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

教 学 过 程 设 计 教学 程序 成果导入→设问→师生探讨→内容分析→拓展训练→总结→作业布置 实施 环节 教学过程与教学内容 师/生活动 设计意图 新 知 学 习 过 程 新 知 学 习 过 程 新 知 学 习 过 程 1、 新课导入 1、复习：牛顿第一定律。 2、创设情境并思考：（1）跳伞运动中，降落伞起到了怎样的作用？力对物体的运动有怎样的影响？ （2）用同样的力击打一个乒乓球和一个铁球，哪个运动状态改变的明显一些，这说明了什么？ 牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，物体运动改变的难易，即物体的惯性与质量有关，实验证明物体的加速度与力和质量有关。 二、新课教学 （一）实验探究 实验方法：控制变量法 在研究物体的加速度与它受的力、它的质量间的关系时，因为涉及到三个物理量，为了研究问题的方便，可采取分别使一个量不变，而研究另外两个量之间关系的方法，这种方法叫做控制变量法。 1、加速度和力的关系 保持物体的质量m一定，测量物体在不同力F作用下的加速度a，分析a与F的关系。 设计表格，记录数据： 作出a-F图像，分析图像， 得出结论。 结论：在质量一定的情况下，加速度跟力成正比。 2、加速度和质量的关系 保持物体所受的力F一定，测量不同质量m的物体在力F作用下的加速度a，分析a与m的关系。 设计表格，记录数据： 作出a-m图像，分析图像， 得出结论。 结论：在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比。 （二）牛顿第二定律 1、文字表述：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。即： 式中k为比例系数，规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2 的加速度的力是1N，即1N =1kg·m/s2 ，此时 k=1 。 2、数学表达式： 3、说明： （1）式中各量只对同一物体而言。 （2）F合是研究对象所受的合外力，m是物体的质量， a为物体在合力F合作用下产生的加速度，a与F合的方向一致。 4、总结 同体性，a、m、F“同体”（同一物体） 矢量性，a、F同向； 瞬时性，a、F同时产生,同时消失,同时变化 独立性：每一个力对物体产生的加速度效果，并不 因其他力的作用而改变 （三）用牛顿第二定律解释物体做机械运动的原因 1、如果合外力的方向与物体运动的方向相同，则加速度的方向与运动方向相同，这时物体做加速运动。 2、如果合外力的方向与物体运动的方向相反，则加速度的方向与运动方向相反，这时物体做减速运动。 3、如果合外力不变（恒定），则加速度也不变（恒定），这时物体做匀变速直线运动。 4、如果合外力为零，则加速度也为零，这时物体做匀速直线运动或处于静止状态。 学生分组讨论并思考物体的加速度与力和质量有什么关系 引导学生设计实验探究物体的加速度与力和质量间的关系，学生分组讨论如何设计实验 引导学生归纳总结，探究本质 实验探究 讲授法 讨论法 教师梳理 师生总结 引导学生更深刻的认识与理解牛顿第二定律 引导学生总结加速度与力、质量的定量关系，培养学生分析问题、归纳总结的能力 引导学生思考如何探究物体的加速度与力和质量间的关系，培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与人不同的见解 通过实验探究，体会科学探究的快乐，体会科学的物理思想方法的精妙，培养学生的逻辑思维能力和分析问题、解决问题、归纳总结的能力 使学生更深刻的理解牛顿第二定律，认识牛顿第二定律的重要意义， 激发学生学习的积极性 技 能 训 练 过 程 3、 例题精讲 例：某伞兵和他携带的武器质量共为 80 kg ，降落伞未张开时，受到的空气阻力为 25 N，求伞兵在这段时间的加速度。 分析：伞兵在降落伞未打开时，受到二个力的作用： 竖直向下重力G 和向上的空气阻力F，伞兵所受的合力为F = G–F,方向向下。 四、巩固练习 1、质量为2.0t的汽车以10m/s的速度行驶，在关闭发动机 5s 内停下来，求汽车所受的阻力。 2、吊车开始起吊后，在2s内把质量为500kg的物体由静止吊起，匀加速到0.8 m/s，求钢丝绳对物体的拉力？ 分析：根据题意，画物体受力图。先求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律，求出钢丝绳对物体的拉力。 五、拓展训练 1、阅读资料：用动力学方法测质量。 2、作业：练习册练习4.3。 讲授法 讨论法 学生分组讨论，教师梳理思路，总结归纳 巩固新知，培养学生分析、解决问题的能力，落实巩固性原则 体会从生活走向物理，从物理走向生活，体现学以致用的思想，注重学生的情感体验，激发学生的求知欲和探索欲 课 堂 小 结 板 书 设 计 牛顿第二定律 一、实验探究 1、加速度与力的关系 2、加速度与质量的关系