必修1—6.2牛顿第二定律

第一篇：必修1—6.2牛顿第二定律

普通高中课程标准实验教科书物理必修1（鲁科版）

福州格致中学颜有虹教案

CHⅥ 力与运动

2、牛顿第二定律（三课时）

教学目标：

1、知识与技能目标：

（1）掌握力加速度和质量之间的关系，即掌握牛顿第二定律的内容。（2）知道牛顿这个单位的得出，知道国际标准单位制

（3）能初步运用牛顿第二定律结合运动学公式解决知力求运动和知运动求力的问题。

2、过程与方法目标：经历探究加速度与力和质量关系的过程。感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用。

3、情感态度与价值观目标：体验科学探究的乐趣，培养观察能力、质疑能力以及交流合作的能力。

教学重难点：牛顿第二运动定律的探究与运用

教学方法：实验探究法、图像法、控制变量法

媒体应用： 1——演示实验：两辆小车、带滑轮的长木板、细线、铁夹、砝码

2——学生分组实验：小车、带滑轮的长木板、细线、打点计时器、砝码、天平

教学过程：

考虑到实验室安排不过来，将这部分内容分成几个课时，第一课时用演示实验（或视频）先得出规律，解决单位制问题；第二课时再引导学生设计分组实验方案，进行分组实验；第三课时解决牛顿第二定律的应用问题。

第一课时——探究牛顿第二定律、力学单位制

一、导入新课：

我们前一节课知道力是改变物体物体运动状态的，运动状态变化的快慢既与外力有关，也与惯性有关。外力大，物体就比较快发生运动状态的改变，惯性大——也就是质量大，物体运动状态的改变就比较慢。

运动学中我们学到什么物理量可以描述运动状态改变的快慢程度呢？——这就是加速度。

所以我们可以发现，在加速度、质量和力之间存在有一定的关系。力越大，加速度就越大；质量越大，也就是惯性越大，加速度则越小。那么能不能找到一个函数表示式来表述这三个量的关系呢？

大家可以先猜想一下，它们大概是什么函数关系。——通常学生可能说加速度与质量成反比，与力成正比。这时要强调要证明这些关系，需要定量测量。

二、新课教学

1、实验方案设计：

（1）在该实验中，有两个量同时影响加速度，所以要比较出它们之间的关系，我们必须要——控制变量（这个方法学生基本都能答出，但要学生讨论如何控制）（2）本实验中要测三个物理量，都可以用什么来测量？

学生一般会答：力用弹簧秤来测量，质量用天平来测量，加速度可以用闪光照片或打点计时器测出位移随时间的变化来间接测量。

教师在肯定学生回答的基础上请学生画出设计的装置图。——基本上是用弹簧秤拉着小车在水平桌面上加速运动，车后夹纸带，纸带通过打点计时器。

让学生讨论该实验存在的问题。引导学生思考一方面小车受到的拉力不是小车受的合力，车还受摩擦，也会改变车的运动状态，最终加速度应该由合力来决定。可是摩擦力还未知。另一方面用弹簧秤拉着车做加速运动很难控制是匀加速的。运动中的弹簧秤也不好读数。

思考解决方案。

对前一个问题：一种思路是测出滑动摩擦力——（把小车用弹簧秤系在固定物上，抽出小车下的木板，此时弹簧秤拉力与木板对车的动摩擦平衡），利用滑动摩擦力大小只与压力和动摩擦因数有关，改变水平拉力时不改变摩擦力，所以合力还是可以测出来的。

另一种思路是先利用斜面平衡掉摩擦力，（调整斜面的倾角，使车能在斜面上匀速下滑）

对后一个问题：可以用细线跨过定滑轮，在细线另一端挂上小钩码，利用小钩码的重力来拉动小普通高中课程标准实验教科书物理必修1（鲁科版）

福州格致中学颜有虹教案

车。

综合以上方案提出分组实验的设计。布置分组实验的预习报告。

2、演示实验：分组实验需要大量的时间处理实验数据。所以我们今天先通过简单的演示实验寻找规律。装置基本同前，在不要求太准确实验的前提下，我们可以忽略摩擦力，并且用简单粗略的方法比较加速度。

