高中牛頓第二定律教案
發(fā)表時間:2021-03-01高一物理 牛頓第二定律習(xí)題課。
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計劃和準(zhǔn)備,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生們有一個良好的課堂環(huán)境,幫助教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么如何寫好我們的教案呢?以下是小編為大家收集的“高一物理 牛頓第二定律習(xí)題課”希望對您的工作和生活有所幫助。
5、用牛頓第二定律解題的一般方法和步驟
略
例1:物體運動的速度方向、加速度方向與作用在物體上合外力的方向之間的關(guān)系是:A.速度方向、加速度方向、合外力方向三者總是相同的
B.速度方向可與加速度成任何夾角,但加速度方向總是與合外力的方向相同
C.速度方向總是與合外力方向相同,而加速度方向可能與速度方向相同,也可能不相同
D.速度方向總是與加速度方向相同,而速度方向可能與合外力方向相同,也可能不相同。
此正確答案應(yīng)為B
例2:一個物體受幾個力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),若保持其余幾個力不變,而將其中一個力F1逐漸減小到零,然后又逐漸增大到F1(方向不變),在這個過程中,物體的
A.加速度始終增大,速度始終增大
B.加速度始終減小,速度始終增大
C.加速度先增大,后減小,速度始終增大直到一定值
D.加速度和速度都是先增大后減小
此題答案應(yīng)為“C”
例3:如圖所示,在馬達(dá)驅(qū)動下,皮帶運輸機(jī)的皮帶以速率v向右水平運行,現(xiàn)將一塊磚正對皮帶上的A點輕輕地放在皮帶上,此后
A.一段時間內(nèi),磚塊將在滑動摩擦力的作用下對地做加速運動
B.當(dāng)磚的速率等于v時,磚塊與皮帶間摩擦力變?yōu)殪o摩擦力
C.當(dāng)磚塊與皮帶相對靜止時它位于皮帶上A點的右側(cè)的某一點B
D.磚塊在皮帶上有可能不存在磚塊與皮帶相對靜止的狀態(tài)
此題答案應(yīng)為AD
例4:自由下落的小球下落一段時間后與彈簧接觸,從它接觸彈簧開始到彈簧后縮到最短的過程中,小球的速度、加速度的變化情況是怎樣的?
解答:運動過程分三段
(1)加速度逐漸減小的變加速運動
(2)速度達(dá)到最大
(3)加速度逐漸增大的變減速運動,直到速度減小為零
例5:如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一條不計質(zhì)量的輕彈簧,放在光滑的水平面上,A球緊靠墻壁,今用力F將B球向左推壓彈簧,平衡后,突然將力F撤去的瞬間,則
A.A球的加速度為
B.A球的加速度為零
C.B球的加速度為
D.B球的加速度為0
此題正確答案應(yīng)為BC
例6:一質(zhì)量為m的小球,用兩根細(xì)繩懸吊處于靜止,其中A、B繩水平,OB繩與豎直方向成角,如圖所示
(1)當(dāng)剪斷水平繩AB的瞬間,小球加速度多大?方向如何?此時繩OB的拉力多大?(2)若剪斷繩OB,則小球的加速度又是多大?方向如何?繩AB的拉力多大?
