高一物理上冊(cè)必修1《牛頓第二定律》教案【一】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)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(guó)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.
過程與方法
1.通過對(duì)上節(jié)課實(shí)驗(yàn)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，體會(huì)大師的做法與勇氣.
2.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(jià)值觀
1.滲透物理學(xué)研究方法的教育.
2.認(rèn)識(shí)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.
3.通過牛頓第二定律的應(yīng)用能深切感受到科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
牛頓第二定律的特點(diǎn).
教學(xué)難點(diǎn)
1.牛頓第二定律的理解.
2.理解k=1時(shí)，F(xiàn)=ma.
教學(xué)工具
多媒體、板書
教學(xué)過程
一、牛頓第二定律
1.基本知識(shí)
(1)內(nèi)容
物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(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
F=kma，F(xiàn)為物體所受的合外力，k是比例系數(shù).
2.思考判斷
(1)牛頓第一定律是牛頓第二定律在合外力為零時(shí)的特例.(×)
(2)我們用較小的力推一個(gè)很重的箱子，箱子不動(dòng)，可見牛頓第二定律不適用于較小的力.(×)
(3)加速度的方向跟作用力的方向沒必然聯(lián)系.(×)
探究交流
如圖所示的賽車，為什么它的質(zhì)量比一般的小汽車質(zhì)量小的多，而且還安裝一個(gè)功率很大的發(fā)動(dòng)機(jī)?
【提示】為了提高賽車的靈活性，由牛頓第二定律可知，要使物體有較大的加速度，需減小其質(zhì)量或增大其所受到的作用力，賽車就是通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，減小車身質(zhì)量來增大啟動(dòng)、剎車時(shí)的加速度，從而提高賽車的機(jī)動(dòng)靈活性的，這樣有益于提高比賽成績(jī).
二、力的單位
1.基本知識(shí)
(1)國(guó)際單位
牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)N.
(2)1N的定義
使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1_m/s2的加速度的力叫1 N，即1 N=1 kg·m/s2.
(3)比例系數(shù)的意義
①在F=kma中，k的選取有一定的任意性.
②在國(guó)際單位制中k=1，牛頓第二定律的表達(dá)式為F=ma，式中F、m、a的單位分別為牛頓、千克、米每二次方秒.
2.思考判斷
關(guān)于牛頓第二定律表達(dá)式F=kma中的比例系數(shù)k
(1)只要力F的單位取N就等于1.(×)
(2)在國(guó)際單位制中才等于1.(√)
(3)只要加速度單位用m/s2就等于1.(×)
探究交流
在一次討論課上，甲說：“由a=Δt(Δv)可知物體的加速度a與Δv成正比，與Δt成反比”，乙說：“由a=m(F)知物體的加速度a與F成正比，與m成反比”.你認(rèn)為哪一種說法是正確的?
【提示】 乙的說法正確.物體的加速度的大小是由物體所受合力的大小和物體的質(zhì)量共同決定的，與速度的變化量及所用時(shí)間無關(guān).其中a=Δt(Δv)定義了加速度的大小為速度變化量與所用時(shí)間的比值，而a=m(F)則揭示了加速度取決于物體所受合力與物體的質(zhì)量.
三、牛頓第二定律的幾個(gè)性質(zhì)
【問題導(dǎo)思】
1.加速度的方向與合力的方向有什么關(guān)系?
2.作用在物體上的力發(fā)生變化時(shí)，加速度是否變化?
3.作用在物體上的各個(gè)分力也能產(chǎn)生加速度嗎?
牛頓第二定律揭示了加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系，指明了加速度大小和方向的決定因素，對(duì)牛頓第二定律，還應(yīng)從以下幾個(gè)方面深刻理解.
是加速度的定義式，它給出了測(cè)量物體的加速度的方法，這是物理上用比值定義物理量的方法.
是加速度的決定式，它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素.
例：如圖所示，一輛有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一小球相連，設(shè)在某一段時(shí)間內(nèi)小球與小車相對(duì)靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在此段時(shí)間內(nèi)小車可能是( )
A.向右做加速運(yùn)動(dòng) B.向右做減速運(yùn)動(dòng)
C.向左做加速運(yùn)動(dòng) D.向左做減速運(yùn)動(dòng)
【審題指導(dǎo)】 解答該題注意應(yīng)用以下程序
力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的定性分析
根據(jù)牛頓第二定律先由受力情況分析加速度，再由加速度與速度的關(guān)系分析運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，即同向加速運(yùn)動(dòng)，反向減速運(yùn)動(dòng).
四、牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用
【問題導(dǎo)思】
1.如果物體受到力的作用，就一定有加速度嗎?
2.求物體的加速度的方法有哪些?
3.應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟是什么?
應(yīng)用牛頓第二定律解題的方法一般有兩種：矢量合成法和正交分解法.
1.矢量合成法：若物體只受兩個(gè)力作用時(shí)，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力，再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物體所受合力的方向.反之，若知道加速度的方向也可應(yīng)用平行四邊形定則求物體所受的合力.
2.正交分解法：當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí)，常用正交分解法求物體的合外力.應(yīng)用牛頓第二定律求加速度，在實(shí)際應(yīng)用中常將受力分解，且將加速度所在的方向選為x軸或y軸，有時(shí)也可
例：質(zhì)量為m的木塊，以一定的初速度沿傾角為θ的斜面向上滑動(dòng)，斜面靜止不動(dòng)，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖所示.
(1)求向上滑動(dòng)時(shí)木塊的加速度的大小和方向.
(2)若此木塊滑到最大高度后，能沿斜面下滑，求下滑時(shí)木塊的加速度的大小和方向.
