物理第三章第三节牛顿第二定律.doc

物理第三章第三节 牛顿第二定律
教学目标：
一、知识目标
1．理解加速度与力和质量的关系；
2．理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义；
3．知道得到牛顿第二定律的实验过程。
二、能力目标
培养学生的实验能力、分析能力和解决问题的能力。
教学重点
1．牛顿第二定律的实验过程；
2．牛顿第二定律。
教学难点
牛顿第二定律的意义。
教学用具
两辆质量相同的小车，光滑的水平板（一端带有定滑轮）；砝码（一盒），细绳、夹子
课时安排 2课时
教学过程
一、导入新课
1．提问：什么是物体运动状态的改变？物体运动状态发生改变的原因是什么？
2．引入新课：
通过上节课的学习，我们已知道：物体运动状态改变时产生加速度，而产生的加速度又和物体的质量及所受力的大小有关，那么：加速度跟物体所受力的大小及物体质量之间有什么关系呢？本节课我们就来研究这个问题。
二、新课教学
1、加速度和力的关系：
（1）用投影片出示本节课所用的实验装置，教师进行讲解：图中是两辆质量相同的小车，放在光滑的水平板上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里放有数量不等的砝码，使两辆小车在不同的拉力下做匀加速运动。
（2）对本次实验中说明的两个问题
a：砝码跟小车相比质量较小，细绳对小车的拉力近似地等于砝码所受的重力。
b：用一只夹子夹住两根细绳，以同时控控制两辆小车。
（3）实验的做法：
a：在两砝码盘中放不同数量的砝码，以使两小车所受的拉力不同。
b：打开夹子，让两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后关上夹子，让它们同时停下来。
（4）需观察的现象，观察两辆车在相等的时间里，所发生的位移的大小。（实验现象：所受拉力大的那辆小车，位移大）
（5）分析推理：
a：由公式得到在时间t一定时，位移s和加速度a成正比；
b：由实验现象得到：小车的位移与他们所受的拉力成正比。
c：推理得到结论：对质量相同的物体，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比，即：

（6）巩固练习：
a．据得到：要使物体在短时间内速度的改变很大，即加速度很大，就必须给物体提供 。
b．竞赛用的小汽车，要求起动后几秒钟内速度由零达到60m/s以上，他们为什么要装备功率很大的发动机？
2：加速度和质量的关系：
（1）实验装置同上；
（2）说明与前次实验的不同。
前一次实验中，我们是保持小车质量不变，而改变小车所受力的大小，来研究加速度和力之间的关系的。
本次实验是使两辆小车所受拉力相同，而在一辆小车上加放砝码的，以增大质量，研究加速度和质量之间关系的。
（3）实验现象：
在相同的时间里，质量小的那辆小车的位移大。
（4）分析推理，得到结论：
在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比，即
a1/a2=m2/m1或a∝
3：牛顿第二运动定律
（1）综合上述实验中得到的两个关系，得到下述结论：
物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。
（2）公式表示：
a∝或者F∝ma
即：F=kma
a：如果每个物理量都采用国际单位，k＝1；
b：力的单位（牛顿）的定义：使质量为1千克的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1牛顿。
（3）推广：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述关系可推广为：
物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的放心跟合力的方向相同 。 即F合＝ma。
（4）介绍F合和a的瞬时对应关系
a：只有物体受到力的作用，物体才具有加速度。
b：力恒定不变，加速度也恒定不变。
c：力随着时间改变，加速度也随着时间改变。
d：力停止作用，加速度也随即消失。
4：例题分析（课本例题）
（1）学生阅读例题内容
（2）分析：
FX
F2Y
F1Y
600
600
Y
X
F2
F1
要求物体的加速度质量m已知必须先求F1和F2的合力，而合力的大小可以用作图法求解，也可以用计算法求解。
（3）用投影片展示解题过程：
如图所示，建立平面直角坐标系，把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解F1的两个分力为：

F2的两个分力为：

F1y和F2y大小相等，方向相反，相互抵消，F1x和F2x的方向相同，所以：

已知合力F合和质量m，据F合＝ma，即可求得：

三、小结
1：本节课的研究方法——控制变量法
2：牛顿第二运动定律确定了a和F之间的大小关系，也确定的a和F的方向关系
3：求解合力时，可采用建立平面直角坐标系，将各个力沿x轴和y轴分解，最后求合力的方法。
四、作业
课本P53练习二