解:(1)剪斷水平繩AB時,由于得力的作用效果,重力的一個分力拉BO繩,另一個分力使球沿垂直于繩OB的方向向下運動,mgsin=ma,∴a=gsin,方向垂直于OB向下,繩OB的拉力TOB=mgcos
(2)當(dāng)剪斷OB繩,此時小球在重力作用下沿豎直方向向下運動,其加速度就是重力加速度g,而繩AB的拉力為零。JAb88.Com
例7:一根質(zhì)量為M的木棒,上端用細(xì)繩系在天花板上,棒上有一質(zhì)量為m的猴子,如圖所示,若將繩子剪斷,猴子沿棒向上爬,仍保持與地面間高度不變,求這時木棒下落的加速度。
解法一:分別以棒和猴為對象,作其受力分析圖。
猴子:mg=f(1)
木棒:Mg+f=Ma(2)
(1)(2)聯(lián)立:Mg+mg=Ma
∴
解法二:
由牛頓第二定律有:
(M+m)g=Ma,∴
五、力學(xué)單位制
1、什么是單位制:
基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制
2、力學(xué)單位制
在力學(xué)中,我們選定長度、質(zhì)量和時間三個物理量的單位,作為基本單位,力學(xué)中的導(dǎo)出單位,如:速度單位,加速度單位,力的單位,密度單位等。
3、國際單位制的物理意義。
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高一物理《牛頓第二定律》教學(xué)設(shè)計
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時都會提前最好準(zhǔn)備,準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容,使高中教師有一個簡單易懂的教學(xué)思路。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?下面是小編精心為您整理的“高一物理《牛頓第二定律》教學(xué)設(shè)計”,希望能對您有所幫助,請收藏。
高一物理《牛頓第二定律》教學(xué)設(shè)計教學(xué)
目標(biāo)
一、知識與技能目標(biāo):
1.理解加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,知道得出這些關(guān)系的實驗過程。
2.知道國際單位制中力的單位是怎樣定義的。
3.理解牛頓第二定律的內(nèi)容,知道牛頓第二定律表達(dá)式的確切含義。會用牛頓第二定律的公式進(jìn)行計算。
二、過程與方法目標(biāo):
1.初步認(rèn)識科學(xué)探究的意義,嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題,探究其規(guī)律。
2.初步養(yǎng)成一定的信息收集和處理能力,分析、解決問題能力。
三、情感態(tài)度與價值觀目標(biāo):
了解人類探究自然規(guī)律的過程和方法,初步形成認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
教學(xué)重點
牛頓第二定律內(nèi)容、公式。
教學(xué)難點
決定物體加速度大小因素的實驗。
教學(xué)方法
講授、探究實驗法。
教具
兩個一端有定滑輪的木板(玻璃表面),三輛小車,若干砝碼,細(xì)繩,天平等。
教
教師活動
學(xué)生活動
引入新課
提問1:什么是物體運動狀態(tài)的改變?物體運動狀態(tài)改變的原因是什么?
提問2:初速度是零的勻加速直線運動的位移公式是什么?怎樣利用它來求加速度?
思考:物體運動狀態(tài)改變的難易程度與哪些因素有關(guān)?
舉例啟發(fā)學(xué)生思考:
大人、孩子分別去推同一輛車,產(chǎn)生的效果一樣嗎?為什么?
大人推一輛裝滿貨物的重車和一輛空車,產(chǎn)生的效果一樣嗎?為什么?
導(dǎo)入新課
學(xué)生回答
學(xué)生思考(猜想并回答)
進(jìn)行新課
第三節(jié)牛頓第二定律(板書)
出示學(xué)習(xí)目標(biāo)。
介紹實驗裝置及原理
一、探究質(zhì)量一定的情況下,加速度和力的關(guān)系(板書)
m/g
F/N
S/cm
第一次
第二次
第三次
小車1
小車2
s1=(1/2)a1t2
=a1/a2=s1/s2=2/1
s2=(1/2)a2t2=a1/a2=F1/F2a∝F
F1/F2=2/1
m/g
F/N
S/cm
第一次
第二次
第三次
小車1
小車2
二、探究力一定的情況下,加速度和質(zhì)量的關(guān)系(板書)。
S1=(1/2)a1t2
=a1/a2=2/1
S2=(1/2)a2t2=a1/a2=m2/m1a∝1/m
m1/m2=1/2
總結(jié)上面的結(jié)果,我們對加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系得到下面的結(jié)論。
三、牛頓第二定律:
1、內(nèi)容:物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。(板書)
牛頓第二定律也可以用公式表示:
a∝F/m或F∝ma
F=kma(板書)
巧妙地定義力的單位,有1N=k×1kg×1m/s2
學(xué)生觀察
學(xué)生參與、觀察、思考。
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)
學(xué)生參與、觀察、思考。
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)
學(xué)生敘述
就可以使k=1。
2、公式:F=ma(板書)
關(guān)于F=ma的說明:
矢量性:加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同。(板書)
瞬時性:
物體受到幾個力作用時,用F合表示合力,牛頓第二定律進(jìn)一步表述為:
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,加速度的方向與合力的方向相同。(板書)
F合=ma(板書)
例題:一個物體,質(zhì)量是2kg,受到互成120角的兩個力的作用,這兩個力的大小都是10N,這個物體產(chǎn)生的加速度是多大?(板書)
分析:應(yīng)先求出合力F,合力的大小可以用作圖法求出,也可以用計算求出。然后用牛頓第二定律求出加速度。
解:略。
課堂小結(jié):
鞏固練習(xí):
1、光滑水平桌面上有質(zhì)量為0.5kg的A物體和質(zhì)量為0.8kg的B物體,A受到1.2N的水平拉力,B受到2N的水平拉力,它們的加速度之比是多少?
