《2022年高中物理 第四章 第三節(jié) 牛頓第二定律教案 新人教版必修1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高中物理 第四章 第三節(jié) 牛頓第二定律教案 新人教版必修1(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高中物理 第四章 第三節(jié) 牛頓第二定律教案 新人教版必修1
【課型】新授課 【課時(shí)】1課時(shí)
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能
1.能準(zhǔn)確表述牛頓第二定律.
2.能根據(jù)對(duì)1N定義,理解牛頓第二定律的數(shù)學(xué)關(guān)系式是如何從F = kma 的.
3.知道牛頓第二定律是針對(duì)質(zhì)點(diǎn)使用的,因?yàn)殛P(guān)系式中的F應(yīng)是質(zhì)點(diǎn)所受的合力.能從同時(shí)性、矢量性等方面深入理解牛頓第二定律,理解為什么說(shuō)牛頓第二定律是連接運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的橋梁.
過(guò)程與方法
1. 過(guò)對(duì)上節(jié)課實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié),歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所
2、受外力的關(guān)系,進(jìn)而總結(jié)出牛頓第二定律.
2.培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1. 認(rèn)識(shí)到由實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法.
2. 通過(guò)牛頓第二定律的應(yīng)用能深切感受到科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
教學(xué)重點(diǎn)
牛頓第二定律應(yīng)用.
教學(xué)難點(diǎn)
牛頓第二定律的意義.
教學(xué)方法:
探究、講授、討論、觀察、思考、歸納.
【教學(xué)過(guò)程】
【新課導(dǎo)入】
【問(wèn)題】通過(guò)上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn),我們知道當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關(guān)系?
【回答】當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受的作
3、用力成正比.
【問(wèn)題】當(dāng)物體所受力不變時(shí)物體的加速度與其質(zhì)量之間存在什么關(guān)系?
【回答】當(dāng)物體所受的力不變時(shí)物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比.
【問(wèn)題】當(dāng)物體所受的力和物體的質(zhì)量都發(fā)生變化時(shí),物體的加速度與其所受的作用力、質(zhì)量之間存在怎樣的關(guān)系呢?
【新課教學(xué)】
3 牛頓第二定律
一、牛頓第二定律
【總結(jié)】通過(guò)上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn),再一次證明了:物體的加速度大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.這就是牛頓第二定律.
【問(wèn)題】如何用數(shù)學(xué)式子把以上的結(jié)論表示出來(lái)?
【回答】 或者
【問(wèn)題】如何把以上式子寫(xiě)成等式?
【回答】需要引入比例常數(shù)k
4、
【解說(shuō)】可以把上式再變形為.
【說(shuō)明】F指的是物體所受的合力.
二、力的單位
【過(guò)渡】前面已經(jīng)學(xué)過(guò),在國(guó)際單位制中力的單位是牛頓.其實(shí),國(guó)際上牛頓這個(gè)單位是這樣定義的:質(zhì)量為1 kg的物體,獲得1 m/s2的加速度時(shí),受到的合外力為1 N,即1 N=1 kg·m/s2.
可見(jiàn),如果各量都采用國(guó)際單位,則k=1,
【總結(jié)】牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.
【問(wèn)題】牛頓第二定律不僅描述了F、m、a的數(shù)量關(guān)系,還描述了它們的方向關(guān)系,結(jié)合上節(jié)課實(shí)驗(yàn)的探究,它們的方向關(guān)系如何?
【回答】質(zhì)量m是標(biāo)量,沒(méi)有方向.合力的方向與加速度方向相同.我們說(shuō)牛頓第二定律具有同向性.
【總結(jié)】力是使物體
5、產(chǎn)生加速度的原因,力與物體的加速度具有矢量性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性等幾個(gè)特點(diǎn):
1.矢量性.物體加速度的方向與物體所受合外力的方向永遠(yuǎn)相同,時(shí)刻相同,合外力的方向即為加速度的方向.
2.瞬時(shí)性.加速度矢量與合外力矢量之間的正比關(guān)系具有瞬時(shí)性,即某時(shí)刻的合外力對(duì)應(yīng)著某時(shí)刻的加速度,所以它適合解決物體在某一時(shí)刻或某一位置力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的問(wèn)題.同時(shí)還表明物體只要一受到合外力作用,物體立即產(chǎn)生加速度;合外力消失,加速度也立即消失.
3.同體性:a=各量都是屬于同一物體的,即研究對(duì)象的統(tǒng)一性.
4.獨(dú)立性:F合產(chǎn)生的a是物體的合加速度,x方向的合力產(chǎn)生x方向的加速
6、度,y方向的合力產(chǎn)生y方向的加速度.牛頓第二定律的分量式為Fx=max,Fy=may.