我们先用两辆质量相同的小车，都用细线牵引，细线跨过定滑轮，下挂不一样质量的钩码，钩码质量比为1：2；用铁夹控制小车的启动和停止，发现相同时间内钩码质量大的小车运动距离是另一车的两倍。车的运动遵循运动学公式s12at，因此说明了车的加速度之比为1：2；可见车的加速度与外力成正比； 2 我们再用两辆质量比为1：2的小车，另一端挂一样质量的钩码，发现车的位移比为2：1，说明加速度比为2：1，即加速度与质量成反比。

3、牛顿第二定律

综合上面的研究，我们对力、质量、加速度的关系得到了这样的结论：物体的加速度与作用力成正比，与质量成反比。这就是牛顿第二定律。用数学公式表示为aF，或者Fkma，其中K为比例系数。m如果公式中的单位取的合适，就可以使K=1,使公式简化。

我们知道，在国际单位制种，力的单位是牛顿。牛顿这个单位就在根据牛顿第二定律来的，使质量为221Kg的物体产生1m/s的加速度，用的力是1N。所以1牛顿=1千克米/秒.所以我们选力的单位为牛顿，质量单位为千克，加速度单位为米每二次方秒，牛顿第二定律的公式就是Fma。非常的简洁漂亮。

掌握牛顿第二定律，还要注意以下几点：

1是可能同时又多个力作用在物体上，每个力都会迫使物体改变运动状态，但最终物体的运动状态改不改变，改变的快慢取决于所有力的合力，所以大家记公式时要记F合ma。以免漏力。

2是力和加速度都是矢量，都有方向。牛顿第二定律不仅确定了加速度和力的大小之间的关系。而且确定了它们之间的方向关系。力的方向就是加速度的方向，也就是速度变化的方向，注意不是速度的方向。

3是这个公式是瞬时性的，也就是说一旦作用在物体上的力发生改变，加速度立刻就随着发生变化了，当然，由于惯性，速度并不会瞬间突变。所以我们分析物体的运动时，一定要看物体的受力情况，物体的受力变了，就开始另一个阶段的运动。

巩固练习：质量为10Kg的铁块，放在光滑的水平面上，在大小为30N的水平推力作用下，它产生多大的加速度？如果水平面不光滑，与铁块间的动摩擦因数为0.2，那铁块又产生多大的加速度？推动后撤掉推力，铁块减速时的加速度是多少？方向向？

24、力学单位制：如果我们把力用牛顿做单位，质量用克做单位，而加速度用厘米/秒做单位，那么牛顿第二定律的式子就不是Fma了，而要有一个系数。

同一个物理量在世界各地有着各种各样不同的单位。比较长度单位，有米、厘米、市尺、英里、海里等各种形式。一个物理公式确定的关系，包括物理量的数量和单位之间的关系。所以我们必须了解单位之间的关联。

单位制把所有的物理量单位之间的关系规范化了。其中国际单位制是比较科学完善的，我们高中物理所学的所有公式都采用国际标准单位制——SI制。

在国际标准单位制中，先确定了七个基本物理量（长度、时间、质量、电流强度、物质的量、热力学温度和光强）和它们的基本单位：（米、秒、千克、安培、摩尔、开尔文和坎德拉）

在力学中，只要抓住了质量时间和长度，就能描述力、功、压强、功率等等各种力学量。所以其他物理量称为导出物理量，导出物理量的单位称为导出单位。比如：功的单位焦耳是由WFs确定的，因此

221焦耳就是1牛顿米。也就是1千克米/秒。

22请同学们再练习几个物理量的导出单位。如压强单位：1帕斯卡=1牛顿/米=1千克/米秒 而厘米和克则属于另一套单位制。布置作业： 普通高中课程标准实验教科书物理必修1（鲁科版）