2、將一個物體豎直上拋,它所受到的重力是10N,運動中所受空氣的阻力恒為2N,則上升、下降過程中,加速度大小之比是()
A、1:1;B、3:2;C、2:3;D、4:1。
3、一個質(zhì)量為2kg的物體,受到F1=6N、F2=5N、F3=4N的三個力作用,處于靜止?fàn)顟B(tài),若將F1撤除,物體的加速度為,其方向為。
課堂作業(yè):
練習(xí)二⑵、⑶、⑹題。
板書設(shè)計:
牛頓第二定律:
一、探究質(zhì)量一定的情況下,加速度和力的關(guān)系。
二、探究力一定的情況下,加速度和質(zhì)量的關(guān)系。
三、牛頓第二定律:
1、內(nèi)容:物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。
2、公式:F=ma
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,加速度的方向與合力的方向相同。
F合=ma
例題:
學(xué)生敘述
學(xué)生思考、回答
學(xué)生思考、回答。
第一冊牛頓第二定律習(xí)題課
5、用牛頓第二定律解題的一般方法和步驟
略
例1:物體運動的速度方向、加速度方向與作用在物體上合外力的方向之間的關(guān)系是:A.速度方向、加速度方向、合外力方向三者總是相同的
B.速度方向可與加速度成任何夾角,但加速度方向總是與合外力的方向相同
C.速度方向總是與合外力方向相同,而加速度方向可能與速度方向相同,也可能不相同
D.速度方向總是與加速度方向相同,而速度方向可能與合外力方向相同,也可能不相同。
此正確答案應(yīng)為B
例2:一個物體受幾個力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),若保持其余幾個力不變,而將其中一個力F1逐漸減小到零,然后又逐漸增大到F1(方向不變),在這個過程中,物體的
A.加速度始終增大,速度始終增大
B.加速度始終減小,速度始終增大
C.加速度先增大,后減小,速度始終增大直到一定值
D.加速度和速度都是先增大后減小
此題答案應(yīng)為“C”
例3:如圖所示,在馬達(dá)驅(qū)動下,皮帶運輸機(jī)的皮帶以速率v向右水平運行,現(xiàn)將一塊磚正對皮帶上的A點輕輕地放在皮帶上,此后
A.一段時間內(nèi),磚塊將在滑動摩擦力的作用下對地做加速運動
B.當(dāng)磚的速率等于v時,磚塊與皮帶間摩擦力變?yōu)殪o摩擦力
C.當(dāng)磚塊與皮帶相對靜止時它位于皮帶上A點的右側(cè)的某一點B
D.磚塊在皮帶上有可能不存在磚塊與皮帶相對靜止的狀態(tài)
此題答案應(yīng)為AD
例4:自由下落的小球下落一段時間后與彈簧接觸,從它接觸彈簧開始到彈簧后縮到最短的過程中,小球的速度、加速度的變化情況是怎樣的?
解答:運動過程分三段
(1)加速度逐漸減小的變加速運動
(2)速度達(dá)到最大
(3)加速度逐漸增大的變減速運動,直到速度減小為零
例5:如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一條不計質(zhì)量的輕彈簧,放在光滑的水平面上,A球緊靠墻壁,今用力F將B球向左推壓彈簧,平衡后,突然將力F撤去的瞬間,則
A.A球的加速度為
B.A球的加速度為零
C.B球的加速度為
D.B球的加速度為0
此題正確答案應(yīng)為BC
例6:一質(zhì)量為m的小球,用兩根細(xì)繩懸吊處于靜止,其中A、B繩水平,OB繩與豎直方向成角,如圖所示
(1)當(dāng)剪斷水平繩AB的瞬間,小球加速度多大?方向如何?此時繩OB的拉力多大?(2)若剪斷繩OB,則小球的加速度又是多大?方向如何?繩AB的拉力多大?