【審題指導(dǎo)】 解答本題時(shí)可按以下思路進(jìn)行分析：
【解析】 (1)以木塊為研究對(duì)象，因木塊受到三個(gè)力的作用，故采用正交分解法求解，建立坐標(biāo)系時(shí)，以加速度的方向?yàn)閤軸的正方向.木塊上滑時(shí)其受力分析如圖甲所示，根據(jù)題意，加速度的方向沿斜面向下，將各個(gè)力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根據(jù)牛頓第二定律有
mgsinθ+f=ma，N-mgcosθ=0
又f=μN，聯(lián)立解得a=g(sinθ+μcosθ)，方向沿斜面向下.
(2)木塊下滑時(shí)其受力分析如圖乙所示，由題意知，木塊的加速度方向沿斜面向下.根據(jù)牛頓第二定律有
mgsinθ-f′=ma′，N′-mgcosθ=0
又f′=μN′，聯(lián)立解得a′=g(sin θ-μcosθ)，方向沿斜面向下.
【答案】
(1)g(sinθ+μcosθ)，方向沿斜面向下
(2)g(sin θ-μcos θ)，方向沿斜面向下
應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟：
1.確定研究對(duì)象.
2.進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫出受力分析圖，明確運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過程.
3.求出合力或加速度.
4.根據(jù)牛頓第二定律列方程求解.
五、常見力的突變
例：如圖所示，質(zhì)量相等的三個(gè)物塊A、B、C，A與天花板之間、B與C之間均用輕彈簧相連，A與B之間用細(xì)繩相連，當(dāng)系統(tǒng)靜止后，突然剪斷A、B間的細(xì)繩，則此瞬間A、B、C的加速度分別為(取向下為正)( )
A.-g、2g、0 B.-2g、2g、0
C.0、2g、0 D.-2g、g、g
【解析】剪斷細(xì)繩前，對(duì)B、C整體進(jìn)行受力分析，受到總重力和細(xì)繩的拉力而平衡，故FT=2mg;再對(duì)物塊A受力分析，受到重力、細(xì)繩拉力和彈簧的拉力;剪斷細(xì)繩后，重力和彈簧的彈力不變，細(xì)繩的拉力減為零，故物塊B受到的合力等于2mg，向下，物塊A受到的合力為2mg向上，物塊C受到的力不變，合力為零，故物塊B有向下的加速度，大小為2g，物塊A具有向上的加速度，大小為2g，物塊C的加速度為零，故選B.
【答案】 B
輕繩、輕桿、輕彈簧、橡皮條辨析
1.它們的共同點(diǎn)是：質(zhì)量忽略不計(jì)，都因發(fā)生彈性形變產(chǎn)生彈力，同時(shí)刻內(nèi)部彈力處處相等且與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).
2.它們的不同點(diǎn)是：出國(guó)留學(xué)網(wǎng)
課后小結(jié)
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了
1.牛頓第二定律：F=ma.
2.牛頓第二定律具有同向性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性.
3.牛頓第二定律解決問題的一般方法.
板書
4.3牛頓第二定律
1.內(nèi)容:物體的加速度跟所受的臺(tái)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
2.表達(dá)式 F=ma
3.理解
(1)同向性：加速度的方向與力的方向始終一致
(2)瞬時(shí)性;加速度與力是瞬間的對(duì)應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失
(3)同體性：加速度和合外力(還有質(zhì)量)是同屬一個(gè)物體的
(4)獨(dú)立性：當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，各力將獨(dú)立地產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的加速度，而物體表現(xiàn)出來的實(shí)際加速度是物體所受各力產(chǎn)生加速度疊加的結(jié)果。
高一物理上冊(cè)必修1《牛頓第二定律》教案【二】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1、掌握牛頓第二定律相關(guān)知識(shí);
2、了解控制變量法，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治龈爬ㄖR(shí)的能力。
教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：牛頓第二定律的知識(shí)及其應(yīng)用;難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)演示的操作。
教學(xué)工具
教學(xué)課件
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)引入：
1、我們講了牛頓第一定律，它的內(nèi)容是什么呢?
一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。也就是說，沒有外力作用時(shí)，物體保持原來的狀態(tài)，靜止的保持靜止、運(yùn)動(dòng)的保持勻速運(yùn)動(dòng)。那如果有外力作用呢?
(引導(dǎo)回答)有外力作用----狀態(tài)改變----速度改變----有加速度產(chǎn)生。
在上節(jié)課中我們還講了：質(zhì)量是物體慣性大小的量度，質(zhì)量越大的，狀態(tài)越難改變。這就涉及到三個(gè)物理量：力、加速度和質(zhì)量，三者之間到底有何關(guān)系呢?我們這節(jié)課就來研究它。
二、進(jìn)行新課
1、實(shí)驗(yàn)介紹
實(shí)驗(yàn)是我們掌握物理知識(shí)的一個(gè)重要途徑，今天就利用實(shí)驗(yàn)來幫助我們解決這個(gè)問題。F、m、a三者都是變量，在研究此類問題時(shí)，我們先使其中一個(gè)量保持不變，來研究另外兩個(gè)量的關(guān)系，這就是控制變量法。
(1) 原理：F可以用彈簧秤測(cè)量，m可以用天平測(cè)量，那加速度呢?