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1、写预习报告；

2、顶尖P103~104/1~6；

8、9

第二课时——分组实验

1、回顾实验装置的设计过程（可通过实验视频熟悉操作步骤）

2、数据处理方法：

——本实验要证明加速度与合力成正比，与质量成反比。可以通过数据表格，也可以通过图像，图像法比较直观。所以本实验选择图像法。证明加速度与合力成正比，只要在车的质量不变的前提下，改变细线一端的钩码质量来改变拉力，测量不同拉力情况下的加速度，用加速度和拉力的数据描点，证明点基本在一条过原点的直线上即可。

——证明加速度与质量成反比，反比例图像是双曲线，不容易看出来，所以我们要“化曲为直”证明加速度与质量的倒数成正比。

3、实验注意事项：

——本实验中是用重力的下滑分量来平衡摩擦力的。所以在加上细线拉力时，不能改变重力的下滑分量与摩擦力的平衡关系，也就是斜面倾角不能再发生改变，细线必须沿斜面拉动。否则支持力改变，摩擦力就变了，平衡就被破坏了，这样拉力就不会是合力了。

——那么在改变车质量的时候，车重变化，要不要重新平衡摩擦力呢？学生讨论

——我们是把钩码的重力当做细线的拉力大小。但是事实上由于绳长不变，车在加速下滑时，钩码是不可能静止也不能匀速的，钩码的重力一定也比细线的拉力大。但是如果钩码的质量很小，那它的重力与拉力间的差异就很小，可以忽略不计。所以这个实验要在钩码质量远小于车的质量的条件下作。小车质量已经测量过了，是250g；一个钩码质量为50g；所以数据取：

控制车质量为250g+7*50g(加7个钩码在车上)，改变细线一端的钩码分别为1个、2个和3个，测三组加速度；

控制细线一端的钩码为1个，控制车的质量为500g、550g和600g。再测三组加速度。

4、分组实验、数据处理——教师巡视，解决问题。

5、作业——完成实验报告。

第三课时——牛顿第二定律的运用

导入：

1.这是一堂习题课，希望同学们着眼于分析问题、解决问题的方法，掌握好牛顿第二定律的应用。应用牛顿第二定律解决问题，可以分为两大类。

第一类，是知道物体受到的作用力，应用牛顿第二定律求解出加速度，再应用运动学公式，求出物体的运动情况——某时刻的速度或某阶段的位移。我们简称为“知力求运动”。

第二类，是知道物体的运动情况，求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律，求出物体的受力情况。这一类简称为“知运动求力”。

这是因为力是物体运动状态变化的原因，反过来物体运动状态的改变反映出物体的受力情况。这两类问题，各举一例。

2.例题

例1：书本P111/例题——分析中强调解题步骤和规范： 首先要画受力分析图；

第二要设定正方向，合力等于正方向的力减负方向的力。这样得到的合力已经包含正负号。一般取速度方向为正方向。如果合力是负的，加速度就是负的，与速度反向，说明物体减速；如果合力是正的，与速度同向，说明物体加速。

然后选择合适的运动学公式求解。普通高中课程标准实验教科书物理必修1（鲁科版）

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指出如果公式中的物理量全都转换为国际标准单位制，那么求出的物理量肯定也是国际标准单位制中的单位。

例2：书P113/例题：

巩固前面的解题步骤和规范，结合正交分解的分析方法。

3.课堂练习：

（1）如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体受到大小为20 Ｎ,与水平方向成３０°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(ｇ取10 m/s)

解析:以物体为研究对象,其受力情况如图所示,建立平面直角坐标系把F沿两坐标轴方向分解,则两坐标轴上的合力分别为

2FxFcosFFyFNFsinG,向上的加速度ａｘ 物体沿水平方向加速运动,设加速度为ａ,则ｘ轴方＝ａ,ｙ轴方向上物体没有运动,故ａy＝０,由牛顿第二定律得Fxmaxma,Fymay0

所以FcosFma,FNFsinG0 以上三式代入数据可解得 用正交分解法来解.

