第一篇:4.3牛頓第二定律
4.3牛頓第二定律
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
(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)會用牛頓第二定律進行有關(guān)的計算?!局攸c難點】
1.牛頓第二定律內(nèi)容的理解.
2.應(yīng)用牛頓第二定律解決動力學(xué)問題 【課前自學(xué)案】
一、牛頓第二定律
1.內(nèi)容:物體加速度的大小跟它受到的____________成正比、跟它的________成反比,加速度的方向跟的方向相同.
2.表達(dá)式:a∝_____或F∝_____或F=______.實際物體所受的力往往不止一個,這時式中F指的是物體所受的.
二、力的單位
1.國際單位制中,力的單位是____,符號__.2.1N的定義:使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生_____的加速度的力,稱為1 N,即1 N=1_________ 3.比例系數(shù)k的含義
關(guān)系式F=kma中的比例系數(shù)k的數(shù)值由F、m、a三量的單位共同決定,三個量都取國際單位,即三量分別取____、____、______作單位時,系數(shù)k=_______.此時牛頓第二定律可以簡化為。
三、預(yù)習(xí)自測:
一物體質(zhì)量為1kg的物體靜置在光滑水平面上,0時刻開始,用一水平向右的大小為2N的力F1拉物體,則
(1)物體產(chǎn)生的加速度是多大?2S后物體的速度是多少?
(2)若在2秒末再給物體加上一個大小也是3N水平向左的拉力F2,則物體的加速度是多
少?4秒末物體的速度是多少? 【課內(nèi)導(dǎo)學(xué)案】
問題一:牛頓第二定律用比例關(guān)系式如何表示?怎樣寫成等式?
問題二:科學(xué)家是如何把 F= kma 簡化為 F= ma的?
問題三:m=2kg的物體靜止在光滑水平面上,受力情況:0-2s如圖
(一),2s-4s如圖
(二),4s后如圖
(三),試分析物體在三個時間段內(nèi)的加速度情況及t=0 t=2s t=4s t=6s時的速度
【討論內(nèi)容】
1、對于實際運動物體,“F=ma”中F應(yīng)指什么力?
2、a 與F方向關(guān)系如何?v與F方向關(guān)系呢?
3、對于同一物體而言,a 與F 的大小關(guān)系如何?v與F呢?
4、2s-4s內(nèi)F1、F2都產(chǎn)生加速度嗎? 【例題1】書上75頁
【例題2】書上76頁
【課堂練習(xí)】
1、關(guān)于a和F合的關(guān)系,以下說法正確的是()A.一旦物體受到合外力的作用,物體就具有了加速度
B.力停止作用,加速度立刻消失,物體的速度也立刻變成零
C.物體在外力作用下做勻加速直線運動,當(dāng)合外力逐漸減小時,物體的速度將逐漸減小D.物體的加速度大小不變一定受恒力作用
2、現(xiàn)有經(jīng)改裝調(diào)整的賽車一部,通過更換發(fā)動機把牽引力提高到原來的二倍,通過用碳纖維更換車體材料把全車質(zhì)量降低到原來的一半,此車的加速賽成績能提高多少?(成績以加速度數(shù)值計算,假設(shè)改裝前后賽車運行中受到的阻力大小不變)
4.3牛頓第二定律作業(yè) 計算中g(shù)=10m/s21、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知,物體質(zhì)量與其所受的合外力成正比,與其運動的加速度成反比; C.由a=F/m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知,物體質(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
1B、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
3、關(guān)于運動和力,正確的說法是()
A、物體速度為零時,合外力一定為零B、物體作直線線運動,合外力可以是變力 C、物體作直線運動,合外力一定是恒力 D、物體作勻速運動,合外力一定為零 4.關(guān)于牛頓第二定律,下列說法中正確的是()
A.加速度和力的關(guān)系是瞬時對應(yīng)關(guān)系,即a與F是同時產(chǎn)生,同時變化,同時消失 B.物體只有受到力作用時,才有加速度,但不一定有速度
C.任何情況下,加速度的方向總與合外力方向相同,但與速度v不一定同向
D.當(dāng)物體受到幾個力作用時,可把物體的加速度看成是各個力單獨作用所產(chǎn)生的分加速度的合成5、靜止在光滑水平面上的物體,受到一個水平拉力的作用,當(dāng)力剛開始作用的瞬間,下列說法正確的是()
A.物體同時獲得速度和加速度B.物體立即獲得加速度,但速度仍為零 C.物體立即獲得速度,但加速度仍為零D.物體的速度和加速度都仍為零 6.質(zhì)量為m的物體從高處靜止釋放后豎直下落,在某時刻受到的空氣阻力為F
1f,加速度a=3g,則Ff的大小是()
A.F12
4f3B.Ff3C.Ff=mgD.Ff
37.如圖所示,底板光滑的小車上用兩個量程為20 N、完全相同的彈簧測力計甲和乙系住一個質(zhì)量為1 kg的物塊,在水平地面上當(dāng)小車做勻速直線運動時,兩彈簧測力計的示數(shù)均為10 N,當(dāng)小車做勻加速直線運動時,彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)? N,這時小車運動的加速度大小是()
A.2 m/s
2B.4 m/s
C.6 m/s2D.8 m/s2
8.甲、乙、丙三物體質(zhì)量之比為5∶3∶2,所受合外力之比為2∶3∶5,則甲、乙、丙三物體加速度大小之比為________. 8.如圖所示,三物體A、B、C的質(zhì)量均相等,用輕彈簧和細(xì)繩
相連后豎直懸掛,當(dāng)把A、B之間的細(xì)繩剪斷的瞬間,三物體的加速度大小為aA=________,aB=________,aC=________.9、光滑水面上,一物體質(zhì)量為1kg,初速度為0,從0時刻開始受到一水平向右的接力F,F(xiàn)隨時間變化圖如下,并作出速度-時間圖象。
110.一輛質(zhì)量為3×103
kg的汽車,以10 m/s的速度前進,受到的阻力為車重的0.02倍,關(guān)閉發(fā)動機后汽車要經(jīng)過多長時間才能停止?
