牛頓第二定律教案

本文由VCM仿真實驗提供   牛頓第二定律   ㈠ 教學目的：　 1.理解加速度與力的關系,知道這個關系建立的實驗過程. 2.理解加速度與質(zhì)量的關系, ,知道這個關系建立的實驗過程. 3.理解牛頓第二定律的內(nèi)容,知道牛頓第二定律的表達式的物理意義. 4.會用牛頓第二定律公式解決實際問題. 5.知道國際單位制中力的單位牛頓是如何定義的. ㈡ 重、難點點撥 1. 牛頓第二定律是動力學核心規(guī)律,是本章重點和中心內(nèi)容,在力學中占有很重要的地位.牛頓第二定律是實驗規(guī)律,實驗采用控制變量法來研究：⑴保持物體的質(zhì)量不變,改變物體所受的外力,測量物體在不同外力作用下的加速度,發(fā)現(xiàn)a＝F/m;⑵保持物體所受外力不變,改變物體的質(zhì)量,測量相同外力作用下不同質(zhì)量物體的加速度,發(fā)現(xiàn)a=F/m,在此基礎上,若F、m都發(fā)生變化的情況下,則有a=F/m ,這就是牛頓第二定律.控制變量方法是一種常用科研方法.要在教學中著力介紹. 2. 實驗中認為繩拉小車的力等于掛在繩上砝碼的重力（包括砝碼盤）.這是有條件的,即小車的質(zhì)量遠大于砝碼和砝碼盤的質(zhì)量.這是連接體問題,在此不進行討論. 3. 該實驗是探索規(guī)律的實驗,為了使同學們初次體會怎樣由實驗總結(jié)規(guī)律,建議有條件的學校教師可以用《牛頓第二定律實驗課件》演示,而學生進行分組實驗.通過學生自己動手,自己觀察,自己分析總結(jié)得出結(jié)論,效果會更理想. 4. 牛頓第二定律的理解應注意四點：⑴力是產(chǎn)生加速度的原因,兩者間存在因果關系;⑵力的方向就是加速度的方向,兩者間存在矢量對應關系;⑶若力是變化的,則產(chǎn)生的加速度也是變化的,兩者間存在瞬時對應關系;⑷牛頓第二定律只適用于研究宏觀物體、低速運動問題,同時所用參照系是慣性參照系,即只適用于對地面靜止或作勻速直線運動的參照系,a是相對地面的加速度. 5. 1N的定義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2 的加速度所需要的力.即 1N＝1kg m/s2 .這樣,牛頓第二定律就可表達打方程F=ma . ㈢教學器材 北京金洪恩課件《牛頓第二定律實驗》、書本中演示《牛頓第二定律》器材增至學生分組實驗數(shù)量. ㈣教學過程 【談話引入】上節(jié)學習物體運動狀態(tài)的改變.什么是物體運動狀態(tài)的改變呢？物體運動狀態(tài)的改變的難易程度與哪些因素有關？請同學們舉例說明。 下面請同學閱讀課本內(nèi)容,怎樣進行定量地研究加速度與力和質(zhì)量的關系？ 【課件演示】演示前設問： 1.實驗原理是什么？采用何種科研方法？ 2.實驗中要觀察什么現(xiàn)象？記錄哪些數(shù)據(jù)？ 3.根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出什么結(jié)論？ 演示過程：取兩個質(zhì)量相同的小車,放在光滑水平板上,繩的另一端跨過定滑輪,各掛一個盤,盤里分別放著數(shù)目不等的砝碼,使兩個小車在拉力作用下做加速運動.拉力大小可以認為等于砝碼（包括砝碼盤）的重量.小車質(zhì)量和力的大小,可以通過增、減砝碼來改變,車的后端也分別系上繩,用一只夾子夾住兩根細繩,用以同時控制兩輛小車,使他們同時運動和停止. 實驗分兩步進行： ⑴研究質(zhì)量一定（控制變量方法）,加速度和力的關系. 要求列表記錄數(shù)據(jù)    m/g   F/N S/cm 小車甲  250   20     80 小車乙  250   10     40 分析總結(jié)：F1/F2=2/1　　 s1=a1t2/2　　 s2=a2t2/2　　 a1/a2 =s1/s2 =2/1　 a1/a2 =F1/F2 ,即a=F/m ⑵研究力一定（控制變量方法）,加速度與質(zhì)量的關系. 列表計錄：     m/g   F/N  S/cm 小車甲    500   20     39 小車乙    250    20  80 分析總結(jié)：m1/m2=2/1  s1=a1t2/2  s2=a2t2/2　　 a1/a2=1/2　 a1/a2=m2/m1 a=F/m. 由上總結(jié)：物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,這就是牛頓第二定律.它的數(shù)學表達式是：a=F/m 或F=ma, F=kma 　　如果都用國際單位制,k=1,則有F=ma（物體受幾個力作用時,牛頓第二定律中的F表示合外力）. 牛頓第二定律：物體的加速度跟所受外力的合力成正比, ,跟物體的質(zhì)量成反比加速度的方向與合力的方向相同,寫成公式就是: F合=ma 詳細可上VCM仿真實驗咨詢

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