又有滑动摩擦力FFN

2.物体的加速度a=0.58 m/s

小结:当物体的受力情况较复杂时,根据物体所受力的具体情况和运动情况建立合适的直角坐标系,利（2）一斜面AB长为10 ｍ,倾角为３０°,一质量为２kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(ｇ取10 m/s)(1)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.(2)若给小物体一个沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少? 解析:(1)以小物体为研究对象,其受力情况如图3—6—5所示,建立直角坐标系,把重力Ｇ沿ｘ轴和ｙ轴方向分解:G1mgcos,G2mgsin小物体沿斜面即ｘ轴方向加速运动,设加速度为ａ,则ａｘ＝ａ,物体在ｙ轴方向没有发生位移,没有加速度则ａｙ＝０,由牛顿第二定律得, 所以

2FxG2FmaxFyFNG1may

mgsinFmaFNmgcos

又FFN

mgsinmgcosg(sincos)所以 m10(sin300.5cos30)m/s20.67m/s2a设小物体下滑到斜面底端时的速度为ｖ,所用时间为ｔ,小物体由静止开始匀加速下滑, 由vtv02as得v222as20.6710m/s3.7m/s 普通高中课程标准实验教科书物理必修1（鲁科版）

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由vtv0at得t v3.7s5.5s a0.67FxG2Fmax0FyFNG1may0(2)小物体沿斜面匀速下滑时,处于平衡状态,其加速度ａ＝０,则在图3—6—５的直角坐标中ax0,ay0,由牛顿第二定律,得

FmgsinFNmgcos又FFN

所以,小物体与斜面间的动摩擦因数FFNtantan300.58

小结:若给物体一定的初速度,当μ＝tgθ时,物体沿斜面匀速下滑；当μ＞tgθ（μmgcosθ＞mgsinθ）时,物体沿斜面减速下滑；当μ＜tgθ（μmgcosθ＜mgsinθ）时,物体沿斜面加速下滑.（3）静止在水平地面上的物体的质量为2 kg,在水平恒力F推动下开始运动,4 s末它的速度达到4 m/s,此时将F撤去,又经6 s物体停下来,如果物体与地面的动摩擦因数不变,求F的大小.解析:物体的整个运动过程分为两段,前4 s物体做匀加速运动,后6 s物体做匀减速运动.前4 s内物体的加速度为a1v04m/s21m/s2 ① t14设摩擦力为Fμ,由牛顿第二定律得FFma1 ② 后6 s内物体的加速度为a20v42m/s2m/s2 ③ t263物体所受的摩擦力大小不变,由牛顿第二定律得Fma2 ④ 由②④可求得水平恒力F的大小为Fm(a1a2)2(12)N3.3N 3小结:解决动力学问题时,受力分析是关键,对物体运动情况的分析同样重要,特别是像这类运动过程较复杂的问题,更应注意对运动过程的分析.

在分析物体的运动过程时,一定弄清整个运动过程中物体的加速度是否相同,若不同,必须分段处理,加速度改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量.分析受力时要注意前后过程中哪些力发生了变化,哪些力没发生变化.4、小结：处理动力学问题的一般思路和步骤是：①领会问题的情景，在问题给出的信息中，提取有用信息，构建出正确的物理模型；②合理选择研究对象；③分析研究对象的受力情况和运动情况；④正确建立坐标系；⑤运用牛顿运动定律和运动学的规律列式求解。

5、布置作业：书114/3~6；P122/

3、5；顶尖P104/变式2；P105/10、11、14、15

第二篇：牛顿第二定律

《牛顿第二定律》教学设计

福建省石狮市石光中学 刘一农

一、学习任务分析

1．教材的地位和作用

牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系，理解牛顿第二定律。”本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。