11.質(zhì)量為50 kg的物體放在光滑的水平面上,某人用繩子沿著水平成45°角的方向拉著物體前進時,繩子的拉力為200 N,求(1)此時物體的加速度?(2)若在拉的過程中突然松手,物體的加速度將怎樣變化? 12.在無風(fēng)的天氣里,一質(zhì)量為0.2 g的雨滴在空中豎直下落,由于受到空氣的阻力,最后以某一恒定的速度下落,這個恒定的速度通常叫收尾速度.
(1)雨滴達(dá)到收尾速度時受到的空氣阻力是多大?(g=10m/s2)
(2)若空氣阻力與雨滴的速度成正比,試定性分析雨滴下落過程中加速度和速度如何變化
第二篇:牛頓第二定律
《牛頓第二定律》教學(xué)設(shè)計
福建省石獅市石光中學(xué) 劉一農(nóng)
一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析
1.教材的地位和作用
牛頓第二定律是在實驗基礎(chǔ)上建立起來的重要規(guī)律,它是動力學(xué)的核心規(guī)律,也是學(xué)習(xí)其它動力學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)。在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理1”中涉及本節(jié)的內(nèi)容有:“通過實驗,探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系,理解牛頓第二定律。”本條目要求學(xué)生通過實驗,探究加速度、質(zhì)量、力三者的關(guān)系,強調(diào)讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究過程。
2.學(xué)習(xí)的主要任務(wù)
本節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)類型是綜合型。在知識上要求知道決定加速度的因素、理解加速度、質(zhì)量、力三者關(guān)系;在技能上要求能設(shè)計和操作實驗,會測定相關(guān)物理量;體驗性上要求經(jīng)歷探究活動、嘗試解決問題方法、體驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律過程,體會科學(xué)研究方法──控制變量法、圖象法的應(yīng)用。
3.教學(xué)重點和難點
重點:①知道決定物體加速度的因素。
②加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的探究過程。
教學(xué)難點:引導(dǎo)學(xué)生在猜想的基礎(chǔ)上進行實驗設(shè)計,提出可行的實驗方案、完成實驗并得出實驗結(jié)果。
二、學(xué)習(xí)者情況分析
在學(xué)習(xí)這一內(nèi)容之前,所教的學(xué)生已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念;知道質(zhì)量是慣性的量度、力是改變物體運動狀態(tài)的原因;會分析物體的受力。已具備一定的實驗操作技能,會用氣墊導(dǎo)軌與光電測時系統(tǒng)或打點計時器研究勻變速直線運動;具備一定的計算機操作能力,會應(yīng)用CAI課件處理實驗數(shù)據(jù)。學(xué)生對物理學(xué)的研究方法已有一定的了解,在自主學(xué)習(xí)、合作探究等方面的能力有了一定提高。
在非智力因素方面,學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動,對學(xué)習(xí)物理有較濃厚興趣;有較強的好奇心和求知欲,樂于探究自然界的奧秘;敢于堅持正確觀點,勇于修正錯誤;喜歡和同齡人一起學(xué)習(xí),有將自己的見解與他人交流的愿望,具有團隊精神。
三、教學(xué)目標(biāo)分析
根據(jù)上述對學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)者情況的分析,確定本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)如下:
1.知識與技能目標(biāo)
①讓學(xué)生明確物體的加速度只與力與和質(zhì)量有關(guān),并通過實驗探究它們之間的定量關(guān)系;
②培養(yǎng)學(xué)生獲取知識和設(shè)計實驗的能力。
2.過程與方法目標(biāo)
在探究過程中,滲透科學(xué)研究方法(控制變量法、實驗歸納法、圖象法等);
3.情感、態(tài)度、價值觀目標(biāo)
①通過學(xué)生之間的討論、交流與協(xié)作探究,培養(yǎng)團隊合作精神;
②讓學(xué)生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅,增進學(xué)習(xí)物理的情感。
