《3 牛顿第二定律》名师教案教学设计.docx[001].docxVIP

专注：心无旁骛，万事可破

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专注：心无旁骛，万事可破

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第1课时

教学目标

1.经历推导牛顿第二定律数学式的过程，理解力的单位的定义。

2.理解牛顿第一定律与第二定律的关系。

3.理解牛顿第二定律的瞬时性、矢量性、同体性、因果性、独立性。

4.理解牛顿第二定律是联系运动学与动力学之间的桥梁。

5.能用牛顿第二定律解决相关问题。

教学重难点

教学重点

推导牛顿第二定律的数学式的过程、牛顿第二定律、应用牛顿第二定律解决相关问题

教学难点

牛顿第二定律的数学式的推导过程、牛顿第二定律、牛顿第二定律的应用

教学准备

多媒体课件

教学过程

引入新课

教师活动：播放装有矢量发动机的战斗机飞行的视频，播放装非矢量发动机的战斗机飞行的图片。

教师设问：从视频中可以看出，装有矢量发动机的飞机的机动性能明显地强于装有非矢量发动机的飞行。这是什么原因呢？学过这节课，我们就能很轻松地回答这个问题。

讲授新课

一、牛顿第二定律

教师设问：让学生回顾上节课的实验结果。

学生活动：学生之间讨论老师所提问题，然后举手回答。

教师设问：某地物体的加速度既与这个物体的质量有关系，又与加在这个物体上的外力有关系。实验中我们运用了控制变量的方法，得出的是控制其中的一个影响因素不变观察加速度随另一个影响因素的变化。如果这两个影响因素同时变化，那加速度应如何变化呢？

学生活动：学生之间讨论老师所提问题，然后举手回答。

教师活动：理答。

教师活动：PPT展示探究加速度与力和质量的关系的实验的结果。

在物体的质量一定时，加速度与这个物体所受到的外力成正比。

在物体所受的外力一定时，加速度与这个物体的质量成反比。

教师活动：讲解牛顿第二定律。

到此为止，我们的结论仍然带有猜想和推断的性质。只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时，这样的结论才能成为“定律”。

大量的实验和观察到的事实都可以得出与上节课实验同样的结论，由此可以总结出一般性的规律：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。这就是牛顿第二定律。

教师活动：讲解牛顿第二定律数学式的得出。

质量一定时，加速度与外力的关系可表示为

写成等式为

其中，k1为比例系数。

外力一定时，加速度与质量的关系可表示为

写成等式为

其中，k2为比例系数。

将(2)式和(4)联立起来可得

其中，k为比例系数。k的数值取决于a、F、m单位的选取。

当k=1时，质量为1kg的物体在某力的作用下获得1m/s2的加速度，则这个力

F=ma=1kg·m/s2

如果我们把这个力叫作“一个单位”的力的话，力F的单位就是千克米每二次方秒。后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号N表示。

在质量的单位取千克（kg），加速度的单位取米每二次方秒（m/s2），力的单位取牛顿（N）时，牛顿第二定律可以表述为

F=ma

二、对牛顿第二定律的理解

（一）牛顿第二定律的性质

教师活动：讲解牛顿第二定律的性质。

（1）瞬时性。当力作用于物体上时，物体瞬时就会产生相应的加速度，没有时间延迟。

（2）矢量性。当力作用在物体上时，加速度的方向与力的方向相同。

（3）同体性。加速度与外力是相对于同一物体而言的。

（4）因果性。力是产生加速度的原因。

（5）独立性。如果物体受到多个力（可以是自然的多个力，也可以是分解或合成后的多个力）的作用，那么各自的力产生各自的加速度。

按：上述牛顿第二定律的性质，老师可按实际情况讲解。前四个性质学生在后面解决问题的过程中会很容易地形成自己的理解。力的独立作用原理需要老师强调一下。

（二）牛顿第二定律与第一定律的关系

教师设问：牛顿第一定律用数学式可表示为

而牛顿第二定律的数学式为

F=ma

从牛顿第二定律的数学式也可得出：当F=0时，a=0。那么可不可以说牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例，即可不可以将牛顿第一定律合并到牛顿第二定律中？

教师活动：讲解牛顿第二定律与第一定律的关系。

(1)牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象、归纳推理而总结出来的；牛顿第二定律是通过探究加速度与力和质量的关系得出的实验定律。

(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是不