2．学习的主要任务

本节的学习任务类型是综合型。在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；在技能上要求能设计和操作实验，会测定相关物理量；体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程，体会科学研究方法──控制变量法、图象法的应用。

3．教学重点和难点

重点：①知道决定物体加速度的因素。

②加速度与力和质量的关系的探究过程。

教学难点：引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。

二、学习者情况分析

在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能，会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动；具备一定的计算机操作能力，会应用CAI课件处理实验数据。学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。

在非智力因素方面，学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。

三、教学目标分析

根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：

1．知识与技能目标

①让学生明确物体的加速度只与力与和质量有关，并通过实验探究它们之间的定量关系；

②培养学生获取知识和设计实验的能力。

2．过程与方法目标

在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法等）；

3．情感、态度、价值观目标

①通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神；

②让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感。

四、教材处理与教学策略

在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时。第一学时主要的任务是：探究加速度与力、质量的关系；第二学时主要的任务是：建立牛顿第二定律并进行初步的应用。本节课是第一学时，主要采用以下的教学策略：

1．自主学习与合作探究

改演示实验为学生分组探究实验。让学生在自主学习中，通过对认知活动进行自我监控，并及时做出相应的调整。小组（4～6人一组），小组间的合作探究可以同时培养学生的合作精神和竞争意识，让不同层次的学生都能有所作为，有所收获。

教师的策略是宏观调控整体教学进度，微观放活学生局部学习进程，让学生的学习有组织、有步骤地进行。

2．现代教学手段与启发式

在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，调动学生学习的积极性；同时利用CAI课件和校园网络处理实验数据，能有效地提高学习效率。

五、教学器材

教学设备：多媒体教室、课件。

学生分组实验器材（探究包）：气垫导轨、气源、两个光电门和与之配套的数字计时器，滑块、滑片、细线、小桶、天平、砝码、细沙、弹簧秤、小车、木块、钩码、一端带有滑轮的长木板、打点器、纸带、秒表、毫米刻度尺、垫木、橡皮筋等。

六、教学过程设计

（一）创设情景、引入新课

视频展示：刘翔在雅典奥运会夺金的情景。

教师：在决赛时，刘翔将自己身上一切戴的东西像手表、项链等都摘了下来，穿最轻的跑鞋。这样做的科学道理在哪里？

预测学生讨论后得出的结论可能是：___________________________。

质量越小，运动状态越容易改变，也就是说在相同的情况下，物体获得的加速度就越大。

说明通过视频展示创设物理情景，激发学生的学习兴趣，同时渗透德育教育。

（二）提出猜想

教师：那么、物体的加速度与哪些因素有关呢？请同学们从生活经验出发提出自己的看法，并举例说明。（同时教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发。）