解:(1)剪斷水平繩AB時,由于得力的作用效果,重力的一個分力拉BO繩,另一個分力使球沿垂直于繩OB的方向向下運動,mgsin=ma,∴a=gsin,方向垂直于OB向下,繩OB的拉力TOB=mgcos
(2)當(dāng)剪斷OB繩,此時小球在重力作用下沿豎直方向向下運動,其加速度就是重力加速度g,而繩AB的拉力為零。
例7:一根質(zhì)量為M的木棒,上端用細(xì)繩系在天花板上,棒上有一質(zhì)量為m的猴子,如圖所示,若將繩子剪斷,猴子沿棒向上爬,仍保持與地面間高度不變,求這時木棒下落的加速度。
解法一:分別以棒和猴為對象,作其受力分析圖。
猴子:mg=f(1)
木棒:Mg+f=Ma(2)
(1)(2)聯(lián)立:Mg+mg=Ma
∴
解法二:
由牛頓第二定律有:
(M+m)g=Ma,∴
五、力學(xué)單位制
1、什么是單位制:
基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制
2、力學(xué)單位制
在力學(xué)中,我們選定長度、質(zhì)量和時間三個物理量的單位,作為基本單位,力學(xué)中的導(dǎo)出單位,如:速度單位,加速度單位,力的單位,密度單位等。
3、國際單位制的物理意義。
高一物理教案:《牛頓第二定律》教學(xué)設(shè)計
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計劃,作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生們有一個良好的課堂環(huán)境,幫助授課經(jīng)驗少的教師教學(xué)。那么如何寫好我們的教案呢?下面是小編為大家整理的“高一物理教案:《牛頓第二定律》教學(xué)設(shè)計”,相信能對大家有所幫助。
高一物理教案:《牛頓第二定律》教學(xué)設(shè)計
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
(1)通過演示實驗認(rèn)識加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系;
(2)會用準(zhǔn)確的文字?jǐn)⑹雠nD第二定律并掌握其數(shù)學(xué)表達(dá)式;
(3)通過加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系,深刻理解力是產(chǎn)生加速度的原因這一規(guī)律;
(4)認(rèn)識加速度方向與合外力方向間的矢量關(guān)系,認(rèn)識加速度與和外力間的瞬時對應(yīng)關(guān)系;
(5) 能初步運用運動學(xué)和牛頓第二定律的知識解決有關(guān)動力學(xué)問題.
能力目標(biāo)
通過演示實驗及數(shù)據(jù)處理,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納總結(jié)的能力;通過實際問題的處理,培養(yǎng)良好的書面表達(dá)能力.
情感目標(biāo)
培養(yǎng)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)、有序的思維習(xí)慣.
教學(xué)建議
教材分析
1、通過演示實驗,利用控制變量的方法研究力、質(zhì)量和加速度三者間的關(guān)系:在質(zhì)量不變的前題下,討論力和加速度的關(guān)系;在力不變的前題下,討論質(zhì)量和加速度的關(guān)系.
2、利用實驗結(jié)論總結(jié)出牛頓第二定律:規(guī)定了合適的力的單位后,牛頓第二定律的表達(dá)式從比例式變?yōu)榈仁?
3、進(jìn)一步討論牛頓第二定律的確切含義:公式中的 表示的是物體所受的合外力,而不是其中某一個或某幾個力;公式中的 和 均為矢量,且二者方向始終相同,所以牛頓第二定律具有矢量性;物體在某時刻的加速度由合外力決定,加速度將隨著合外力的變化而變化,這就是牛頓第二定律的瞬時性.
教法建議
1、要確保做好演示實驗,在實驗中要注意交代清楚兩件事:只有在砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的前題下,小車所受的拉力才近似地認(rèn)為等于砝碼的重力(根據(jù)學(xué)生的實際情況決定是否證明);實驗中使用了替代法,即通過比較小車的位移來反映小車加速度的大小.
2、通過典型例題讓學(xué)生理解牛頓第二定律的確切含義.
3、讓學(xué)生利用學(xué)過的重力加速度和牛頓第二定律,讓學(xué)生重新認(rèn)識出中所給公式 .
