4.3 牛顿第二定律 导学案-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

本文围绕人教版物理必修第一册“牛顿第二定律”展开，承接运动和力关系的相关知识，为解决动力学问题奠基。通过课本导练、展示讨论等环节，培养学生物理观念、科学思维等核心素养，引导学生理解定律并应用其解释现象。 该设计亮点在于以问题驱动小组讨论，凸显学生主体地位。从学生层面看，提升科学推理与质疑能力；从教师层面看，提供清晰授课流程；从课堂效果看，增强互动，有效突破定律应用这一教学难点。

教版（2019）物理（必修第一册） 第四章 运动和力的关系 3．牛顿第二定律 【课标要求】理解牛顿第二定律，能用牛顿第二定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题． 【学习目标】 1．探索如何从F=kma演变到F=ma，揭秘单位是怎么来的． 2．使用牛顿第二定律去玩转物理问题，感受力和加速度的关联． 3．通过例子，体验牛顿第二定律如何链接运动和力的世界． 【学习重难点】 重点：牛顿第二定律的理解． 难点：牛顿第二定律的应用． 课本导练 1．牛顿第二定律的表达式 （1）内容：______________________________________________． （2）表达式：________． 2．力的单位 （1）力的国际单位：________，符号为________． （2）“牛顿”的定义：________________________________________． 1．甲、乙两辆小车放在水平桌面上，在相同拉力的作用下，甲车产生的加速度为1.5m/s2，乙车产生的加速度为4.5 m/s2，甲车的质量是乙车的几倍？（不考虑阻力） 2．一个物体受到的合力是4N时，产生的加速度为2m/s2．若该物体的加速度为6m/s2，它受到的合力是多大？ 3．光滑水平桌面上有一个质量是2kg的物体，它在水平方向上受到互成90°角的两个力作用，这两个力都是14N．这个物体加速度的大小是多少?沿什么方向? 展示讨论 小组讨论课本导练内容，并完成下列问题讨论且进行展示． 1．我们知道力的方向和加速度方向是一致的，但是当我们斜向上拉着箱子向前跑去时，箱子受到的拉力方向是斜向上方的，但是加速度方向却是水平向前的，这是为什么？ 2．平直路面上质量为30kg的手推车，在受到60N的水平推力时做加速度为1.5m/s2的匀加速直线运动．如果撤去推力，车的加速度大小是多少？方向如何？ 点评点拨 一、对牛顿第二定律的理解 对牛顿第二定律的理解 （1）公式F＝ma中，若F是合力，加速度a为物体的实际加速度；若F是某一个力，加速度a为该力产生的加速度． （2） 是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素． （3）F、m、a三个物理量的单位都为国际单位制单位时，才有公式F＝kma中k＝1，即F＝ma． 牛顿第二定律的四个性质 （1）_______________________________________． （2）_______________________________________． （3）_______________________________________． （4）_______________________________________． 例1． 歼击机在进入战斗状态时，要丢掉副油箱，这样做的目的是（ ） A．减小重力，使运动状态保持稳定　　　　 B．增大速度，使运动状态易于改变 C．增大加速度，使运动状态不易改变　　　　 D．减小惯性，有利于运动状态的改变 二、牛顿第二定律的简单应用 思维探究 质量为2kg的物体放在水平地面上，与水平地面的动摩擦因数为0.2，现对物体作用一向右与水平方向成37°斜向上、大小为10N的拉力F，使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度? 应用牛顿第二定律解题的一般步骤 （1）___________________________（2）___________________________ （3）___________________________（4）___________________________ 应用牛顿第二定律解题的方法 （1）矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，物体所受合力的方向即加速度的方向． （2）正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体所受的合外力． ①建立直角坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向（也就是不分解加速度），将物体所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，Fy＝0（或Fx＝0，Fy＝ma）． ②特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a．根据牛顿第二定律 列方程求解． 例2． 如图所示，倾角 的斜面固定在水平地面上， 时，一滑块从斜面底端以 的初速度向上滑动（斜面足够长），若滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5，滑动过程中滑块始终没有脱离斜面，取重力加速度 ， ， ．求： （1） 时滑块的速度； （2） 内滑块的位移． 变式训练1． 如图所示，细线一端系着质量为m的小球，另一端系在车厢顶部，小车在水平推力的作用下在水平面上做直线运动，细线与竖直方向的夹角保持 不变，且放在小车上质量为M的木块也与车厢保持相对静止。已知当地的重力加速度为g，木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.75，则下列说法正确的是（ ） A．小车不可能向左运动 B．此时小球的加速度大小为 C．此时木块受到的摩擦力大小为 ，方向水平向右 D．此时木块受到的摩擦力大小为 ，方向水平向右 小结小测 一、课堂小结 1．牛顿第二定律的内容 2．应用牛顿第二定律解题的一般步骤 二、课堂小测 判断题 1．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比．（ ） 2．公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取．（ ） 3．任何情况下，物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致．（ ） 4．物体的运动方向一定与它所受合外力的方向一致．（ ） 【参考答案】 课本导练 【答案】 1．（1）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）kma 2．（1）牛顿 N； （2）使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N，即1 N＝1 kg·m/s2 【答案】 3 【答案】 12N 【答案】 展示讨论 【答案】 力的分解：拉力分解成两个分力：一个沿水平方向（拉力的水平分力）。一个沿垂直方向（拉力的垂直分力）。 水平加速度：水平分力 F水平 负责推动箱子向前运动，根据牛顿第二定律 F=ma，水平加速度方向与水平分力方向一致。 垂直分力：垂直分力只影响箱子的竖直受力平衡，不影响箱子的水平加速度。 【答案】 ，方向与运动方向相反 点评点拨 【答案】 （1）因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度． （2）矢量性：F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同． （3）瞬时性：加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失． （4）独立性：作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和． 例1．【答案】D 【答案】 （1）确定研究对象． （2）进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程． （3）求出合力或加速度． （4）根据牛顿第二定律列方程求解． 例2．【答案】 （1） ，方向沿斜面向上；（2） ，方向沿斜面向上 变式训练1．【答案】D 小结小测 一、课堂小结 【答案】 一个物体的加速度与作用在它上面的合力成正比，与物体的质量成反比 【答案】 1、确定研究对象 2、分析物体的运动状态 3、对研究对象进行受力分析 4、建立坐标系 5、选取加速度的方向为正方向，求出在正 方向上所受的合外力 6、根据牛顿第二定律列方程，求解，必要 时对结果进行讨论。 【答案】 × × √ × 学科网（北京）股份有限公司 $$