a=(S2-S1)/T2
測(cè)量加速度的方法： a=(Vt-V0)/t2
S= V0t+at2/2------------ S= at2/2------------a=2S/t2
(2) 設(shè)計(jì)
在光滑的導(dǎo)軌上放一量小車，一端系有細(xì)繩，繞過定滑輪后吊著砝碼，砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。
受到恒力作用的小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有S= V0t+at2/2---- S= at2/2------a=2S/t2，為了便于比較，我們?nèi)蓚€(gè)小車做雙軌實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)間t相同時(shí)，有a1/a2=S1/S2。
(3) 實(shí)驗(yàn)操作(1)
平衡摩擦力;將兩輛質(zhì)量相同的小車放在導(dǎo)軌上;系上細(xì)繩，跨過定滑輪掛上質(zhì)量不同的砝碼;利用控制桿控制兩輛小車同時(shí)運(yùn)動(dòng);記錄數(shù)據(jù)。
(4) 實(shí)驗(yàn)操作(2)
將兩輛質(zhì)量不同的小車放在導(dǎo)軌上;系上細(xì)繩，跨過定滑輪掛上質(zhì)量相同的砝碼。
利用控制桿控制兩輛小車同時(shí)運(yùn)動(dòng);記錄數(shù)據(jù)。
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
m一定時(shí)，F(xiàn)與a成正比;F一定時(shí)，m與a成反比。
3、牛頓第二定律
內(nèi)容：物體的加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比。公式：F=Kma;注：取國(guó)際單位時(shí)，K等于1。
平衡摩擦力分析(導(dǎo)出)牛頓第二定律更一般的表述：物體的加速度與合外力成正比，與質(zhì)量成反比，加速度的方向與外力的方向相同。
三、本節(jié)小結(jié)
課后習(xí)題
完成課后作業(yè)第1、2、3題。
高一物理上冊(cè)必修1《牛頓第二定律》教案【二】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)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(guó)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.
過程與方法
1.通過對(duì)上節(jié)課實(shí)驗(yàn)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，體會(huì)大師的做法與勇氣.
2.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(jià)值觀
1.滲透物理學(xué)研究方法的教育.
2.認(rèn)識(shí)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.
3.通過牛頓第二定律的應(yīng)用能深切感受到科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
牛頓第二定律的特點(diǎn).
教學(xué)難點(diǎn)
1.牛頓第二定律的理解.
2.理解k=1時(shí)，F(xiàn)=ma.
教學(xué)過程
[復(fù)習(xí)鞏固]見課件
[新課導(dǎo)入]
師：利用多媒體播放上節(jié)課做實(shí)驗(yàn)的過程，引起學(xué)生的回憶，激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生再一次體會(huì)成功的喜悅，迅速把課堂氛圍變成研究討論影響物體加速度原因這一課題中去.
學(xué)生觀看，討論上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
師：通過上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)，我們知道當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關(guān)系?
生：當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受的作用力成正比，
師：當(dāng)物體所受力不變時(shí)物體的加速度與其質(zhì)量之間存在什么關(guān)系?
生：當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比.
師：當(dāng)物體所受的力和物體的質(zhì)量都發(fā)生變化時(shí)，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?
[新課教學(xué)]
一、牛頓第二定律
師：通過上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)，我們?cè)僖淮巫C明了：物體的加速度與物體的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比.
師：如何用數(shù)學(xué)式子把以上的結(jié)論表示出來?
生：a∝F/m
師：如何把以上式子寫成等式?
生：需要引入比例常數(shù)k
a=kF/m
師：我們可以把上式再變形為F=kma.
選取合適的單位，上式可以，簡(jiǎn)化。前面已經(jīng)學(xué)過，在國(guó)際單位制中力的單位是牛頓.其實(shí)，國(guó)際上牛頓這個(gè)單位是這樣定義的：質(zhì)量為1 kg的物體，獲得1 m/s2的加速度時(shí)，受到的合外力為1 N，即1 N=1 kgom/s2 .
可見，如果各量都采用國(guó)際單位，則k=1，F(xiàn)=ma
這就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.
師：牛頓第二定律不僅描述了F、m、a的數(shù)量關(guān)系，還描述了它們的方向關(guān)系，結(jié)合上節(jié)課實(shí)驗(yàn)的探究，它們的方向關(guān)系如何?
生：質(zhì)量m是標(biāo)量，沒有方向.合力的方向與加速度方向相同.
師：對(duì)，我們?nèi)绾斡谜Z言把牛頓第二定律表達(dá)出來呢?
生：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，加速度的方向跟合力的方向相同.
師：加速度的方向與合外力的方向始終一致，我們說牛頓第二定律具有同向性。
[討論與交流]
(多媒體演示課件)一個(gè)物體靜止在光滑水平面上，從某一時(shí)刻開始受到一個(gè)方向向右、大小為5 N的恒定外力作用，若物體質(zhì)量為5 kg，求物體的加速度.若2 s后撤去外力，物體的加速度是多少?物體2 s后的運(yùn)動(dòng)情況如何?
學(xué)生進(jìn)行分組討論
師：請(qǐng)同學(xué)們踴躍回答這個(gè)問題.
生：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，可得a=F/m，代入數(shù)據(jù)可得a=lm/s2，2s后撤去外力，物體所受的力為零，所以加速度為零.由于物體此時(shí)已經(jīng)有了一個(gè)速度，所以2 s以后物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
師：剛才這位同學(xué)說2s后物體不再受力，那么他說的對(duì)不對(duì)呢?
生：不對(duì).因?yàn)榇藭r(shí)物體仍然受到重力和水平地面對(duì)它的支持力.
師：那么在這種情況下的加速度又是多少呢?
生：仍然是零，因?yàn)橹亓椭С至Φ暮狭榱?，牛頓第二定律中物體所受的力是物體所受的合力，而不是某一個(gè)力.
