4.3 牛顿第二定律 教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

牛顿第二定律 一、教学目标 1.物理观念 (1)掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式; (2)理解公式中各物理量的意义及相互关系; (3)知道在国际单位制中力的单位"牛顿"是怎样定义的。 2.科学思维 学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。 3.科学探究 通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。 4.科学态度与责任 培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。 二、教学重难点 教学重点：牛顿第二定律的实验过程。 教学难点：理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义。 三、教学分析 1.这节课以实验为依据,采用控制变量的方法进行研究。这一方法今后在电学、热学的研究中还要用到。我们根据已掌握的知识设计实验、探索规律是物体研究的重要方法。 2.定义力的单位"牛顿"使得k=1,得到牛顿第二定律的简单形式F=ma。使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一,但应知道它所对应的文字内容和意义。 3.牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受合外力恒定,其加速度恒定;合外力为零,加速度为零。即合外力决定了加速度,而加速度影响着物体的运动情况。因此,牛顿第二定律是把前两章力和物体的运动构成一个整体,其中的纽带就是加速度。 四、教学过程 活动1【导入】引入 通过分析学生实验数据引入新课 活动2【导入】新课进行 一.牛顿第二定律: (1)内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。 (2)表达式: 1N定义:使质量是1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫做1N。 (3)对牛顿第二定律的理解 1.因果性:力是产生加速度的原因。 2.矢量性:加速度a的方向与合外力F合方向相同。 3.瞬时性:a与F合同时产生,同时消失,同时变化 4.同一性:公式中F、m、a必须是同一研究对象 (4)适用范围: 牛顿运动定律只适用于宏观、低速物体,不能用来处理微观粒子和高速物体的运动。 活动3【讲授】课堂练习 例:如图所示,质量为m的物体以初速度v在水平面上做匀减速直线运动,物体与水平面间的动摩擦因数为μ。 (1)求物体此时的加速度. (2)若给物体一个大小为F,方向向右的水平拉力,求此时加速度的大小 (3)若给物体一个大小为F,方向向左的水平拉力,求此时的加速度 活动4【讲授】总结 1.确定研究对象. 2.分析物体的受力情况和运动情况,画出研究对象的受力分析图. 3.求出合力.注意用国际单位制统一各个物理量的单位. 4.根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解. 活动5【练习】练习 例1:如图所示,质量为m的物体静止在水平面上。物体受到大小F与水平方向成θ斜向上的拉力F作用时,沿水平面做匀加速运动,求: (1)若水平面光滑,求物体此时的加速度. (2)若水平面粗糙,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,求物体此时的加速度. (3)物体运动时间为t,求此时物体的速度和位移. 【例题2】在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？（假定试车过程中汽车受到的阻力不变） 【解答】以汽车为研究对象。设汽车运动方向为正方向。取消动力后，受力分析汽车做匀减速直线运动 引导让学生总结解题步骤： 1．依据题意选取研究对象； 2．对研究对象进行受力分析和运动情况分析； 3．选取正方向，建立坐标系； 4．列牛顿第二定律方程，进行求解。列举例题分析。 板书设计 牛顿第二定律 1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 2.牛顿第二定律表达式：F=ma。 3.力的单位：国际单位牛顿，符号 N，1N =1kg·m/s 学科网（北京）股份有限公司 $$