四、教材處理與教學(xué)策略
在教材處理上把牛頓第二定律分為兩個學(xué)時。第一學(xué)時主要的任務(wù)是:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系;第二學(xué)時主要的任務(wù)是:建立牛頓第二定律并進行初步的應(yīng)用。本節(jié)課是第一學(xué)時,主要采用以下的教學(xué)策略:
1.自主學(xué)習(xí)與合作探究
改演示實驗為學(xué)生分組探究實驗。讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中,通過對認(rèn)知活動進行自我監(jiān)控,并及時做出相應(yīng)的調(diào)整。小組(4~6人一組),小組間的合作探究可以同時培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和競爭意識,讓不同層次的學(xué)生都能有所作為,有所收獲。
教師的策略是宏觀調(diào)控整體教學(xué)進度,微觀放活學(xué)生局部學(xué)習(xí)進程,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)有組織、有步驟地進行。
2.現(xiàn)代教學(xué)手段與啟發(fā)式
在課堂中采用多媒體課件作為輔助手段,創(chuàng)設(shè)物理情景,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生,幫助學(xué)生建立形象直觀的認(rèn)識,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;同時利用CAI課件和校園網(wǎng)絡(luò)處理實驗數(shù)據(jù),能有效地提高學(xué)習(xí)效率。
五、教學(xué)器材
教學(xué)設(shè)備:多媒體教室、課件。
學(xué)生分組實驗器材(探究包):氣墊導(dǎo)軌、氣源、兩個光電門和與之配套的數(shù)字計時器,滑塊、滑片、細(xì)線、小桶、天平、砝碼、細(xì)沙、彈簧秤、小車、木塊、鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、打點器、紙帶、秒表、毫米刻度尺、墊木、橡皮筋等。
六、教學(xué)過程設(shè)計
(一)創(chuàng)設(shè)情景、引入新課
視頻展示:劉翔在雅典奧運會奪金的情景。
教師:在決賽時,劉翔將自己身上一切戴的東西像手表、項鏈等都摘了下來,穿最輕的跑鞋。這樣做的科學(xué)道理在哪里?
預(yù)測學(xué)生討論后得出的結(jié)論可能是:___________________________。
質(zhì)量越小,運動狀態(tài)越容易改變,也就是說在相同的情況下,物體獲得的加速度就越大。
說明通過視頻展示創(chuàng)設(shè)物理情景,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時滲透德育教育。
(二)提出猜想
教師:那么、物體的加速度與哪些因素有關(guān)呢?請同學(xué)們從生活經(jīng)驗出發(fā)提出自己的看法,并舉例說明。(同時教師利用課件提供一些圖片,對學(xué)生進行啟發(fā)。)
附圖片內(nèi)容如下:
★為何體操,跳水運動員的身材都比較苗條、瘦?。?/p>
★從防止發(fā)生交通事故的角度考慮,說一說反超載的道理?
★F1方程式賽車的質(zhì)量只有一般小轎車質(zhì)量的三分之一,這樣做有什么好處?
★神舟五號飛船返回倉返回時為何要打開降落傘?
預(yù)測學(xué)生有代表性的回答可能有以下幾方面:(教師在學(xué)生分析的過程中板書歸納。)
1.與物體受到的外力的關(guān)系:
①與物體受到的外力有關(guān);例如:騎自行車剎車:用力剎車時,用的力越大、車越容易停下來,即:阻力越大,自行車減速的加速度越大。
②與物體受到的外力無關(guān);例如:用大小不一樣的力推大石頭,推不動,運動狀態(tài)不變,加速度為零。
③應(yīng)該是與物體受到的合外力有關(guān);分析如下:用大小不一樣的力推大石頭,推不動,是因為大石頭同時受到摩擦力的作用,受到合外力為零,因此、加速度也為零。
??
2.與物體質(zhì)量的關(guān)系:
與物體的質(zhì)量有關(guān);例如:人分別用相同的力推自行車和摩托車時,自行車比較容易加速啟動,而摩托車則較難。也就是說在相同的情況下,質(zhì)量較小的自行車獲得的加速度就較大。
??
3.與物體運動的速度的關(guān)系:
①與物體的速度有關(guān);例如:速度大的物體較不容易停止運動,而速度小的物體較容易天下來。
②與物體的速度無關(guān);例如:做勻速直線運動的物體不論速度大小,加速度都為零。
③與物體的速度無關(guān);分析如下:加速度是描述速度變化快慢的物理量,從公式加速度與速度的大小無關(guān)。
??
