日期:2022-02-17
這是牛頓第二運動定律教案,是優秀的物理教案文章,供老師家長們參考學習。
一、教學目標
1、掌握牛頓第二定律的文字內容和數學公式;
2、理解公式中各物理量的意義及相互關系
3、知道在國際單位制中力的單位“牛頓“是怎樣定義的。
二、教學重點
1、知道決定物體加速度的因素、
2、加速度與力和質量的關系的探究過程
三、教學難點
1、理解牛頓第二定律各個物理量的意義和聯系
2、牛頓第二定律的應用
四、教學方法
在探究過程中,滲透科學研究方法如:控制變量法、實驗歸納法、圖象法等
五、教學過程
1、知識回顧
物體的運動狀態發生變化,即產生加速度。
問學生:加速度的大小與那些因素有關呢?
學生回答:力還有物體質量
思考:力是促使物體運動狀態改變的原因,力似乎“促使”加速度的產生。質量是物體慣性的量度,而慣性是保持物體運動狀態不變的性質,所以質量似乎是阻礙“加速度”的產生。
猜想:加速度可能與力、質量有關系。
結合實際:
小汽車:質量小,慣性小,啟動時運動狀態相對容易改變。
火車:質量大,慣性大,動力大,啟動時運動狀態相對難改變。
2、回憶課本所研究的內容
(1)、質量m一定,加速度a和力F的關系。
處理數據: 得出結論:當m一定時,a和F成正比,
即:a F
SHAPE MERGEFORMAT
(2)、力F一定時,加速度a和質量m的關系
SHAPE MERGEFORMAT
得出結論:當力F一定,加速度a和質量m成反比,即:a 。
3、引出牛頓第二定律
通過大量實驗和觀察到的事實都能得出同樣的結論,由此可以得出一般性的規律:物體加速度的大小跟它所受到的作用力成正比、跟它的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同,這就是牛頓第二定律。
1、實驗結論:物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.即,或
2、力的單位的規定:若規定:使質量為1kg的物體產生1m/s2加速度的力叫1N.則公式中的=1.(這一點學生不易理解)
3、牛頓第二定律:
物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.
數學表達式為:.或
4、對牛頓第二定律的理解:
(1)公式中的
是指物體所受的合外力.
舉例:物體在水平拉力作用下在水平面上加速運動,使物體產生加速度的合外力是物體
所受4個力的合力,即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉筆盒)
(2)矢量性:公式中的和
均為矢量,且二者方向始終相同.由此在處理問題時,由合外力的方向可以確定加速度方向;反之,由加速度方向可以找到合外力的方向.
(3)瞬時性:物體在某時刻的加速度由合外力決定,加速度將隨著合外力的變化而變化.
舉例:靜止物體啟動時,速度為零,但合外力不為零,所以物體具有加速度.
汽車在平直馬路上行駛,其加速度由牽引力和摩擦力的合力提供;當剎車時,牽引力突然消失,則汽車此時的加速度僅由摩擦力提供.可以看出前后兩種情況合外力方向相反,對應車的加速度方向也相反.
(4)力和運動關系小結:
物體所受的合外力決定物體產生的加速度:
當物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相同——→物體做勻加速直線運動
當物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相反——→物體做勻減速直線運動
以上小結教師要帶著學生進行,同時可以讓學生考慮是否還有其它情況,應滿足什么條件.
探究活動
題目:驗證牛頓第二定律
組織:2-3人小組
方式:開放實驗室,學生實驗.
評價:鍛煉學生的實驗設計和操作能力.
【教學目標】
一、知識與技能
1.掌握牛頓第二定律的文字內容和數學公式。
2.理解公式中各物理量的意義和相互關系。
3.知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。
4.會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算。
二、過程與方法
1.以實驗為基礎,歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關系,進而總結出牛頓第二定律。
2.認識由實驗歸納總結物理規律是物理學研究的重要方法。
三、情感態度與價值觀
1.實驗探究激發學生的求知欲和創新精神。
2.滲透物理學研究方法的教育,體驗物理方法的魅力。
【教學重難點】
教學重點:
1.引導學生探究加速度和力、質量間的關系的過程并總結牛頓第二定律。
2.牛頓第二定律的應用。
教學難點:
1.牛頓第二定律的意義。
2.理解k=1時,F=ma。
【教學方法】
1.啟發引導、實驗探究、合作交流。
2.通過實例的分析、強化訓練,使學生理解牛頓第二定律的意義。
【教學用具】
牛頓第二定律演示器、小車(兩個)、鉤碼(50g若干)、細線若干、三角板
【課時安排】
1課時
教學環節 教學內容 學生活動
導入新課 同學們上節課在實驗室做了探究加速度與力、質量的關系的實驗,同學們對實驗數據進行分析了嗎?有沒有得出什么結論?下面先請同學們在黑板上畫出a-F和 EMBED Equation.DSMT4 圖象。
教師同時用牛頓第二定律演示器演示加速度與力、質量的關系。
實驗結論:加速度與力成正比、與質量成反比
新課教學
新課教學
一、牛頓第二定律
通過對同學們上節課實驗結論的分析總結,同學們能不能簡單的概括一下牛頓第二定律的內容?
