与价值观1.渗透物理学研究方法的教育；2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学
2、研究的重要方法；3.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣。教学重、难点教学重点：1、对牛顿第二定律的理解，掌握及简单应用；教学难点：1.对牛顿第二定律的瞬时性和矢量性的确切理解；教学准备教学过程教师活动学生活动设计意图一 导入新课：【教师提出问题】上节课，同学们探究了什么？利用了什么科学实验方法？得出了什么结论？【教师引导问题】神舟六号飞船返回舱返回时为何要打开降落伞？赛车在开出起跑线的瞬间发生了怎样的变化？ 二 讲授新课：一、牛顿第二定律的表达式【教师引导】小车的加速度 a 与它所受的作用力 F 成正比，与它的质量 m 成反比。那么，对于任何物体
3、都是这样的吗？ 猜想中的 a-F 图像 根据实际数据作出的 a-F 图像【教师引导】多次类似的实验发现：每次实验的点都可以拟合成直线，而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点。大量的实验和观察到的事实都可以得出：物体的加速度 a 与它所受的作用力 F 成正比，与它的质量 m 成反比。【教师引导】1、牛顿第二定律的内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二定律。2、牛顿第二定律可表述为：a F/m 也可以写成等式：F kma其中 k 是比例系数。注意：实际物体所受的力往往不止一个，式中F指的是物体所受的合力。3、牛顿第二定律更一
4、般的表述：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比；加速度的方向跟合力的方向相同。F合 kma牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系，还明确了加速度的方向与力的方向一致。【教师提问】取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每二次方秒（m/s2 ），根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？【教师引导】在F kma公式中： 当 k 1 时，质量为 1 kg 的物体在某力的作用下获得1 m/s 2 的加速度，则这个力F ma 1 kgm/s2所以力 F的单位就是千克米每二次方秒。二、力的单位【教师引导】1、力 F的单位F ma kgm/s
5、2 读作：千克米每二次方秒。出示图片:牛顿后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号 N 表示2、牛顿第二定律的表述（1）在质量的单位取千克（kg），加速度的单位取米每二次方秒（m/s2 ），力的单位取牛顿（N）时：F ma（2）力的独立性原理:物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。【教师提问】在牛顿第二定律的表达式 F=ma中，F与a这两个矢量的方向关系是怎么样？【教师提问】在F=ma中，F与a具有什么关系？【教师提问】牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？【教师提问】由牛顿第二定律说一
6、说为什么描述物体惯性的物理量是质量？【教师引导】（3）理解牛顿第二定律: 同体性:F、m、a对应于同一物体。 统一性:统一用国际制的单位 同时（瞬时）性:a与F总是同生同灭同变化 矢量性:a与F 的方向总是相同牛顿运动定律的适应范围：是对宏观、低速物体；三、牛顿第二定律的应用【教师引导】1、确定研究对象。2、分析研究对象的受力情况，画出受力图。3、建立直角坐标系，求出合力。4.根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。三 课堂练习：1、关于牛顿第二定律,以下说法中正确的是( ).A.物体的质量不变,a与F的正比关系与m和a的单位无关B.对于相同的合外力,a与m的反比关系与m和a的单位无关C.在公
7、式F =ma中,F、m和a三个量可以选取不同的单位D.在公式F =ma中,当m和a分别用kg和m/s2作单位时,F必须用N作单位答案：ABD2、下面说法正确的是()A.物体(质量一定,下同)所受合外力越大，加速度越大；B.物体所受合外力越大，速度越大；C.物体在外力作用下做加速直线运动，当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小；D.物 体的加速度大小不变，物体一定受恒力作用。答案：A3、下列说法中正确的是( )A. 在公式F=ma中，F、m、a三个量可以取不同单位制中的单位B. 作用力与反作用力等大、反向、共线，所以对其作用的某一物体作用效果可抵消；C. 牛顿运动定律是自然界最普遍的规律，因此可
8、以用来精确描述高速运动电子（接近 光速）的运动情况；D. 惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性，是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律；答案：D4、一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用,这两个力的大小分别为2N和6N,当两个力的方向发生变化时,物体的加速度大小可能为( )A.1B.2C.3D.4答案：BCD5、质量为0.4kg的小滑块置于粗糙水平地面上，在水平恒定拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动，滑行6m时，小滑块的速度为6m/s，此时撤去拉力，又经3s停下。该拉力的大小为（）A0.8N B1.2N C2N D2.8N答案：C6、在太空中测宇航员质量，测量仪
9、器提供拉力、并测出宇航员的，根据得出宇航员的质量。答案：加速度；牛顿第二定律探究了物体的加速度与物体的质量和作用在物体上外力的关系。利用了控制变量法，得出了加速度与作用在物体上外力成正比，与物体的质量成反比。学生思考问题学生思考讨论观察图片学生观察实验说一说看到的实验现象和实验结论学生归纳总结牛顿第二定律的内容理解掌握牛顿第二定律更一般的表述：学生思考讨论学生探究、理解k是比例系数，数值应是，单位应是牛顿/（千克米/秒2）学生理解记忆学生思考回答：物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度 a 的方向与力F的方向是一致的。加速度与合外力存在着瞬时对应关系：同时产生，同时消失，同时变化。不能说成
10、力与加速度成正比。因为力是产生加速度的原因，因果性不能变。由牛顿第二定律：F ma可知在确定的作用力下，决定物体运动状态变化难易程度的因素是物体的质量。学生理解记忆学生理解记忆学生练习学生练习通过这个问题，学生容易联想到质量越小，运动状态越容易改变，所以加速度和物体质量、合外力有关。锻炼学生的归纳总结能力加深学生对牛顿第二定律的理解掌握力的单位的推导适当介绍物理学中单位是如何确定的，为下一节作铺垫。掌握加速度 a 的方向与力F的方向是一致的。掌握加速度与合外力存在着瞬时对应关系掌握力和加速度的因果关系进一步理解质量是惯性大小的唯一量度掌握应用牛顿第二定律解题的一般步骤。巩固本节知识巩固本节知识
11、板书设计4.3 牛顿第二定律一、 牛顿第二定律的表达式 物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比；加速度的方向跟合力的方向相同。 F合=kma二、 力的单位 1、力的单位：F ma kgm/s2 读作：千克米每二次方秒。2、牛顿第二定律：F合=kma三、 牛顿第二定律的应用 利用牛顿定律解题步骤1、确定研究对象。2、分析研究对象受力情况，考虑研究对象运动的状态变化情况、即 有无加速度；3、选取正方向或建立坐标系，通常以速度的方向为正方向。4.根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。教学后记在突破重点的时候，回顾实验，引导学生分析总结，再配以情景练习，能让学生明确牛顿定律中的作用力是指“合力”。
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