可知,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)得出猜想:物體的加速度只與它所受合外力和物體本身的質(zhì)量有關(guān)。
說明學(xué)生在生活中對“影響物體加速度大小的因素”有所認(rèn)識,但這些認(rèn)識往往是片面的、不準(zhǔn)確的。因此要讓學(xué)生充分地表達(dá)已有的認(rèn)識,在這過程中教師利用課件提供一些圖片,對學(xué)生進行啟發(fā),引導(dǎo)他們不斷修正自己的觀點,從而形成對科學(xué)的認(rèn)識。
引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合前面學(xué)習(xí)的知識(牛頓第一定律等),討論猜想的科學(xué)依據(jù)所在,從而確定:物體的加速度只與它所受合外力和物體本身的質(zhì)量有關(guān)。
說明:讓學(xué)生從理論的角度加以分析有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
引導(dǎo)學(xué)生深入探究:與和的定量關(guān)系。
(三)探究a與F、m的定量關(guān)系
1.確定研究方法
教師:我們應(yīng)該采用什么樣的物理方法來研究
預(yù)測學(xué)生的分析可能如下:
分兩步進行研究:
①保持研究對象的質(zhì)量
一定時,研究加速度
②保持研究對象受到的合外力
與、的定量關(guān)系呢?
和合外力的關(guān)系; 的關(guān)系。
一定時,研究加速度和質(zhì)量
然后綜合兩次的研究結(jié)果,進行推理和歸納,便可找出與、三者之間存在的關(guān)系。
??
教師在確定研究方法后,簡單地介紹“控制變量法”。
說明初中階段學(xué)生曾多次應(yīng)用過控制變量法。如果學(xué)生回答有誤,教師啟發(fā)學(xué)生回憶:研究電流與電壓和電阻這三者關(guān)系所采用的方法。
2.設(shè)計實驗方案
教師進一步引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案。
讓學(xué)生以小組為單位設(shè)計探究方案:包括使用哪些實驗器材,如何進行操作,如何采集數(shù)據(jù)等?(要求學(xué)生把設(shè)計的方案簡要地寫在紙上)。
教師巡視給予必要的指導(dǎo)。
??
選擇較有代表性方案的小組派代表上臺簡要敘述本組設(shè)計的方案(用實物投影儀把學(xué)生寫在紙上的方案投影出來),讓全班同學(xué)進行交流。大家在互相啟發(fā)、補充的過程中形成較為完善的方案。
預(yù)測學(xué)生設(shè)計的實驗方案可能是:
方案一:用小車、電火花打點計時器、紙帶、長木板、細(xì)線、小桶、鉤碼、天平、砝碼、刻度尺、墊木等器材,研究小車的運動。用天平分別測出小車的質(zhì)量與小桶中砝碼的總重力
當(dāng)作小車受到的拉力,測出小桶的質(zhì)量與小桶中砝碼,把小桶,由,從打點計時器打出的紙帶上測量并算出計算出小車的加速度。
方案二:以氣墊導(dǎo)軌、氣源、兩個光電門、數(shù)字計時器、滑塊、滑片、刻度尺、細(xì)線、小桶、砝碼、天平為器材研究滑塊的運動。用天平測出滑塊和滑片的質(zhì)量滑塊M,測出小桶與小桶中砝碼的質(zhì)量小桶與小桶中砝碼的總重力
當(dāng)作滑塊受到的拉力,把,用光電門和數(shù)字計時器自動測出滑塊運動經(jīng)過兩個光電門時的速度、,以及這一過程所用的時間t,再通過公式算出滑塊的加速度。
??
說明:①在學(xué)生交流討論實驗設(shè)計的方案中,要有較充分的時間讓他們對各種方案闡述自己的觀點,反思方案中的問題,同時教師要參與學(xué)生的討論分析,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生形成較為完善的實驗方案。
②同時應(yīng)注意有些學(xué)生可能有別的方案,要鼓勵和認(rèn)真對待,在課堂時間不足的情況下,可在課外指導(dǎo)學(xué)生去探究。
③在設(shè)計測拉力的方法時,教師要告訴學(xué)生:把小桶與小桶中砝碼的總重力
當(dāng)作研究對象受到的拉力、這是有條件的,即<<。同時可以把這一條件作為學(xué)生的課外探究課題。
④在實驗中,只需測出小桶的質(zhì)量,然后通過加減小桶中砝碼的質(zhì)量來改變對研究對象的拉力,這可以節(jié)約測量砝碼所需的時間。
3.進行實驗探究和數(shù)據(jù)處理
①引導(dǎo)學(xué)生從實驗誤差、實驗操作等方面來分析比較兩種方案的差別。
師生共同確定用“方案二”進行實驗探究,同時確定實驗的具體步驟和注意事項。并用課件顯示實驗的具體步驟和注意事項。
說明“方案二”便于操作,且實驗誤差較小。用課件顯示具體的實驗步驟,有助于學(xué)生較為規(guī)范地完成實驗。
②介紹并演示CAI課件的功能
Ⅰ.?dāng)?shù)據(jù)計算:將測出、、t等數(shù)據(jù)輸入計算機的數(shù)據(jù)處理表格后、計算機將自動算出相應(yīng)的加速度,將輸入計算機后將自動算出合外力;Ⅱ.自動描點連線制圖的功能;Ⅲ.通過網(wǎng)絡(luò)可達(dá)到數(shù)據(jù)共享。
③學(xué)生以小組為單位,分工合作進行實驗探究,并把實驗數(shù)據(jù)輸入計算機(使用移動PC并接入校園網(wǎng))。
教師巡視,注意學(xué)生儀器使用是否得當(dāng),必要時給予指導(dǎo)。
④調(diào)用多組學(xué)生的實驗數(shù)據(jù),讓學(xué)生分析
與、與的定量關(guān)系。成正比)。
初步得出:與F成正比,與成反比(與1/
⑤引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用CAI課件,采用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。
師生共同得出結(jié)論:與成正比、與成反比。
