日期:2022-02-16
這是牛頓第二定律教案魯科版,是優秀的物理教案文章,供老師家長們參考學習。
一. 教學內容:牛頓第二定律的應用牛頓第二定律教學知識點總結
二. 知識要點:牛頓運動定律的應用,進一步解決動力學問題。
三. 重點、難點解析:
1、應用牛頓運動定律解題的一般步驟:
(1)確定研究對象。
(2)將研究對象隔離出來進行受力分析,并畫出受力圖。
(3)分析研究對象的運動情況,畫出運動簡圖:標出物體的速度方向(由此可得滑動摩擦力的.方向)以及加速度的方向(即合外力的方向)。
(4)應用牛頓第二定律列方程,應用運動學公式列式。
(5)解方程并分析討論結果是否正確合理。
2、處理動力學問題的基本方法:那道題目之后,要對物體的受力情況和運動情況進行必要的分析,而初學者往往一拿到題目就想代牛頓定律公式和運動學公式,結果把有初速度的當作無初速度,有摩擦力的以為沒有摩擦,多過程的問題誤認為是單個過程,這樣不但會解錯題目,而且形成一種亂套公式的不良習慣。認真審題,弄清物體受力情況和運動情況,確定了解題思路再著手解題,這是解題的基本方法也是必須訓練的基本功。由于物體的受力情況與運動情況密不可分,所以受力分析和運動分析往往是同時考慮,交叉進行,在畫受力分析圖時,把所受外力畫在物體上。
3、物體的運動情況分析方法:
(1)分析研究對象有沒有初速度,初速度的方向如何。
(2)分析研究對象作什么形式的運動,是勻速直線運動,還是勻加速直線運動或是勻減速運動。
(3)從受力情況或從運動學公式,分析是否能確定加速度的大小和方向。
(4)分清物體經歷的是一個階段的運動(a不變),還是連續發生的分階段運動,找到各段之間存在的聯系,判斷相鄰兩段運動中哪些物理量必定相同,速度、位移還是時間等。
教學準備
教學目標
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.
4.會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算.
過程與方法
1.通過對上節課實驗結論的總結,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,體會大師的做法與勇氣.
2.培養學生的概括能力和分析推理能力.
情感態度與價值觀
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.通過牛頓第二定律的應用能深切感受到科學源于生活并服務于生活,激發學生學習物理的興趣.
教學重難點
教學重點
牛頓第二定律的特點.
教學難點
1.牛頓第二定律的理解.
2.理解k=1時,F=ma.
教學工具
多媒體、板書
教學過程
一、牛頓第二定律
1.基本知識
(1)內容
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,加速度的方向跟作用力的方向相同.
(2)表達式
F=kma,F為物體所受的合外力,k是比例系數.
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的特例.(×)
(2)我們用較小的力推一個很重的箱子,箱子不動,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系.(×)
探究交流
如圖所示的賽車,為什么它的質量比一般的小汽車質量小的多,而且還安裝一個功率很大的發動機?
【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,需減小其質量或增大其所受到的作用力,賽車就是通過增加發動機動力,減小車身質量來增大啟動、剎車時的加速度,從而提高賽車的機動靈活性的,這樣有益于提高比賽成績.
二、力的單位
1.基本知識
(1)國際單位
牛頓,簡稱牛,符號N.
(2)1N的定義
使質量為1 kg的物體產生1_m/s2的加速度的力叫1 N,即1 N=1 kg·m/s2.
(3)比例系數的意義
①在F=kma中,k的選取有一定的任意性.
②在國際單位制中k=1,牛頓第二定律的表達式為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
關于牛頓第二定律...
【學習目標】(1)深刻理解牛頓第二定律的含義(2)理解公式F=ma中各個物理量的意義,能初步運用F=ma解題【學習重點】應用牛頓第二定律解題思路的建立【自學導航】(認真預習,就意味著你走上了一條成功的學習之路)一、物體加速度a跟力F、質量m是什么關系? 閱讀、領會教材74頁相關內容,回答下列問題:1.在選取比例系數k=1后,就有了_______________用符號表示為:______________________________2.在選取比例系數k=1后,1.從牛頓第二定律知道,無論怎樣小的力都可以使物體產生加速度,可是當我們用一個微小的力去推很重的桌子時,卻推不動它,這是因(?)A.牛頓第二定律不適用于靜止的物體B.桌子的加速度很小,速度增量極小,眼睛不易覺察到C.推力小于靜摩擦力,加速度是負的D.桌子所受的合力為零)、A、公式F=ma中的F是物體受到的所有力的合力B、物體受到多個力作用時,一定有加速度C、加速度的方向總跟合力的方向一致D、當外力消失時,加速度一定同時消失3.在牛頓第二定律的表達式F=kma中,有關比例系數k的下列說法中,正確的是(??)A.在任何情況下k都等于1B.k的數值由質量、加速度和力的大小決定C.k的數值由質量、加速度和力的單位決定D.在國際單位制中,k等于1從牛頓第二定律知道,無論怎樣小的力都可以使物體產生加速度,可是當我們用一個微小的力去推很重的桌子時,卻推不動它