師：非常好.以后我們?cè)诶门ｎD第二定律解題時(shí)一定要注意這個(gè)問題，即用物體所受的合力來進(jìn)行處理.
[課堂訓(xùn)練]
討論a和F合的關(guān)系，并判斷下面哪些說法不對(duì)，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
答案：ABCD
教師點(diǎn)評(píng)：牛頓第二定律是表示力的瞬時(shí)作用規(guī)律，描述的是力的瞬時(shí)作用效果是產(chǎn)生加速度.物體在某一時(shí)刻加速度的大小和方向，是由該物體在這一時(shí)刻所受到的合外力的大小和方向來決定的.當(dāng)物體所受到的合外力發(fā)生變化時(shí)，它的加速度隨即也要發(fā)生變化，F(xiàn)=ma對(duì)運(yùn)動(dòng)過程的每一瞬間成立，加速度與力是同一時(shí)刻的對(duì)應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失.這就是牛頓第二定律的瞬時(shí)性.
師：根據(jù)牛頓第二定律，即使再小的力也可以產(chǎn)生加速度，那么我們用一個(gè)較小的力來水平推桌子，為什么沒有推動(dòng)呢?這和牛頓第二定律是不是矛盾?
生：不矛盾，因?yàn)榕ｎD第二定律中的力是合力.
師：如果物體受幾個(gè)力共同作用，應(yīng)該怎樣求物體的加速度呢?
生：先求物體幾個(gè)力的合力，再求合力產(chǎn)生的加速度.
師：好，我們看下面一個(gè)例題.
多媒體展示例題
(例1)一物體在幾個(gè)力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)使其中向東的一個(gè)力F的值逐漸減小到零，又逐漸使其恢復(fù)到原值(方向不變)，則…………………( )
A.物體始終向西運(yùn)動(dòng) B.物體先向西運(yùn)動(dòng)后向東運(yùn)動(dòng)
C.物體的加速度先增大后減小 D.物體的速度先增大后減小
生l：物體向東的力逐漸減小，由于原來合力為零，當(dāng)向東的力逐漸減小時(shí)，合力應(yīng)該向西逐漸增大，物體的加速度增大，方向向西.當(dāng)物體向東的力恢復(fù)到原值時(shí)，物體的合力再次為零，加速度減小.所以加速度的變化情況應(yīng)該先增大后減小.
生2：物體的加速度先增大后減小，所以速度也應(yīng)該先增大后減小.
生3：這種說法不對(duì)，雖然加速度是有一個(gè)減小的過程，但在整個(gè)過程中加速度的方向始終和速度的方向一致，所以速度應(yīng)該一直增大，直到加速度為零為止.
師：對(duì).一定要注意速度的變化和加速度的變化并沒有直接的關(guān)系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大.
多媒體展示例題
(例2)某質(zhì)量為1 000kg的汽車在平直路面上試車，當(dāng)達(dá)到72km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過20s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2 000 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)
生：物體在減速過程的初速度為72km/h=20 m/s，末速度為零，根據(jù)a=(v-vo)/t得物體的加速度為a=一1 m/s2，方向向后.物體受到的阻力f=ma=一l 000 N.當(dāng)物體重新啟動(dòng)時(shí)牽引力為2 000N，所以此時(shí)的加速度為a2=(F+f)/m=1 m/s2，方向向車運(yùn)動(dòng)的方向.
師：根據(jù)以上的學(xué)習(xí)，同學(xué)們討論總結(jié)一下牛頓第二定律應(yīng)用時(shí)的一般步驟.
1.確定研究對(duì)象.
2.分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，畫出研究對(duì)象的受力分析圖.
3.求出合力.注意用國(guó)際單位制統(tǒng)一各個(gè)物理量的單位.
4.根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律建立方程并求解.
師：牛頓第二定律在高中物理的學(xué)習(xí)中占有很重要的地位，希望同學(xué)們能夠理解牛頓第二定律并且能夠熟練地應(yīng)用它解決問題.
[課堂訓(xùn)練]
如圖4—3—1所示，一物體以一定的初速度沿斜面向上滑動(dòng)，滑到頂點(diǎn)后又返回斜面底端.試分析在物體運(yùn)動(dòng)的過程中加速度的變化情況.
解析：在物體向上滑動(dòng)的過程中，物體運(yùn)動(dòng)受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向是平行斜面向下的，與物體運(yùn)動(dòng)的速度方向相反，物體做減速運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零.在物體向下滑動(dòng)的過程中，物體運(yùn)動(dòng)也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑時(shí)小，所以物體將平行斜面向下做加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小要比上滑時(shí)小.由此可以看出，物體運(yùn)動(dòng)的加速度是由物體受到的外力決定的，而物體的運(yùn)動(dòng)速度不僅與受到的外力有關(guān)，而且還與物體開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的狀態(tài)有關(guān).
課后小結(jié)
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了
1.牛頓第二定律：F=ma.
2.牛頓第二定律具有同向性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性.
3.牛頓第二定律解決問題的一般方法.
板書
4.3牛頓第二定律
1.內(nèi)容:物體的加速度跟所受的臺(tái)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
2.表達(dá)式 F=ma
3.理解
(1)同向性：加速度的方向與力的方向始終一致
(2)瞬時(shí)性;加速度與力是瞬間的對(duì)應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失
(3)同體性：加速度和合外力(還有質(zhì)量)是同屬一個(gè)物體的
(4)獨(dú)立性：當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，各力將獨(dú)立地產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的加速度，而物體表現(xiàn)出來的實(shí)際加速度是物體所受各力產(chǎn)生加速度疊加的結(jié)果
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教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)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(guó)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.