說明:在CAI課件中定義坐標(biāo)軸的數(shù)值和單位,同時調(diào)用已存的實驗數(shù)據(jù),計算機將在坐標(biāo)系中自動描點、連線得到實驗數(shù)據(jù)的關(guān)系圖象,由此判斷數(shù)據(jù)的關(guān)系。其中與的關(guān)系可轉(zhuǎn)變?yōu)榕c1/的關(guān)系來做圖。
(四)回顧總結(jié)深化認(rèn)識
學(xué)生回顧本節(jié)課的探究過程以及探究過程中使用的物理思想和方法,歸納總結(jié)這節(jié)課的知識要點,提出自己在學(xué)習(xí)中存在的疑問。
教師答疑,深化知識。
七、教學(xué)流程圖:
附:圖中符號說明
八、本設(shè)計主要特點:
本節(jié)課教學(xué)設(shè)計注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程的親身體驗,體現(xiàn)了“做中學(xué)”和“關(guān)注學(xué)生能力發(fā)展”的教學(xué)思想。其主要特點是:
1.本節(jié)課把牛頓第二定律分為兩個課時,改演示實驗為學(xué)生分組探究實驗,讓學(xué)生有較充分的時間進行實驗探究,有利于培養(yǎng)學(xué)生的能力。
2.利用CAI課件和網(wǎng)絡(luò)來處理實驗數(shù)據(jù),能節(jié)約時間,提高學(xué)習(xí)效率;同時在課堂中采用多媒體課件作為輔助手段,創(chuàng)設(shè)物理情景,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生,幫助學(xué)生建立形象直觀的認(rèn)識,有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
3.在學(xué)法上突出學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題,開展合作探究,進行實驗探索,引導(dǎo)分析總結(jié)等以學(xué)生為主體的特點。尤其關(guān)注課堂教學(xué)過程中學(xué)生個體差異產(chǎn)生新的教學(xué)資源并較好地進行利用,運用評價手段不斷引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),較好地將新課程理念結(jié)合于教學(xué)實際中。
本節(jié)課教學(xué)設(shè)計內(nèi)容充實,在實驗操作能力分析歸納能力層面上對學(xué)生要求較高,課堂中學(xué)生出現(xiàn)的不確定因素也較多,要求教師要有較高的駕御課堂能力。
第三篇:第三節(jié)牛頓第二定律
中學(xué)物理園地 第三課時牛頓第二定律
教學(xué)目標(biāo):
一、知識目標(biāo)
1.理解加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系;
2.理解牛頓第二定律的內(nèi)容,知道定律的確切含義;
3.知道得到牛頓第二定律的實驗過程。
二、能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?、分析能力和解決問題的能力。
三、德育目標(biāo)
使學(xué)生知道物理中的一種研究問題的方法——控制變量法
教學(xué)重點
1.牛頓第二定律的實驗過程;
2.牛頓第二定律。
教學(xué)難點
牛頓第二定律的意義。
教學(xué)方法
實驗法、講授法、歸納法
教學(xué)用具
兩輛質(zhì)量相同的小車,光滑的水平板(一端帶有定滑輪);砝碼(一盒),細(xì)繩、夾子
課時安排 2課時
教學(xué)過程
一、導(dǎo)入新課
1.提問:什么是物體運動狀態(tài)的改變?物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因是什么?
2.引入新課:
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí),我們已知道:物體運動狀態(tài)改變時產(chǎn)生加速度,而產(chǎn)生的加速度又和物體的質(zhì)量及所受力的大小有關(guān),那么:加速度跟物體所受力的大小及物體質(zhì)量之間有什么關(guān)系呢?本節(jié)課我們就來研究這個問題。
二、新課教學(xué)
(一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.理解加速度與力的關(guān)系;
2.理解加速度與質(zhì)量的關(guān)系
3.理解牛頓第二定律的內(nèi)容。
(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程:
1、加速度和力的關(guān)系:
(1)用投影片出示本節(jié)課所用的實驗裝置,教師進行講解:圖中是兩輛質(zhì)量相同的小車,放在光滑的水平板上,小車的前端各系上細(xì)繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤,盤里放有數(shù)量不等的砝碼,使兩輛小車在不同的拉力下做勻加速運動。
(2)對本次實驗中說明的兩個問題
a:砝碼跟小車相比質(zhì)量較小,細(xì)繩對小車的拉力近似地等于砝碼所受的重力。
b:用一只夾子夾住兩根細(xì)繩,以同時控控制兩輛小車。
(3)實驗的做法:
a:在兩砝碼盤中放不同數(shù)量的砝碼,以使兩小車所受的拉力不同。
b:打開夾子,讓兩輛小車同時從靜止開始運動,一段時間后關(guān)上夾子,讓它們同時停下來。
(4)需觀察的現(xiàn)象,觀察兩輛車在相等的時間里,所發(fā)生的位移的大小。(實驗現(xiàn)象:所受拉力大的那輛小車,位移大)
(5)分析推理:
a:由公式s?12at2得到在時間t一定時,位移s和加速度a成正比;
b:由實驗現(xiàn)象得到:小車的位移與他們所受的拉力成正比。
c:推理得到結(jié)論:對質(zhì)量相同的物體,物體的加速度跟作用在物體上的力成正比,即:
a1a2?F1F2或a?F
(6)鞏固練習(xí):
a.據(jù)a1a2?F1F2得到:要使物體在短時間內(nèi)速度的改變很大,即加速度很大,就必須給物體提供。
b.競賽用的小汽車,要求起動后幾秒鐘內(nèi)速度由零達(dá)到60m/s以上,他們?yōu)槭裁匆b備功率很大的發(fā)動機?