教學(xué)設(shè)計示例
教學(xué)重點:牛頓第二定律
教學(xué)難點:對牛頓第二定律的理解
示例:
一、加速度、力和質(zhì)量的關(guān)系
介紹研究方法(控制變量法):先研究在質(zhì)量不變的前題下,討論力和加速度的關(guān)系;再研究在力不變的前題下,討論質(zhì)量和加速度的關(guān)系.介紹實驗裝置及實驗條件的保證:在砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下,小車所受的拉力才近似地認(rèn)為等于砝碼的重力.介紹數(shù)據(jù)處理方法(替代法):根據(jù)公式 可知,在相同時間內(nèi),物體產(chǎn)生加速度之比等于位移之比.
以上內(nèi)容可根據(jù)學(xué)生情況,讓學(xué)生充分參與討論.本節(jié)書涉及到的演示實驗也可利用氣墊導(dǎo)軌和計算機(jī),變?yōu)槎繉嶒?
1、加速度和力的關(guān)系
做演示實驗并得出結(jié)論:小車質(zhì)量 相同時,小車產(chǎn)生的加速度 與作用在小車上的力 成正比,即 ,且 方向與 方向相同.
2、加速度和質(zhì)量的關(guān)系
做演示實驗并得出結(jié)論:在相同的力F的作用下,小車產(chǎn)生的加速度 與小車的質(zhì)量 成正比,即 .
二、牛頓第二運動定律(加速度定律)
1、實驗結(jié)論:物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.即 ,或 .
2、力的單位的規(guī)定:若規(guī)定:使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力叫1N.則公式中的 =1.(這一點學(xué)生不易理解)
3、牛頓第二定律:
物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.
數(shù)學(xué)表達(dá)式為: .或
4、對牛頓第二定律的理解:
(1)公式中的 是指物體所受的合外力.
舉例:物體在水平拉力作用下在水平面上加速運動,使物體產(chǎn)生加速度的合外力是物體
所受4個力的合力,即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉筆盒)
(2)矢量性:公式中的 和 均為矢量,且二者方向始終相同.由此在處理問題時,由合外力的方向可以確定加速度方向;反之,由加速度方向可以找到合外力的方向.
(3)瞬時性:物體在某時刻的加速度由合外力決定,加速度將隨著合外力的變化而變化.
舉例:靜止物體啟動時,速度為零,但合外力不為零,所以物體具有加速度.
汽車在平直馬路上行駛,其加速度由牽引力和摩擦力的合力提供;當(dāng)剎車時,牽引力突然消失,則汽車此時的加速度僅由摩擦力提供.可以看出前后兩種情況合外力方向相反,對應(yīng)車的加速度方向也相反.
(4)力和運動關(guān)系小結(jié):
物體所受的合外力決定物體產(chǎn)生的加速度:
當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相同——→物體做勻加速直線運動
當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相反——→物體做勻減速直線運動
以上小結(jié)教師要帶著學(xué)生進(jìn)行,同時可以讓學(xué)生考慮是否還有其它情況,應(yīng)滿足什么條件.
探究活動
題目:驗證牛頓第二定律
組織:2-3人小組
方式:開放實驗室,學(xué)生實驗.
評價:鍛煉學(xué)生的實驗設(shè)計和操作能力.
牛頓第二定律
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時能夠胸有成竹,作為高中教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?以下是小編為大家精心整理的“牛頓第二定律”,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
(1)通過演示實驗認(rèn)識加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系;
(2)會用準(zhǔn)確的文字?jǐn)⑹雠nD第二定律并掌握其數(shù)學(xué)表達(dá)式;
(3)通過加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系,深刻理解力是產(chǎn)生加速度的原因這一規(guī)律;
(4)認(rèn)識加速度方向與合外力方向間的矢量關(guān)系,認(rèn)識加速度與和外力間的瞬時對應(yīng)關(guān)系;
(5)能初步運用運動學(xué)和牛頓第二定律的知識解決有關(guān)動力學(xué)問題.
能力目標(biāo)
通過演示實驗及數(shù)據(jù)處理,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納總結(jié)的能力;通過實際問題的處理,培養(yǎng)良好的書面表達(dá)能力.
情感目標(biāo)
培養(yǎng)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)、有序的思維習(xí)慣.
教學(xué)建議
教材分析
1、通過演示實驗,利用控制變量的方法研究力、質(zhì)量和加速度三者間的關(guān)系:在質(zhì)量不變的前題下,討論力和加速度的關(guān)系;在力不變的前題下,討論質(zhì)量和加速度的關(guān)系.