過程與方法
1.通過對(duì)上節(jié)課實(shí)驗(yàn)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，體會(huì)大師的做法與勇氣.
2.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(jià)值觀
1.滲透物理學(xué)研究方法的教育.
2.認(rèn)識(shí)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.
3.通過牛頓第二定律的應(yīng)用能深切感受到科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
牛頓第二定律的特點(diǎn).
教學(xué)難點(diǎn)
1.牛頓第二定律的理解.
2.理解k=1時(shí)，F(xiàn)=ma.
教學(xué)工具
多媒體、板書
教學(xué)過程
一、牛頓第二定律
1.基本知識(shí)
(1)內(nèi)容
物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(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
F=kma，F(xiàn)為物體所受的合外力，k是比例系數(shù).
2.思考判斷
(1)牛頓第一定律是牛頓第二定律在合外力為零時(shí)的特例.(×)
(2)我們用較小的力推一個(gè)很重的箱子，箱子不動(dòng)，可見牛頓第二定律不適用于較小的力.(×)
(3)加速度的方向跟作用力的方向沒必然聯(lián)系.(×)
探究交流
如圖所示的賽車，為什么它的質(zhì)量比一般的小汽車質(zhì)量小的多，而且還安裝一個(gè)功率很大的發(fā)動(dòng)機(jī)?
【提示】為了提高賽車的靈活性，由牛頓第二定律可知，要使物體有較大的加速度，需減小其質(zhì)量或增大其所受到的作用力，賽車就是通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，減小車身質(zhì)量來增大啟動(dòng)、剎車時(shí)的加速度，從而提高賽車的機(jī)動(dòng)靈活性的，這樣有益于提高比賽成績(jī).
二、力的單位
1.基本知識(shí)
(1)國(guó)際單位
牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)N.
(2)1N的定義
使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1_m/s2的加速度的力叫1 N，即1 N=1 kg·m/s2.
(3)比例系數(shù)的意義
①在F=kma中，k的選取有一定的任意性.
②在國(guó)際單位制中k=1，牛頓第二定律的表達(dá)式為F=ma，式中F、m、a的單位分別為牛頓、千克、米每二次方秒.
2.思考判斷
關(guān)于牛頓第二定律表達(dá)式F=kma中的比例系數(shù)k
(1)只要力F的單位取N就等于1.(×)
(2)在國(guó)際單位制中才等于1.(√)
(3)只要加速度單位用m/s2就等于1.(×)
探究交流
在一次討論課上，甲說：“由a=Δt(Δv)可知物體的加速度a與Δv成正比，與Δt成反比”，乙說：“由a=m(F)知物體的加速度a與F成正比，與m成反比”.你認(rèn)為哪一種說法是正確的?
【提示】 乙的說法正確.物體的加速度的大小是由物體所受合力的大小和物體的質(zhì)量共同決定的，與速度的變化量及所用時(shí)間無關(guān).其中a=Δt(Δv)定義了加速度的大小為速度變化量與所用時(shí)間的比值，而a=m(F)則揭示了加速度取決于物體所受合力與物體的質(zhì)量.
三、牛頓第二定律的幾個(gè)性質(zhì)
【問題導(dǎo)思】
1.加速度的方向與合力的方向有什么關(guān)系?
2.作用在物體上的力發(fā)生變化時(shí)，加速度是否變化?
3.作用在物體上的各個(gè)分力也能產(chǎn)生加速度嗎?
牛頓第二定律揭示了加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系，指明了加速度大小和方向的決定因素，對(duì)牛頓第二定律，還應(yīng)從以下幾個(gè)方面深刻理解.
是加速度的定義式，它給出了測(cè)量物體的加速度的方法，這是物理上用比值定義物理量的方法.
是加速度的決定式，它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素.
例：如圖所示，一輛有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一小球相連，設(shè)在某一段時(shí)間內(nèi)小球與小車相對(duì)靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在此段時(shí)間內(nèi)小車可能是( )
A.向右做加速運(yùn)動(dòng) B.向右做減速運(yùn)動(dòng)
C.向左做加速運(yùn)動(dòng) D.向左做減速運(yùn)動(dòng)
【審題指導(dǎo)】 解答該題注意應(yīng)用以下程序
力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的定性分析
根據(jù)牛頓第二定律先由受力情況分析加速度，再由加速度與速度的關(guān)系分析運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，即同向加速運(yùn)動(dòng)，反向減速運(yùn)動(dòng).
四、牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用
【問題導(dǎo)思】
1.如果物體受到力的作用，就一定有加速度嗎?
2.求物體的加速度的方法有哪些?
3.應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟是什么?
應(yīng)用牛頓第二定律解題的方法一般有兩種：矢量合成法和正交分解法.
1.矢量合成法：若物體只受兩個(gè)力作用時(shí)，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力，再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物體所受合力的方向.反之，若知道加速度的方向也可應(yīng)用平行四邊形定則求物體所受的合力.
2.正交分解法：當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí)，常用正交分解法求物體的合外力.應(yīng)用牛頓第二定律求加速度，在實(shí)際應(yīng)用中常將受力分解，且將加速度所在的方向選為x軸或y軸，有時(shí)也可
例：質(zhì)量為m的木塊，以一定的初速度沿傾角為θ的斜面向上滑動(dòng)，斜面靜止不動(dòng)，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖所示.
(1)求向上滑動(dòng)時(shí)木塊的加速度的大小和方向.
(2)若此木塊滑到最大高度后，能沿斜面下滑，求下滑時(shí)木塊的加速度的大小和方向.