2:加速度和質(zhì)量的關(guān)系:
(1)實驗裝置同上;
(2)說明與前次實驗的不同。
前一次實驗中,我們是保持小車質(zhì)量不變,而改變小車所受力的大小,來研究加速度和力之間的關(guān)系的。
本次實驗是使兩輛小車所受拉力相同,而在一輛小車上加放砝碼的,以增大質(zhì)量,研究加速度和質(zhì)量之間關(guān)系的。
(3)實驗現(xiàn)象:
在相同的時間里,質(zhì)量小的那輛小車的位移大。
(4)分析推理,得到結(jié)論:
在相同的力作用下,物體的加速度跟物體的質(zhì)量成反比,即
a1/a2=m2/m1或a∝
1m
3:牛頓第二運動定律
(1)綜合上述實驗中得到的兩個關(guān)系,得到下述結(jié)論:
物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,且加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同。
(2)公式表示: a∝Fm或者F∝ma 即:F=kma
a:如果每個物理量都采用國際單位,k=1;
b:力的單位(牛頓)的定義:使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力叫做1牛頓。
(3)推廣:上面我們研究的是物體受到一個力作用的情況,當(dāng)物體受到幾個力作用時,上述關(guān)系可推廣為:
物體的加速度跟所受的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的放心跟合力的方向相同。即F合=ma。
(4)介紹F合和a的瞬時對應(yīng)關(guān)系
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:力隨著時間改變,加速度也隨著時間改變。
d:力停止作用,加速度也隨即消失。
4:例題分析(課本例題)
(1)學(xué)生閱讀例題內(nèi)容
(2)分析:
??質(zhì)量m已知???必須先求F和F的合要求物體的加速度?12力,而合力的大小可以用作圖法求解,也可以用計算法求解。
(3)用投影片展示解題過程:
如圖所示,建立平面直角坐標(biāo)系,把力F1和F2分別沿x軸和y軸的方向分解F1的兩個分力為:F1x?F1xcos60,F2y?F2sin60
oo
oF2的兩個分力為:F2x?F2cos60o,F2y?F2sin60
F1y和F2y大小相等,方向相反,相互抵消,F(xiàn)1x和F2x的方向相同,所以:
F合?F1x?F2x?F1cos60o?F2cos60o?5N?5N?10N
已知合力F合和質(zhì)量m,據(jù)F合=ma,即可求得:
a?F合?10N2kg?5m/s2
三:小結(jié)
1:本節(jié)課的研究方法——控制變量法
2:牛頓第二運動定律確定了a和F之間的大小關(guān)系,也確定的a和F的方向關(guān)系
3:求解合力時,可采用建立平面直角坐標(biāo)系,將各個力沿x軸和y軸分解,最后求合力的方法。
四、作業(yè) 課本P53練習(xí)二
五、板書設(shè)計:
變量法)?定律的實驗條件(控制??
1、m一定時,a?F???1???
2、F一定時,a?m? ??
