牛顿第二定律教案设计

一． 教学目标

（一）知识与技能

1.理解力是使物体产生加速度的原因 2.知道研究加速度和力的关系的实验过程

3.理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义 （二）过程与方法

1.师生共同实验并总结出牛顿第二定律。对其进行再探究，培养学生的实验能力，分析能力和解决问题能力。

2．初步掌握实验探究中的控制变量法 (三) 情感态度与价值观

让学生在自己探索并操作实验的过程中逐步学会运用理论知识，合理解决实际问题，在实验后分析问题时培养学生严谨思考的能力，激发学生学习物理的兴趣。

二．教学重点

1.熟练并准确地操作实验 2.认识并理解牛顿第二定律

三．教学难点

1.实验数据的分析与处理

2 .理解并掌握牛顿第二定律的物理意义及性质

四．教学方法

多媒体展示法，实验探究法，讲授法。

五．教学仪器与用具

小车，带滑轮的木板，小盘，砝码，细绳，刻度尺，打点计时器，电源等。多媒体课件。

六．教学过程 (一). 导入新课

创设情境，引入新课 （播放视频）

1. 跳伞队员降落时要打开降落伞，这是什么道理？

2. 方程式赛车比赛中所用的赛车质量是普通的小轿车的1/3，这又是什么道理？ 其实，表面上看，都是为了在短时间内改变物体的运动状态。通过上节课的学习，我们已经知道，改变物体的运动状态讲授为了产生加速度，而产生的加速度与物体受力及物体的质量是否有关系呢？下面我们就一起来学习这节内容。

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（二）新课教学

1. 加速度与力的关系

如下图：小车的质量都为500克，砝码的质量为100克，小盘的质量可以忽略。让小车在绳子的恒定拉力下做初速度为零的匀加速运动。从打点计时器打出的纸带得到

如下数据 位移 0.1s 0.2s 0.3s 时间 甲小车 1cm 4cm 9cm 乙小车 2cm 8cm 18cm

由图可知，两小车的质量相等，甲受到拉力F1=1N，乙受到的拉力F2=2N,由

x=1/2at2，我们可以求出加速度a，a甲=1m/s2，a乙=2m/s2，由大量的事实表明：对于质量相等的物体来说，物体的加速度跟作用在它上面的力成正比。用数学式子表示就是：

a甲/a乙=F甲/F乙 或 a∝F

练习：我们现在可以解决“跳伞队员降落时为什么要打开降落伞？”这个问题了。

2.加速度与质量的关系

如上图：小车的质量都为500克砝码的质量为100克。小盘的质量可以忽略，让小车在绳子的恒定的力F的作用下做初速度为零的匀加速运动。

从打点计时器打出的纸带得到如下数据： 位移 时间 0.1s 0.2s 0.3s 甲小车 乙小车

2.5cm 1.5cm 5.0cm 6.0cm 2

22.5cm 13.5cm 由图可知：两小车受到的拉力相等，甲小车的质量m甲=600克，乙小车的质量m乙

=1000克，由x=1/2at2，我们可以求出加速度a，a甲=5m/s2，a乙=3m/s2，由大量的实验表明：在相同的力的作用下，加速度跟质量成正比。用数学式子表示就是

a甲/a乙=m乙/m甲，或 a∝1/m

练习：学都这，我们可以解决：“为什么方程式赛车的质量只有普通小轿车的1/3左右？”

综上所述实验得到两个关系，我们对力与质量和加速度的关系得到结论：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。这就是牛顿第二定律。在这个定律中，加速度和力都是矢量，它们都是有方向的，牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系，还确定了它们的方向之间的关系。加速度的方向跟引起这个加速度的了的方向相同，牛顿第二定律用数学式子表示就是：F=kma。式中的k是比例常数，如果公式中的物理量选择合适的单位可以使k=1，从而使公式简化。我们知道，在国际单位制中，力的单位是牛顿，牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这样定义的：使质量是1千克的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做1牛顿，即1牛顿=1千克*米/秒2. 可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使k=1，上式简化为F=ma。这就是牛顿第二定律的公式。

前面讲的是物体受一个力作用的情况，物体受几个力作用时，牛顿第二定律也是正确的。不过，这时F代表所受外力的合力。牛顿第二定律的更一般表述是：物体的加速度跟所受的外力成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向跟合外力的方向相同。写成公式就是

F合=ma

从牛顿第二定律的公式我们可以看出：

1合外力恒定不变时加速度恒定不变，物体就做匀变速运动 2合外力随着时间的改变，加速度也随着时间的改变

3合外力为零时，加速度为零，物体就处于静止状态或匀速直线运动

例题分析：

学生阅读例题内容（教科书）

分析：要求物体的加速度——质量m已知——必须先求F1 和F2合力，而合力的大小可以用作图法求解，也可以用计算法求解。 用投影片展示解题过程

如图所示，建立平面直角坐标系，把力F1和F2分别沿 x轴和y轴的方向分解F1的两个分力为：

F1xF1xcos60o,F2yF2sin60o

F2的两个分力为：F2xF2cos60o,F2yF2sin60o

F1y和F2y大小相等，方向相反，相互抵消，F1x和F2x的方向相同，所以：

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F合F1xF2xF1cos60oF2cos60o5N5N10N

已知合力F合和质量m，据F合＝ma，即可求得：

a=F合/m=10N/2kg=5m/s2

（三）小结

1.本节课的实验研究方法是控制变量法

2. 牛顿第二定律确定了a和F之间的大小关系，也确定了a和F的方向关系 3.求解合力时，可采用建立平面直角坐标系，将各个力沿x轴和y轴分解，最后求合力的方法。

（四）作业：课本P78练习2 5 （

五）板书设计

第三节 牛顿第二定律 一、实验探究 1质量一定时，加速度与作用力的关系a∝F 2作用力一定时，加速度与质量的关系a∝1/m 二、总结规律 1、公式：F∝ma F=kma F合=ma（国际单位制k=1） 2、定律内容 3、定律物理意义及性质

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