【審題指導(dǎo)】 解答本題時(shí)可按以下思路進(jìn)行分析：
【解析】 (1)以木塊為研究對(duì)象，因木塊受到三個(gè)力的作用，故采用正交分解法求解，建立坐標(biāo)系時(shí)，以加速度的方向?yàn)閤軸的正方向.木塊上滑時(shí)其受力分析如圖甲所示，根據(jù)題意，加速度的方向沿斜面向下，將各個(gè)力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根據(jù)牛頓第二定律有
mgsinθ+f=ma，N-mgcosθ=0
又f=μN，聯(lián)立解得a=g(sinθ+μcosθ)，方向沿斜面向下.
(2)木塊下滑時(shí)其受力分析如圖乙所示，由題意知，木塊的加速度方向沿斜面向下.根據(jù)牛頓第二定律有
mgsinθ-f′=ma′，N′-mgcosθ=0
又f′=μN′，聯(lián)立解得a′=g(sin θ-μcosθ)，方向沿斜面向下.
【答案】
(1)g(sinθ+μcosθ)，方向沿斜面向下
(2)g(sin θ-μcos θ)，方向沿斜面向下
應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟：
1.確定研究對(duì)象.
2.進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫出受力分析圖，明確運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過程.
3.求出合力或加速度.
4.根據(jù)牛頓第二定律列方程求解.
五、常見力的突變
例：如圖所示，質(zhì)量相等的三個(gè)物塊A、B、C，A與天花板之間、B與C之間均用輕彈簧相連，A與B之間用細(xì)繩相連，當(dāng)系統(tǒng)靜止后，突然剪斷A、B間的細(xì)繩，則此瞬間A、B、C的加速度分別為(取向下為正)( )
A.-g、2g、0 B.-2g、2g、0
C.0、2g、0 D.-2g、g、g
【解析】剪斷細(xì)繩前，對(duì)B、C整體進(jìn)行受力分析，受到總重力和細(xì)繩的拉力而平衡，故FT=2mg;再對(duì)物塊A受力分析，受到重力、細(xì)繩拉力和彈簧的拉力;剪斷細(xì)繩后，重力和彈簧的彈力不變，細(xì)繩的拉力減為零，故物塊B受到的合力等于2mg，向下，物塊A受到的合力為2mg向上，物塊C受到的力不變，合力為零，故物塊B有向下的加速度，大小為2g，物塊A具有向上的加速度，大小為2g，物塊C的加速度為零，故選B.
【答案】 B
輕繩、輕桿、輕彈簧、橡皮條辨析
1.它們的共同點(diǎn)是：質(zhì)量忽略不計(jì)，都因發(fā)生彈性形變產(chǎn)生彈力，同時(shí)刻內(nèi)部彈力處處相等且與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).
2.它們的不同點(diǎn)是：出國(guó)留學(xué)網(wǎng)
課后小結(jié)
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了
1.牛頓第二定律：F=ma.
2.牛頓第二定律具有同向性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性.
3.牛頓第二定律解決問題的一般方法.
板書
4.3牛頓第二定律
1.內(nèi)容:物體的加速度跟所受的臺(tái)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
2.表達(dá)式 F=ma
3.理解
(1)同向性：加速度的方向與力的方向始終一致
(2)瞬時(shí)性;加速度與力是瞬間的對(duì)應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失
(3)同體性：加速度和合外力(還有質(zhì)量)是同屬一個(gè)物體的
(4)獨(dú)立性：當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，各力將獨(dú)立地產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的加速度，而物體表現(xiàn)出來的實(shí)際加速度是物體所受各力產(chǎn)生加速度疊加的結(jié)果。
高一物理上冊(cè)必修1《牛頓第二定律》教案【二】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1、掌握牛頓第二定律相關(guān)知識(shí);
2、了解控制變量法，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治龈爬ㄖR(shí)的能力。
教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：牛頓第二定律的知識(shí)及其應(yīng)用;難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)演示的操作。
教學(xué)工具
教學(xué)課件
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)引入：
1、我們講了牛頓第一定律，它的內(nèi)容是什么呢?
一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。也就是說，沒有外力作用時(shí)，物體保持原來的狀態(tài)，靜止的保持靜止、運(yùn)動(dòng)的保持勻速運(yùn)動(dòng)。那如果有外力作用呢?
(引導(dǎo)回答)有外力作用----狀態(tài)改變----速度改變----有加速度產(chǎn)生。
在上節(jié)課中我們還講了：質(zhì)量是物體慣性大小的量度，質(zhì)量越大的，狀態(tài)越難改變。這就涉及到三個(gè)物理量：力、加速度和質(zhì)量，三者之間到底有何關(guān)系呢?我們這節(jié)課就來研究它。
二、進(jìn)行新課
1、實(shí)驗(yàn)介紹
實(shí)驗(yàn)是我們掌握物理知識(shí)的一個(gè)重要途徑，今天就利用實(shí)驗(yàn)來幫助我們解決這個(gè)問題。F、m、a三者都是變量，在研究此類問題時(shí)，我們先使其中一個(gè)量保持不變，來研究另外兩個(gè)量的關(guān)系，這就是控制變量法。
(1) 原理：F可以用彈簧秤測(cè)量，m可以用天平測(cè)量，那加速度呢?