3、把F?ma改寫成,在F,m,a取國際單位的?????條件下k?1??度與合外力成正比,與質(zhì)量成反比,且?內(nèi)容:物體運動的加速?加速度與合外力方向相同???F合和a的方向關(guān)系??2?單位關(guān)系:1N?1kgm/s?物理意義:???瞬時對應(yīng)關(guān)系??因果對應(yīng)關(guān)系????牛頓第二定律
第四篇:牛頓第二定律說課稿
《牛頓第二定律》說課稿
概述:重要的是說為什么這樣教,要求說出設(shè)想和做法所運用的教育教學(xué)理論,所根據(jù)的心理學(xué)規(guī)律、認(rèn)識規(guī)律和學(xué)生的實際。
說課內(nèi)容:高中物理必修一第四章第三節(jié)《牛頓第二定律》
下面我從教材和學(xué)情、教學(xué)目標(biāo)、教法和學(xué)法、教學(xué)程序、教學(xué)效果的預(yù)計五方面來說說這節(jié)課。
一、教材和學(xué)情 教材第二節(jié)“實驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”起到了承上啟下的作用,承上,使學(xué)生加深了對牛頓第一定律的理解,啟下,通過實例定性地了解了牛頓第二定律。本節(jié)通過實驗定量分析,得出牛頓第二定律。
牛頓第二定律具體地、定量地回答了物體運動狀態(tài)的變化率——加速度與它所受外力的關(guān)系,以及加速度與物體自身的慣性——質(zhì)量的關(guān)系,因而成為牛頓運動學(xué)的核心。本節(jié)課應(yīng)重點理解牛頓第二定律公式的確立,并掌握其簡單應(yīng)用。
張大昌老先生說過應(yīng)該“以學(xué)生為中心來認(rèn)識教材”,也就是說根據(jù)學(xué)生的實際需要來處理教材,讓課堂圍繞學(xué)生轉(zhuǎn)。高一同學(xué)創(chuàng)造能力還比較欠缺,對于利用已有知識創(chuàng)造出新的概念、理論的能力很弱;在學(xué)習(xí)過程中對知識點的把握還不是很準(zhǔn)確,數(shù)學(xué)的推理能力較弱。學(xué)生已定性知道力是物體運動狀態(tài)改變原因,在第二節(jié)課學(xué)習(xí)中已經(jīng)有的關(guān)于a,m,f的認(rèn)識,我只要打算通過師生交流、生生交流創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的概括能力。并適當(dāng)分析上節(jié)課實驗中的誤差,建立學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究方法。
二、教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)課程要求和學(xué)生情況,確定本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)具體體現(xiàn)在三維角度: 1知識與技能:掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學(xué)公式;理解公式中各物理量的意義及相互關(guān)系;知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的;會用牛頓第二定律的公式進行有關(guān)的計算。
2過程與方法:以實驗為基礎(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,進而總結(jié)出牛頓第二定律;培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力。
3情感態(tài)度與價值觀:滲透物理學(xué)研究方法的教育;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。
三、教法與學(xué)法
俗話說,“教無成法,但教要得法”。
本節(jié)的重點是理解并運用牛頓第二定律,難點是定律的物理內(nèi)涵。教法:物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)與生活緊密相連的科學(xué),因此在講本節(jié)課時,運用演示、講解和討論三者相結(jié)合的教學(xué)方法,并從學(xué)生的認(rèn)識心理出發(fā),采用設(shè)問引入——提出問題——觀察實驗——分析討論——歸納現(xiàn)象——揭示本質(zhì)——建立規(guī)律的教學(xué)程序。
學(xué)法:觀察與提問相結(jié)合,實驗與思考相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生思維能力,再適時提出問題,啟發(fā)思維,引導(dǎo)學(xué)生完成抽象思維的兩個進程,引導(dǎo)學(xué)生完成認(rèn)識過程的兩個飛躍,根據(jù)學(xué)生觀察和思維的效果進行適當(dāng)講解,并在辨析,討論,糾錯,應(yīng)用中,對定律的物理內(nèi)涵加以深化!
四、教學(xué)程序:
導(dǎo)入:利用多媒體播放汽車啟動、飛機起飛等錄像資料。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?(通過實際問題及現(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)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?(進一步提出問題,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?
(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。)
新課:(學(xué)生分析討論后,進一步提出問題)
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?
討論得出結(jié)論后,追問:上面我們研究的是物體受到一個力作用的情況,當(dāng)物體受到幾個力作用時,上述規(guī)律又將如何表述?
(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。)(培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)一般規(guī)律的能力)思考辨析: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、力隨著時間改變,加速度也隨著時間改變。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動,當(dāng)合外力逐漸減小時,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)生討論分析后總結(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、瞬時性和獨立性。)
第五篇:《牛頓第二定律》說課稿
《牛頓第二定律》說課稿
各位考官大家好,我是xx號考生。今天我說課的內(nèi)容是《牛頓第二定律》。
一、教材和學(xué)情分析
牛頓第二定律是動力學(xué)的核心規(guī)律,是第四章牛頓運動定律的中心內(nèi)容,更是本章的教學(xué)重點。本節(jié)在第二節(jié)實驗探究結(jié)果的基礎(chǔ)上分析得出牛頓第二定律,它具體的、定量的回答了運動物體速度的變化率,即加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系。牛頓第二定律通過加速度將物體的運動和受力緊密聯(lián)系,使前三章構(gòu)成一個整體,這是解決力學(xué)問題的重要工具。此定律是聯(lián)系力與運動的橋梁,所以本節(jié)課的教學(xué)在整個教材教學(xué)中處于相當(dāng)重要的地位。
