牛顿第二定律 教学设计3

（一）教学目的：

1.理解加速度与力的关系,知道这个关系建立的实验过程.

2.理解加速度与质量的关系, ,知道这个关系建立的实验过程.

3.理解牛顿第二定律的内容,知道牛顿第二定律的表达式的物理意义.

4.会用牛顿第二定律公式解决实际问题.

5.知道国际单位制中力的单位牛顿是如何定义的.

（二）重、难点点拨

1. 牛顿第二定律是动力学核心规律,是本章重点和中心内容,在力学中占有很重要的地位.牛顿第二定律是实验规律,实验采用"控制变量法"来研究：⑴保持物体的质量不变,改变物体所受的外力,测量物体在不同外力作用下的加速度,发现a＝F/m;⑵保持物体所受外力不变,改变物体的质量,测量相同外力作用下不同质量物体的加速度,发现a=F/m,在此基础上,若F、m都发生变化的情况下,则有a=F/m ,这就是牛顿第二定律."控制变量方法"是一种常用科研方法.要在教学中着力介绍.

2. 实验中认为绳拉小车的力等于挂在绳上砝码的重力（包括砝码盘）.这是有条件的,即小车的质量远大于砝码和砝码盘的质量.这是连接体问题,在此不进行讨论.

3. 该实验是探索规律的实验,为了使同学们初次体会怎样由实验总结规律,建议有条件的学校教师可以用《牛顿第二定律实验课件》演示,而学生进行分组实验.通过学生自己动手,自己观察,自己分析总结得出结论,效果会更理想.

4. 牛顿第二定律的理解应注意四点：⑴力是产生加速度的原因,两者间存在因果关系;⑵力的方向就是加速度的方向,两者间存在矢量对应关系;⑶若力是变化的,则产生的加速度也是变化的,两者间存在瞬时对应关系;⑷牛顿第二定律只适用于研究宏观物体、低速运动问题,同时所用参照系是惯性参照系,即只适用于对地面静止或作匀速直线运动的参照系,a是相对地面的加速度.

5. 1N的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s²的加速度所需要的力.即

1N＝1kgm/s².这样,牛顿第二定律就可表达打方程F=ma .

㈢教学器材

北京金洪恩课件《牛顿第二定律实验》、书本中演示《牛顿第二定律》器材增至学生分组实验数量.

㈣教学过程

【谈话引入】上节学习物体运动状态的改变.什么是物体运动状态的改变呢？物体运动状态的改变的难易程度与哪些因素有关？请同学们举例说明。

下面请同学阅读课本内容,怎样进行定量地研究加速度与力和质量的关系？

【课件演示】演示前设问：

1.实验原理是什么？采用何种科研方法？

2.实验中要观察什么现象？记录哪些数据？

3.根据数据分析得出什么结论？

演示过程：取两个质量相同的小车,放在光滑水平板上,绳的另一端跨过定滑轮,各挂一个盘,盘里分别放着数目不等的砝码,使两个小车在拉力作用下做加速运动.拉力大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重量.小车质量和力的大小,可以通过增、减砝码来改变,车的后端也分别系上绳,用一只夹子夹住两根细绳,用以同时控制两辆小车,使他们同时运动和停止.

实验分两步进行：

⑴ 研究质量一定（控制变量方法）,加速度和力的关系.

要求列表记录数据

m/g F/N S/cm

小车甲 250 20 80

小车乙 250 10 40

分析总结：F₁/F₂=2/1s₁=a₁t₂/2s₂=a₂t₂/2a₁/a₂=s₁/s₂=2/1

a₁/a₂=F₁/F₂,即a=F/m

⑵ 研究力一定（控制变量方法）,加速度与质量的关系.

列表计录：

m/g F/N S/cm

小车甲 500 20 39

小车乙 250 20 80

分析总结：m₁/m₂=2/1 s1=a₁t₂/2 s2=a₂t₂/2 a₁/a₂=1/2

a₁/a₂=m₂/m₁a=F/m.

由上总结：物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,这就是牛顿第二定律.它的物理表达式是：a=F/m或F=ma,F=kma

如果都用国际单位制,k=1,则有F=ma（物体受几个力作用时,牛顿第二定律中的F表示合外力）.

牛顿第二定律：物体的加速度跟所受外力的合力成正比, ,跟物体的质量成反比加速度的方向与合力的方向相同,写成公式就是:

F合=ma