【例題1】某質(zhì)量為1 100 kg的汽車(chē)在平直路面上試車(chē),當(dāng)達(dá)到100 km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),經(jīng)過(guò)70 s停下來(lái),汽車(chē)受到的阻力是多大?重新起步加速時(shí)牽引力為2 000 N,產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大?(假定試車(chē)過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力不變)
【解析】在試車(chē)第一階段,汽車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng), V0=100 km/h=27.8 m/s ,t=70 s v=0 m/s
由牛頓第二定律可得汽車(chē)的加速度:
汽車(chē)受到的阻力為:
在重新起步并加速后,汽車(chē)除了受到上述阻力外,還受到牽引力F,汽車(chē)所受的合力為:
7、
由牛頓第二定律可得汽車(chē)的加速度:
加速度是矢量,方向與合外力方向相同.
【總結(jié)】牛頓第二定律應(yīng)用時(shí)的一般步驟.
1.確定研究對(duì)象.
2.分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,畫(huà)出研究對(duì)象的受力分析圖.
3.求出合力.注意用國(guó)際單位制統(tǒng)一各個(gè)物理量的單位.
4.根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律建立方程并求解.
【例題2】光滑水平桌面上一個(gè)物體,質(zhì)量是 2 kg ,受到互成120°角的兩個(gè)力 F1 和 F2 的作用.這兩個(gè)力的大小都是 10N ,這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大?
【分析】牛頓第二定律中F合是指合力而言,本題中物體受到兩個(gè)互成角度的力,解題時(shí)可以
8、先對(duì)力進(jìn)行合成或者分解到坐標(biāo)軸上.求得合力后利用牛頓第二定律求解加速度.
【解析】對(duì)物體進(jìn)行受力分析,求和 的合力.把力分別沿x軸和y 軸的方向進(jìn)行分解,它們的分立為
和 在y 軸方向的兩個(gè)分力和大小相等、方向相反平衡合力為零,在x 軸方向的兩個(gè)分力和方向相同,這兩個(gè)力的合力就是和 的合力,即
由牛頓第二定律 得
【說(shuō)一說(shuō)】質(zhì)量不同的物體,所受的重力不一樣,他們只有下落時(shí)加速度卻是一樣的.你怎么解釋?
【點(diǎn)撥】一個(gè)質(zhì)量為m的物體
受到的重力G=mg
它自由下落時(shí)加速度為:a=G/m (根據(jù)牛頓第二定律F=ma,自由下
9、落時(shí)合外力F=G)
G=mg,
a=mg/m,把m約掉,所以a=g
自由下落時(shí)物體的加速度與質(zhì)量沒(méi)關(guān)
【科學(xué)漫步】用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量
在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中,如果知道物體的受力情況和加速度,也可以測(cè)出物體的質(zhì)量,就是說(shuō),質(zhì)量可以用動(dòng)力學(xué)的方法來(lái)測(cè)定.下面是用動(dòng)力學(xué)的方法測(cè)定質(zhì)量的一個(gè)有趣的題目,希望同學(xué)們好好研究一下.
1966年曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎(chǔ)的測(cè)定質(zhì)量的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)時(shí),用雙子星號(hào)宇宙飛船m1,去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組m2,接觸以后,開(kāi)動(dòng)飛船尾部的推進(jìn)器,使飛船和火箭組共同加速.推進(jìn)器的平均推力F等于895 N,推進(jìn)器開(kāi)動(dòng)7 s,測(cè)出飛船和火箭組的速度改變是
10、0.91 m/s.已知雙子星號(hào)宇宙飛船的質(zhì)量m1=3400 kg.求火箭組的質(zhì)量m2 是多大.
推進(jìn)器的推力使宇宙飛船和火箭組產(chǎn)生的加速度
根據(jù)牛頓第二定律F=ma=(m1+m2)a得
實(shí)際上,火箭組的質(zhì)量已經(jīng)被獨(dú)立地測(cè)出.實(shí)驗(yàn)的目的是要發(fā)展一種技術(shù),找出測(cè)定軌道中人造衛(wèi)星或其他物體的未知質(zhì)量的方法.先已測(cè)出火箭組的質(zhì)量為3 660 kg,因而實(shí)驗(yàn)誤差不大于5%——正好在預(yù)期的誤差范圍之內(nèi).
【課時(shí)小結(jié)】
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了牛頓第二定律:F=ma.牛頓第二定律具有同向性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性.牛頓第二定律解決問(wèn)題的一般方法..
【布置作業(yè)】
課本P78 1,2,3,4,5
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
3 牛頓第二定律
一、牛頓第二定律
內(nèi)容:物體的加速度跟所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比.加速度的方向跟合外力的方向相同
二、力的單位
表達(dá)式 F=ma
對(duì)牛頓第二定律的理解:①矢量性 ②瞬時(shí)性 ③同體性 ④獨(dú)立性
【教學(xué)后記】
牛頓第二定律的內(nèi)容、比例式本身較簡(jiǎn)單,但對(duì)牛頓第二定律深層理解和具體應(yīng)用對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定困難.本節(jié)課是通過(guò)多舉有針對(duì)性的實(shí)例,通過(guò)對(duì)實(shí)例的細(xì)致分析來(lái)突破這些困難的.精講多練,注重總結(jié)歸納是本教學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)