a=(S2-S1)/T2
測(cè)量加速度的方法： a=(Vt-V0)/t2
S= V0t+at2/2------------ S= at2/2------------a=2S/t2
(2) 設(shè)計(jì)
在光滑的導(dǎo)軌上放一量小車，一端系有細(xì)繩，繞過定滑輪后吊著砝碼，砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。
受到恒力作用的小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有S= V0t+at2/2---- S= at2/2------a=2S/t2，為了便于比較，我們?nèi)蓚€(gè)小車做雙軌實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)間t相同時(shí)，有a1/a2=S1/S2。
(3) 實(shí)驗(yàn)操作(1)
平衡摩擦力;將兩輛質(zhì)量相同的小車放在導(dǎo)軌上;系上細(xì)繩，跨過定滑輪掛上質(zhì)量不同的砝碼;利用控制桿控制兩輛小車同時(shí)運(yùn)動(dòng);記錄數(shù)據(jù)。
(4) 實(shí)驗(yàn)操作(2)
將兩輛質(zhì)量不同的小車放在導(dǎo)軌上;系上細(xì)繩，跨過定滑輪掛上質(zhì)量相同的砝碼。
利用控制桿控制兩輛小車同時(shí)運(yùn)動(dòng);記錄數(shù)據(jù)。
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
m一定時(shí)，F(xiàn)與a成正比;F一定時(shí)，m與a成反比。
3、牛頓第二定律
內(nèi)容：物體的加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比。公式：F=Kma;注：取國(guó)際單位時(shí)，K等于1。
平衡摩擦力分析(導(dǎo)出)牛頓第二定律更一般的表述：物體的加速度與合外力成正比，與質(zhì)量成反比，加速度的方向與外力的方向相同。
三、本節(jié)小結(jié)
課后習(xí)題
完成課后作業(yè)第1、2、3題。
高一物理上冊(cè)必修1《牛頓第二定律》教案【二】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)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(guó)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.
過程與方法
1.通過對(duì)上節(jié)課實(shí)驗(yàn)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，體會(huì)大師的做法與勇氣.
2.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(jià)值觀
1.滲透物理學(xué)研究方法的教育.
2.認(rèn)識(shí)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.
3.通過牛頓第二定律的應(yīng)用能深切感受到科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
牛頓第二定律的特點(diǎn).
教學(xué)難點(diǎn)
1.牛頓第二定律的理解.
2.理解k=1時(shí)，F(xiàn)=ma.
教學(xué)過程
[復(fù)習(xí)鞏固]見課件
[新課導(dǎo)入]
師：利用多媒體播放上節(jié)課做實(shí)驗(yàn)的過程，引起學(xué)生的回憶，激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生再一次體會(huì)成功的喜悅，迅速把課堂氛圍變成研究討論影響物體加速度原因這一課題中去.
學(xué)生觀看，討論上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
師：通過上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)，我們知道當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關(guān)系?
生：當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受的作用力成正比，
師：當(dāng)物體所受力不變時(shí)物體的加速度與其質(zhì)量之間存在什么關(guān)系?
生：當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比.
師：當(dāng)物體所受的力和物體的質(zhì)量都發(fā)生變化時(shí)，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?
[新課教學(xué)]
一、牛頓第二定律
師：通過上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)，我們?cè)僖淮巫C明了：物體的加速度與物體的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比.
師：如何用數(shù)學(xué)式子把以上的結(jié)論表示出來?
生：a∝F/m
師：如何把以上式子寫成等式?
生：需要引入比例常數(shù)k
a=kF/m
師：我們可以把上式再變形為F=kma.
選取合適的單位，上式可以，簡(jiǎn)化。前面已經(jīng)學(xué)過，在國(guó)際單位制中力的單位是牛頓.其實(shí)，國(guó)際上牛頓這個(gè)單位是這樣定義的：質(zhì)量為1 kg的物體，獲得1 m/s2的加速度時(shí)，受到的合外力為1 N，即1 N=1 kgom/s2 .
可見，如果各量都采用國(guó)際單位，則k=1，F(xiàn)=ma
這就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.
師：牛頓第二定律不僅描述了F、m、a的數(shù)量關(guān)系，還描述了它們的方向關(guān)系，結(jié)合上節(jié)課實(shí)驗(yàn)的探究，它們的方向關(guān)系如何?
生：質(zhì)量m是標(biāo)量，沒有方向.合力的方向與加速度方向相同.
師：對(duì)，我們?nèi)绾斡谜Z言把牛頓第二定律表達(dá)出來呢?
生：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，加速度的方向跟合力的方向相同.
師：加速度的方向與合外力的方向始終一致，我們說牛頓第二定律具有同向性。
[討論與交流]
(多媒體演示課件)一個(gè)物體靜止在光滑水平面上，從某一時(shí)刻開始受到一個(gè)方向向右、大小為5 N的恒定外力作用，若物體質(zhì)量為5 kg，求物體的加速度.若2 s后撤去外力，物體的加速度是多少?物體2 s后的運(yùn)動(dòng)情況如何?
學(xué)生進(jìn)行分組討論
師：請(qǐng)同學(xué)們踴躍回答這個(gè)問題.
生：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，可得a=F/m，代入數(shù)據(jù)可得a=lm/s2，2s后撤去外力，物體所受的力為零，所以加速度為零.由于物體此時(shí)已經(jīng)有了一個(gè)速度，所以2 s以后物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
師：剛才這位同學(xué)說2s后物體不再受力，那么他說的對(duì)不對(duì)呢?
生：不對(duì).因?yàn)榇藭r(shí)物體仍然受到重力和水平地面對(duì)它的支持力.
師：那么在這種情況下的加速度又是多少呢?
生：仍然是零，因?yàn)橹亓椭С至Φ暮狭榱?，牛頓第二定律中物體所受的力是物體所受的合力，而不是某一個(gè)力.