在學(xué)習(xí)這一內(nèi)容之前,所教的學(xué)生已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念;知道質(zhì)量是慣性的量度、力是改變物體運動狀態(tài)的原因;會分析物體的受力。已具備一定的實驗操作技能,會用氣墊導(dǎo)軌與光電測時系統(tǒng)或打點計時器研究勻變速直線運動;具備一定的計算機操作能力,會應(yīng)用CAI課件處理實驗數(shù)據(jù)。學(xué)生對物理學(xué)的研究方法已有一定的了解,在自主學(xué)習(xí)、合作探究等方面的能力有了一定提高。
在非智力因素方面,學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動,對學(xué)習(xí)物理有較濃厚興趣;有較強的好奇心和求知欲,樂于探究自然界的奧秘;敢于堅持正確觀點,勇于修正錯誤;喜歡和同齡人一起學(xué)習(xí),有將自己的見解與他人交流的愿望,具有團隊精神。
二、重點、難點
在確定本節(jié)的重點、難點時我認(rèn)為不只是讓學(xué)生停留在掌握牛頓第二定律的內(nèi)容,更應(yīng)注重學(xué)生認(rèn)識到牛頓第二定律在現(xiàn)實生活中應(yīng)用的重要性,以及如何利用該定律來解決實際問題。故重點是理解并運用牛頓第二定律;難點是通過簡單應(yīng)用正確理解牛頓第二定律的內(nèi)涵。
三、教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)課程的要求和學(xué)生的實際需要,確定本節(jié)課的三維目標(biāo)
1、知識與技能
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掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式;理解公式中各物理量的意義及相互因果關(guān)系;知道國際單位制中力的單位“牛頓”的定義;會用牛頓第二定律的公式進行有關(guān)計算。
2、過程與方法
以實驗為基礎(chǔ)歸納出物體的加速度跟它的質(zhì)量、所受外力的關(guān)系,進而總結(jié)出牛頓第二定律;學(xué)生提高概括能力和分析推理能力。
3、情感態(tài)度與價值觀
通過定律的探索過程,滲透物理學(xué)研究方法;體驗物理方法的魅力;從認(rèn)識到實驗歸納總結(jié)出物理規(guī)律并加以運用,學(xué)生體驗到成功的喜悅,樹立學(xué)好物理學(xué)科的信心。
四、教法與學(xué)法
“教無成法,但教要得法”,高一學(xué)生創(chuàng)造力比較欠缺,對于利用已有的知識創(chuàng)造出新理論的能力很弱,在學(xué)習(xí)過程中對知識的把握還不是很準(zhǔn)確,數(shù)學(xué)推理能力較弱,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)歸納規(guī)律能力不強。牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式雖簡單完美,記住也不難,但要全面、深入理解該定律中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。何況物理是一門以實驗為基礎(chǔ)與生活密切相連的科學(xué),因此我認(rèn)為在教學(xué)過程中應(yīng)運用講解、討論、分析相結(jié)合的教學(xué)方法,并從學(xué)生的認(rèn)識心理出發(fā),采用設(shè)問引入——自主探究——分析討論——交流合作——得出規(guī)律——鞏固練習(xí)——加強應(yīng)用的教學(xué)程序。讓學(xué)生觀察與提問相結(jié)合,自主探究與交流合作相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的閱讀思維能力,并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知效果適當(dāng)講解、引導(dǎo)、糾錯、分析,對牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式的物理內(nèi)涵加以深化。
五、教學(xué)過程(一)新課導(dǎo)入:
首先利用多媒體觀看火箭升天、運動員劉翔在110米欄比賽的起跑、奧運會上女子1米賽跑的起跑等錄像資料,然后引導(dǎo)學(xué)生討論他們的速度變化快慢即加速度由哪些因素決定?進而讓學(xué)生回顧上節(jié)實驗的結(jié)論,共同探討物體的加速度與其所受的外力、質(zhì)量存在怎樣的關(guān)
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系?(目的:通過實際生活現(xiàn)象分析,激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力,通過探討加速度與物體所受外力、質(zhì)量的關(guān)系來完成牛頓第二定律探究任務(wù)的引入)(二)新課進行:
先引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀教材回答下列問題: 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?(要求學(xué)生討論分析相關(guān)問題,記憶相關(guān)的知識)過渡:上面我們研究的是物體受到一個力作用的情況,當(dāng)物體受到幾個力作用時,上述規(guī)律又將如何表述? 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。
(目的:培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)一般規(guī)律的能力)實例探究與鞏固練習(xí)
討論a和F合的關(guān)系,并判斷下面哪些說法對不對?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、力隨著時間改變,加速度也隨著時間改變。D、力停止作用,加速度也隨即消失。
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E、物體在外力作用下做勻加速直線運動,當(dāng)合外力逐漸減小時,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。
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、瞬時性和獨立性,牛頓第二定律是由物體在恒力作用下做勻加速直線運動的情形下導(dǎo)出的,但由力的獨立作用原理可推廣到幾個力作用的情況,以及應(yīng)用于變力作用的某一瞬時。
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,與其運動的加速度成反比;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 教師總結(jié):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。
對牛頓第二定律的應(yīng)用
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。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)
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(三)課堂小結(jié)及作業(yè)布置: 小結(jié):同學(xué)們有什么收獲? 作業(yè):在網(wǎng)上搜集牛頓第二定律的應(yīng)用。
以上是《牛頓第二定律》說課稿,希望對各位考生有所幫助。
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