那我們都學習過,加速度是矢量,那么在牛頓第二定律里加速度方向如何?
那么我們完整的牛頓第二定律定義:
物體的加速度大大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
牛頓第二定律可以用比例式來表示
EMBED Equation.DSMT4
則
或者
上式是一條比例式,如果寫成等式又如何表達?
表達式:F=kma
式中K是比例系數,F指的是物體所受的合力。
二、力的單位
同學們在初中已知道力的單位是牛頓,但同學們知道一牛頓的力有多大嗎?
由F=kma
當k=1時,F=ma
取m=1kg a=1m/s2
則:F=ma=1kg×1m/s2 =1kg·m/s2
kg·m/s2就是力的單位。我們規定1kg·m/s2為一個單位的力,為了紀念牛頓,我們就把一個單位力的稱為1牛頓,所以1N=1kg·m/s2,意思就是一牛頓的力相當于把質量為1kg的物體產生1 m/s2的加速度所需的力。
所以當m,a取國際單位時,K=1,牛頓第二定律就表述為: F=ma
定義:物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質量成反比。
加速度方向與物體所受作用力方向相同。
因為在這三個因素中,質量是標量,力和加速度是矢量
同學起來回答:
F=kma
【教學目標】
1、知識目標
(1)理解加速度與力和質量間的關系。
(2)理解牛頓第二定律的內容,知道定律的確切含義。
(3)能運用牛頓第二定律解答有關問題。
2、能力目標
培養學生的分析能力、歸納能力、解決問題的能力。
3、德育目標
(1)滲透物理學研究方法的教育。
(2)認識到由實驗歸納總結物理規律是物理學研究的重要方法。
(3)培養學生嚴謹思考的能力,激發學生學習物理的興趣。
【教學重點】
理解牛頓第二定律
【教學難點】
牛頓第二定律的應用
【教學策略】
回顧與思考→創設物理情景→分組討論→老師講解→總結規律。
【教學流程圖】
【教學過程設計】
教學環節和
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖 【知識回顧】
回憶上節課探究的a與F、m關系。 向學生提問:回憶上節實驗探究課內容,控制變量法的應用?我們研究了哪幾個物理量?它們之間有什么關系? 能用公式反應他們之間的關系嗎? 回憶上節課知識,集體回答。 回憶上節課探究的a與F、m關系。 【創設情景、導入新課】
問題1、神舟六號飛船返回艙返回時為何要打開降落傘?
問題2、賽車在開出起跑線的瞬間發生了怎樣的變化? 引導學生思考2個問題。
進一步引導學生思考:賽車比起一般的家用汽車質量上有什么不一樣?這一設計是為什么? 同學間分組討論、各小組派代表回答問題。 通過這個問題,學生容易聯想到質量越小,運動狀態越容易改變,所以加速度和物體質量、合外力有關。 【新課過程】
牛頓第二定律:
1、內容:物體的加速度跟所受的合外力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2、公式:F=ma?
設問:力的國際單位是什么?它是如何規定的呢? 構建物理模型,提出關注的細節。
講解:K是比例常數,那k應該是多少呢?
教師總結:力是使物體產生加速度的原因,力的國際單位是1N=1kg.m/s2。 學生分組討論分析。
學生自己總結后作答,不完整的地方由其他同學補充。 通過上節探究的a與F、m關系,運用實驗數據總結規律,培養學生獨立思考的能力和尊重物理事實的精神 3、對該定律的特性進行說明,這樣學生對牛頓第二定律才會有進一步認識。
六大特性①因果性(力是產生加速度的原 因), = 2 GB3 ② 矢量性(a、F都是矢量,a的方向由F決定,力的分解和合成遵循平行四邊形法則), = 3 GB3 ③ 瞬時性(合外力消失,即a消失), = 4 GB3 ④ 相對性(牛頓第二定律只適用于慣性系), = 5 GB3 ⑤ 獨立性(物體的各個力都能產生獨立的, = 6 GB3 ⑥ 同一性(a與F與同一物體某一狀態相對立)。 提問:牛頓第二定律有哪些特性?
在相對理解牛頓第二定律的基礎上,對表達式F=ma的六大性質結合形象例子進行探討。
根據學生的提出的相關特性的疑問舉例說明。 學生討論,嘗試并且回答老師提出的特性。
學生在學習過程中會提出相關特性的疑問。 對牛頓第二定律的特性進行探究,能夠加深學生對牛頓第二定律本質上的理解,使前面所學知識連貫起來,這對牛頓定律的解題或是實際運用過程中有很大的幫助。 4、做題需要方法,按照一般的做題思路,授予學生解題步驟。①確定研究對象;②對研究對象進行正確的受力分析或是運動情況進行分析;③根據公式并結合題給條件(注意發現挖掘隱含條件)解出所求的物理量。
例題:一個物體,質量是2 kg,受到互成 120°角的兩個力F1和F2的作用。這兩個力的大小都是10N,這兩個力產生的加速度是多大?
課堂訓練P104習題1、2、3 老師提出問題,引導學生得出解題步驟,并做適當的補充說明。
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