師：非常好.以后我們?cè)诶门ｎD第二定律解題時(shí)一定要注意這個(gè)問題，即用物體所受的合力來進(jìn)行處理.
[課堂訓(xùn)練]
討論a和F合的關(guān)系，并判斷下面哪些說法不對(duì)，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
答案：ABCD
教師點(diǎn)評(píng)：牛頓第二定律是表示力的瞬時(shí)作用規(guī)律，描述的是力的瞬時(shí)作用效果是產(chǎn)生加速度.物體在某一時(shí)刻加速度的大小和方向，是由該物體在這一時(shí)刻所受到的合外力的大小和方向來決定的.當(dāng)物體所受到的合外力發(fā)生變化時(shí)，它的加速度隨即也要發(fā)生變化，F(xiàn)=ma對(duì)運(yùn)動(dòng)過程的每一瞬間成立，加速度與力是同一時(shí)刻的對(duì)應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失.這就是牛頓第二定律的瞬時(shí)性.
師：根據(jù)牛頓第二定律，即使再小的力也可以產(chǎn)生加速度，那么我們用一個(gè)較小的力來水平推桌子，為什么沒有推動(dòng)呢?這和牛頓第二定律是不是矛盾?
生：不矛盾，因?yàn)榕ｎD第二定律中的力是合力.
師：如果物體受幾個(gè)力共同作用，應(yīng)該怎樣求物體的加速度呢?
生：先求物體幾個(gè)力的合力，再求合力產(chǎn)生的加速度.
師：好，我們看下面一個(gè)例題.
多媒體展示例題
(例1)一物體在幾個(gè)力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)使其中向東的一個(gè)力F的值逐漸減小到零，又逐漸使其恢復(fù)到原值(方向不變)，則…………………( )
A.物體始終向西運(yùn)動(dòng) B.物體先向西運(yùn)動(dòng)后向東運(yùn)動(dòng)
C.物體的加速度先增大后減小 D.物體的速度先增大后減小
生l：物體向東的力逐漸減小，由于原來合力為零，當(dāng)向東的力逐漸減小時(shí)，合力應(yīng)該向西逐漸增大，物體的加速度增大，方向向西.當(dāng)物體向東的力恢復(fù)到原值時(shí)，物體的合力再次為零，加速度減小.所以加速度的變化情況應(yīng)該先增大后減小.
生2：物體的加速度先增大后減小，所以速度也應(yīng)該先增大后減小.
生3：這種說法不對(duì)，雖然加速度是有一個(gè)減小的過程，但在整個(gè)過程中加速度的方向始終和速度的方向一致，所以速度應(yīng)該一直增大，直到加速度為零為止.
師：對(duì).一定要注意速度的變化和加速度的變化并沒有直接的關(guān)系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大.
多媒體展示例題
(例2)某質(zhì)量為1 000kg的汽車在平直路面上試車，當(dāng)達(dá)到72km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過20s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2 000 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)
生：物體在減速過程的初速度為72km/h=20 m/s，末速度為零，根據(jù)a=(v-vo)/t得物體的加速度為a=一1 m/s2，方向向后.物體受到的阻力f=ma=一l 000 N.當(dāng)物體重新啟動(dòng)時(shí)牽引力為2 000N，所以此時(shí)的加速度為a2=(F+f)/m=1 m/s2，方向向車運(yùn)動(dòng)的方向.
師：根據(jù)以上的學(xué)習(xí)，同學(xué)們討論總結(jié)一下牛頓第二定律應(yīng)用時(shí)的一般步驟.
1.確定研究對(duì)象.
2.分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，畫出研究對(duì)象的受力分析圖.
3.求出合力.注意用國(guó)際單位制統(tǒng)一各個(gè)物理量的單位.
4.根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律建立方程并求解.
師：牛頓第二定律在高中物理的學(xué)習(xí)中占有很重要的地位，希望同學(xué)們能夠理解牛頓第二定律并且能夠熟練地應(yīng)用它解決問題.
[課堂訓(xùn)練]
如圖4—3—1所示，一物體以一定的初速度沿斜面向上滑動(dòng)，滑到頂點(diǎn)后又返回斜面底端.試分析在物體運(yùn)動(dòng)的過程中加速度的變化情況.
解析：在物體向上滑動(dòng)的過程中，物體運(yùn)動(dòng)受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向是平行斜面向下的，與物體運(yùn)動(dòng)的速度方向相反，物體做減速運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零.在物體向下滑動(dòng)的過程中，物體運(yùn)動(dòng)也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑時(shí)小，所以物體將平行斜面向下做加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小要比上滑時(shí)小.由此可以看出，物體運(yùn)動(dòng)的加速度是由物體受到的外力決定的，而物體的運(yùn)動(dòng)速度不僅與受到的外力有關(guān)，而且還與物體開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的狀態(tài)有關(guān).
課后小結(jié)
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了
1.牛頓第二定律：F=ma.
2.牛頓第二定律具有同向性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性.
3.牛頓第二定律解決問題的一般方法.
板書
4.3牛頓第二定律
1.內(nèi)容:物體的加速度跟所受的臺(tái)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
2.表達(dá)式 F=ma
3.理解
(1)同向性：加速度的方向與力的方向始終一致
(2)瞬時(shí)性;加速度與力是瞬間的對(duì)應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失
(3)同體性：加速度和合外力(還有質(zhì)量)是同屬一個(gè)物體的
(4)獨(dú)立性：當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，各力將獨(dú)立地產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的加速度，而物體表現(xiàn)出來的實(shí)際加速度是物體所受各力產(chǎn)生加速度疊加的結(jié)果
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