2、利用實驗結(jié)論總結(jié)出牛頓第二定律:規(guī)定了合適的力的單位后,牛頓第二定律的表達(dá)式從比例式變?yōu)榈仁剑?br>
3、進(jìn)一步討論牛頓第二定律的確切含義:公式中的表示的是物體所受的合外力,而不是其中某一個或某幾個力;公式中的和均為矢量,且二者方向始終相同,所以牛頓第二定律具有矢量性;物體在某時刻的加速度由合外力決定,加速度將隨著合外力的變化而變化,這就是牛頓第二定律的瞬時性.
教法建議
1、要確保做好演示實驗,在實驗中要注意交代清楚兩件事:只有在砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的前題下,小車所受的拉力才近似地認(rèn)為等于砝碼的重力(根據(jù)學(xué)生的實際情況決定是否證明);實驗中使用了替代法,即通過比較小車的位移來反映小車加速度的大小.
2、通過典型例題讓學(xué)生理解牛頓第二定律的確切含義.
3、讓學(xué)生利用學(xué)過的重力加速度和牛頓第二定律,讓學(xué)生重新認(rèn)識出中所給公式.
教學(xué)設(shè)計示例
教學(xué)重點:牛頓第二定律
教學(xué)難點:對牛頓第二定律的理解
示例:
一、加速度、力和質(zhì)量的關(guān)系
介紹研究方法(控制變量法):先研究在質(zhì)量不變的前題下,討論力和加速度的關(guān)系;再研究在力不變的前題下,討論質(zhì)量和加速度的關(guān)系.介紹實驗裝置及實驗條件的保證:在砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下,小車所受的拉力才近似地認(rèn)為等于砝碼的重力.介紹數(shù)據(jù)處理方法(替代法):根據(jù)公式可知,在相同時間內(nèi),物體產(chǎn)生加速度之比等于位移之比.
以上內(nèi)容可根據(jù)學(xué)生情況,讓學(xué)生充分參與討論.本節(jié)書涉及到的演示實驗也可利用氣墊導(dǎo)軌和計算機(jī),變?yōu)槎繉嶒灒?/p>
1、加速度和力的關(guān)系
做演示實驗并得出結(jié)論:小車質(zhì)量相同時,小車產(chǎn)生的加速度與作用在小車上的力成正比,即,且方向與方向相同.
2、加速度和質(zhì)量的關(guān)系
做演示實驗并得出結(jié)論:在相同的力F的作用下,小車產(chǎn)生的加速度與小車的質(zhì)量成正比,即.
二、牛頓第二運動定律(加速度定律)
1、實驗結(jié)論:物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.即,或.
2、力的單位的規(guī)定:若規(guī)定:使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力叫1N.則公式中的=1.(這一點學(xué)生不易理解)
3、牛頓第二定律:
物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.
數(shù)學(xué)表達(dá)式為:.或
4、對牛頓第二定律的理解:
(1)公式中的是指物體所受的合外力.
舉例:物體在水平拉力作用下在水平面上加速運動,使物體產(chǎn)生加速度的合外力是物體
所受4個力的合力,即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉筆盒)
(2)矢量性:公式中的和均為矢量,且二者方向始終相同.由此在處理問題時,由合外力的方向可以確定加速度方向;反之,由加速度方向可以找到合外力的方向.
(3)瞬時性:物體在某時刻的加速度由合外力決定,加速度將隨著合外力的變化而變化.
舉例:靜止物體啟動時,速度為零,但合外力不為零,所以物體具有加速度.
汽車在平直馬路上行駛,其加速度由牽引力和摩擦力的合力提供;當(dāng)剎車時,牽引力突然消失,則汽車此時的加速度僅由摩擦力提供.可以看出前后兩種情況合外力方向相反,對應(yīng)車的加速度方向也相反.
(4)力和運動關(guān)系小結(jié):
物體所受的合外力決定物體產(chǎn)生的加速度:
當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相同——→物體做勻加速直線運動
當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相反——→物體做勻減速直線運動
以上小結(jié)教師要帶著學(xué)生進(jìn)行,同時可以讓學(xué)生考慮是否還有其它情況,應(yīng)滿足什么條件.
探究活動
題目:驗證牛頓第二定律
組織:2-3人小組
方式:開放實驗室,學(xué)生實驗.
評價:鍛煉學(xué)生的實驗設(shè)計和操作能力.