質量為2kg的物體,運動的加速度為1m/s2,則所受合外力大小為多大?若物體所受合外力大小為8N,那么,物體的加速度大小為多大?質量為6×103kg的車,在水平力F=3×104N的牽引下,沿水平地面前進,如果阻力為車重的0.05倍,求車獲得的加速度是多少?(g取10m/s2)質量為2kg物體靜止在光滑的水平面上,若有大小均為10N的兩個外力同時作用于它,一個力水平向東,另一個力水平向南,求它的加速度.用細繩拉著物體向上做勻加速運動,當拉力F=140N時,物體向上的加速度是4m/s2,g取10m/s2,求物體的質量多大? 物體的質量為m,在空氣中運動所受的空氣阻力為f,求物體在空氣中豎直上升和豎直下降的加速度?并比較大小?例4如圖所示,位于水平面上質量為M的小木塊,在大小為F、方向與水平方向成角的拉力作用下沿地面做加速運動,若木塊與地面之間的滑動摩擦因數為,則木塊的加速度為多大?變式訓練 質量為2kg的物體與水平面的動摩擦因數為0.2,現對物體用一向右與水平方向成37°、大小為10N的斜向上拉力F,使之向右做勻加速直線運動,如圖甲所示,求物體運動的加速度的大小.(g取10m/s2.)課堂效果檢測:(老師相信你是最棒的)1、下列對于牛頓第二定律的表達式及其變形的理解中正確的是A.由可知,物體所受的合外力與物體的質量成正比,與物體的加速度成反比B.由可知,物體的質量與其所受的合外力成正比,與其運動的加速度成反比C.由可知,物體的加速度與其所受的合外力在正比,與其質量成反比D.由可知,物體的質量可以通過測量它所受的合外力和它的加速度而求得2、下列說法中正確的是()A.物體所受合力為零時,物體的速度必為零B.物體所受合力越大,則加速度越大,速度也越大C.物體的速度方向一定與物體受到的合力的方向一致D.物體的加速度方向一定與物體受到的合力方向相同3、水平路面上質量10kg(含人)的人力三輪車,在00N水平人力的作用下做加速度為1.5m/s2的勻加速運動。
質量m1=10kg的物體在豎直向上的恒定拉力F作用下,以a1=2m/s2的加速度勻加速上升,拉力F多大?若將拉力F作用在另一物體上,物體能以a2=2m/s2的加速度勻加速下降,該物體的質量m2應為多大?(g取10m/s2,空氣阻力不計)5一只裝有工件的木箱,質量m=40kg.木箱與水平地面的動摩擦因數μ=0.3,現用200N的斜向右下方的力F推木箱,推力的方向與水平面成θ=30°角,如4—3—12所示.求木箱的加速度大小.(g取9.8m/s2)1
教學目標
知識目標
(1)通過演示實驗認識加速度與質量和和合外力的定量關系;
(2)會用準確的文字敘述牛頓第二定律并掌握其數學表達式;
(3)通過加速度與質量和和合外力的定量關系,深刻理解力是產生加速度的原因這一規律;
(4)認識加速度方向與合外力方向間的矢量關系,認識加速度與和外力間的瞬時對應關系;
(5) 能初步運用運動學和牛頓第二定律的知識解決有關動力學問題.
能力目標
通過演示實驗及數據處理,培養學生觀察、分析、歸納總結的能力;通過實際問題的處理,培養良好的書面表達能力.
情感目標
培養認真的科學態度,嚴謹、有序的思維習慣.
教學建議
教材分析
1、通過演示實驗,利用控制變量的方法研究力、質量和加速度三者間的關系:在質量不變的前題下,討論力和加速度的關系;在力不變的前題下,討論質量和加速度的關系.
2、利用實驗結論總結出牛頓第二定律:規定了合適的力的單位后,牛頓第二定律的表達式從比例式變為等式.
3、進一步討論牛頓第二定律的確切含義:公式中的 表示的是物體所受的合外力,而不是其中某一個或某幾個力;公式中的 和 均為矢量,且二者方向始終相同,所以牛頓第二定律具有矢量性;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,這就是牛頓第二定律的瞬時性.
教法建議
1、要確保做好演示實驗,在實驗中要注意交代清楚兩件事:只有在砝碼質量遠遠小于小車質量的前題下,小車所受的拉力才近似地認為等于砝碼的重力(根據學生的實際情況決定是否證明);實驗中使用了替代法,即通過比較小車的位移來反映小車加速度的大小.
2、通過典型例題讓學生理解牛頓第二定律的確切含義.
3、讓學生利用學過的重力加速度和牛頓第二定律,讓學生重新認識出中所給公式 .
教學設計示例
教學重點:牛頓第二定律
教學難點:對牛頓第二定律的理解
示例:
一、加速度、力和質量的關系
介紹研究方法(控制變量法):先研究在質量不變的前題下,討論力和加速度的關系;再研究在力不變的前題下,討論質量和加速度的關系.介紹實驗裝置及實驗條件的保證:在砝碼質量遠遠小于小車質量的條件下,小車所受的拉力才近似地認為等于砝碼的重力.介紹數據處理方法(替代法):根據公式 可知,在相同時間內,物體產生加速度之比等于位移之比.
以上內容可根據學生情況,讓學生充分參與討論.本節書涉及到的演示實驗也可利用氣墊導軌和計算機,變為定量實驗.
1、加速度和力的關系
做演示實驗并得出結論:小車質量 相同時,小車產生的加速度 與作用在小車上的力 成正比,即 ,且 方向與 方向相同.
2、加速度和質量的關系
做演示實驗并得出結論:在相同的力F的作用下,小車產生的加速度 與小車的質量 成正比,即 .
二、牛頓第二運動定律(加速度定律)
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.
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