第4章 3 牛顿第二定律（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

该高中物理导学案聚焦牛顿第二定律，涵盖定律表述、公式推导、力的单位定义及简单应用。通过问题导入结合上节课实验数据，引导学生分析a-F与a-1/m图像，从实验结论推导定律内容，搭建“实验探究—定律建立—单位定义”的学习支架。 以核心素养为引领，通过推导F=ma培养科学思维（模型建构与科学推理），结合高铁启动等生活情境强化物理观念（运动与相互作用观），典例与对标训练突出易错点，助力学生理解矢量性、瞬时性等性质，提升解决实际问题的能力。

3 牛顿第二定律 【定标—核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 牛顿第二定律的表述、意义、公式及其应用；力的单位的定义。 1. 能够从实验数据推导得出F=ma，解释比例系数k=1的条件（国际单位制），理解单位制对公式简化的意义； 2. 重新建构1N的定义（使1kg物体产生1m/s²加速度的力）； 3. 能复述牛顿第二定律的完整表述，理解其矢量性、因果性（F是a的原因）、瞬时性（a随F瞬时变化）、同体性（F、m、a三者是对于同一物体而言的）、独立性（每个分力产生的加速度的矢量和等于该物体的加速度）； 4. 能理解牛顿第二定律的局限性，只适用于惯性系； 5. 能够将生活中的运动情境转化为物理模型，应用牛顿第二定律分析运动过程。 1. 通过理解牛顿第二定律的因果性、瞬时性等特征，理解运动和力的关系，深化运动与相互作用观； 2. 通过确定比例系数k的思维过程，能根据1N的定义，经历单位的产生过程，培养学生的创造性思维； 3. 通过牛顿第二定律的数学表达式从F=kma变成F=ma的过程，经历基于事实证据和科学推理对物理模型抽象概括的过程，对通过控制变量法得出的结论进行修正，并提出创造性见解； 4. 通过分析探究实验的数据,能够得出牛顿第二定律的数学表达式F=ma，并准确表述牛顿第二定律的内容； 5. 通过分析数据，从数据获取规律的过程，能基于证据进行交流、评估得出结论； 6. 会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题，体会物理的实用价值，培养关注生活、关注实际的态度。 重点及难点 重点：根据实验探究结论推理出牛顿第二定律的数学表达式；正确理解并运用牛顿第二定律分析解决简单的动力学问题。 难点:根据实验探究结论推理出牛顿第二定律的数学表达式；体会牛顿第二定律是确立运动与力之间关系的桥梁，体会定律中的因果性、瞬时性等特征。 题型及难度 选择题和计算题，难度从基础、中等到偏难都有。 【本课时主要内容】 牛顿第二定律 力的单位 牛顿第二定律的简单应用 知识导航　正比　反比　相同　F=kma　矢量和 探究1　牛顿第二定律的表达式和力的单位 【问题导入】 根据上节课的实验数据绘制图像，结果表明，小车的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。那么，对于任何物体都是这样的吗？什么样的结论才能成为“定律”？ 【思考与讨论】 1、 通过上节课探究实验的结果，即依据画出的a-F图像和a-图像进行讨论，牛顿第二定律的文字表述是什么？ 2、 如何用数学公式把这个结论表示出来？在没有力的单位的情况下，如何简化数学表达式？ 3、 取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每二次方秒（m/s2 ），根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？ 4、 用一个力推物体，物体没动，没有产生加速度，这与牛顿第二定律是否矛盾？为什么？要使物体产生加速度应该满足什么条件? 典例1关于牛顿第二定律,下列说法错误的是 (　　) A. 牛顿第二定律的表达式F=ma是矢量式,a与F方向始终相同 B. 某一瞬间的加速度,只能由这一瞬间的外力决定,而与这一瞬间之前或之后的外力无关 C. 在公式F=ma中,若F为合力,则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和 D. 物体的运动方向一定与物体所受合力的方向相同 必备知识　牛顿第二定律的表达式及五个性质. 关键能力　 【答案】D 【解题思路】 对标训练1 关于牛顿第二定律的数学表达式F=kma,下列说法正确的是 (　　) A. 在任何情况下表达式中k都等于1 B. 表达式中k的数值由质量、加速度和力的大小决定 C. 表达式中k的数值只由质量和力的单位决定 D. 物理中定义使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N 【答案】D 【解题思路】 易错提醒 物体实际所受的力往往不止一个,牛顿第二定律表达式中F指的是物体所受的合力. 探究2　牛顿第二定律的简单应用 【问题导入】 引导学生应用牛顿第二定律解决“汽车起步、刹车”等真实的情境问题。 【思考与讨论】 1、 如何确定研究对象？ 2、 如何进行受力分析？ 3、 如何将运动状态与受力情况联系？ 4、 总结利用牛顿第二定律解决简单运动问题的整体思路和步骤？ 典例2 (教材改编题)高铁已成为我国的名片.某人为了测量高铁启动过程的加速度,将一支笔(可视为质点)用细线系于高铁车厢内的顶壁上,高铁启动过程中,发现系笔的细线偏离竖直线的夹角为θ=37°,此时笔和车厢相对静止,如图所示,笔的质量为0.1 kg.求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2) 　典例2 (1) 车厢运动的加速度大小; (2) 细线对笔的拉力大小. 必备知识　牛顿第二定律,力的合成与分解. 关键能力　 【答案】(1) 7.5 m/s2　(2) 1.25 N　 【解题思路】 对标训练2 如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上.现用大小为40 N、与水平方向夹角为37°斜向上的力F拉物体,使物体沿水平面做匀加速直线运动(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8). 　对标训练2 (1) 若水平面光滑,求物体加速度的大小; (2) 若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,求物体加速度的大小. 【答案】　(1) 8 m/s2　(2) 6 m/s2　 【解题思路】 (1) (2) 易错提醒 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;瞬时性:加速度与合力是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失. 学科网（北京）股份有限公司 $