附图片内容如下：

★为何体操，跳水运动员的身材都比较苗条、瘦小？

★从防止发生交通事故的角度考虑，说一说反超载的道理？

★F1方程式赛车的质量只有一般小轿车质量的三分之一，这样做有什么好处？

★神舟五号飞船返回仓返回时为何要打开降落伞？

预测学生有代表性的回答可能有以下几方面：（教师在学生分析的过程中板书归纳。）

1．与物体受到的外力的关系：

①与物体受到的外力有关；例如：骑自行车刹车：用力刹车时，用的力越大、车越容易停下来，即：阻力越大，自行车减速的加速度越大。

②与物体受到的外力无关；例如：用大小不一样的力推大石头，推不动，运动状态不变，加速度为零。

③应该是与物体受到的合外力有关；分析如下：用大小不一样的力推大石头，推不动，是因为大石头同时受到摩擦力的作用，受到合外力为零，因此、加速度也为零。

„„

2．与物体质量的关系：

与物体的质量有关；例如：人分别用相同的力推自行车和摩托车时，自行车比较容易加速启动，而摩托车则较难。也就是说在相同的情况下，质量较小的自行车获得的加速度就较大。

„„

3．与物体运动的速度的关系：

①与物体的速度有关；例如：速度大的物体较不容易停止运动，而速度小的物体较容易天下来。

②与物体的速度无关；例如：做匀速直线运动的物体不论速度大小，加速度都为零。

③与物体的速度无关；分析如下：加速度是描述速度变化快慢的物理量，从公式加速度与速度的大小无关。

„„

可知，引导学生总结得出猜想：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

说明学生在生活中对“影响物体加速度大小的因素”有所认识，但这些认识往往是片面的、不准确的。因此要让学生充分地表达已有的认识，在这过程中教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发，引导他们不断修正自己的观点，从而形成对科学的认识。

引导学生结合前面学习的知识（牛顿第一定律等），讨论猜想的科学依据所在，从而确定：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

说明：让学生从理论的角度加以分析有利于培养学生理论联系实际的能力，有利于培养学生的逻辑思维能力。

引导学生深入探究：与和的定量关系。

（三）探究a与F、m的定量关系

1．确定研究方法

教师：我们应该采用什么样的物理方法来研究

预测学生的分析可能如下：

分两步进行研究：

①保持研究对象的质量

一定时，研究加速度

②保持研究对象受到的合外力

与、的定量关系呢？

和合外力的关系； 的关系。

一定时，研究加速度和质量

然后综合两次的研究结果，进行推理和归纳，便可找出与、三者之间存在的关系。

„„

教师在确定研究方法后，简单地介绍“控制变量法”。

说明初中阶段学生曾多次应用过控制变量法。如果学生回答有误，教师启发学生回忆：研究电流与电压和电阻这三者关系所采用的方法。

2．设计实验方案

教师进一步引导学生设计实验方案。

让学生以小组为单位设计探究方案：包括使用哪些实验器材，如何进行操作，如何采集数据等？（要求学生把设计的方案简要地写在纸上）。

教师巡视给予必要的指导。

„„

选择较有代表性方案的小组派代表上台简要叙述本组设计的方案（用实物投影仪把学生写在纸上的方案投影出来），让全班同学进行交流。大家在互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案。

预测学生设计的实验方案可能是：

方案一：用小车、电火花打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、天平、砝码、刻度尺、垫木等器材，研究小车的运动。用天平分别测出小车的质量与小桶中砝码的总重力

当作小车受到的拉力，测出小桶的质量与小桶中砝码，把小桶，由，从打点计时器打出的纸带上测量并算出计算出小车的加速度。

方案二：以气垫导轨、气源、两个光电门、数字计时器、滑块、滑片、刻度尺、细线、小桶、砝码、天平为器材研究滑块的运动。用天平测出滑块和滑片的质量滑块M，测出小桶与小桶中砝码的质量小桶与小桶中砝码的总重力

当作滑块受到的拉力，把，用光电门和数字计时器自动测出滑块运动经过两个光电门时的速度、，以及这一过程所用的时间t，再通过公式算出滑块的加速度。

„„

说明：①在学生交流讨论实验设计的方案中，要有较充分的时间让他们对各种方案阐述自己的观点，反思方案中的问题，同时教师要参与学生的讨论分析，启发引导学生形成较为完善的实验方案。

②同时应注意有些学生可能有别的方案，要鼓励和认真对待，在课堂时间不足的情况下，可在课外指导学生去探究。

③在设计测拉力的方法时，教师要告诉学生：把小桶与小桶中砝码的总重力

当作研究对象受到的拉力、这是有条件的，即<<。同时可以把这一条件作为学生的课外探究课题。

④在实验中，只需测出小桶的质量，然后通过加减小桶中砝码的质量来改变对研究对象的拉力，这可以节约测量砝码所需的时间。

3．进行实验探究和数据处理

①引导学生从实验误差、实验操作等方面来分析比较两种方案的差别。

师生共同确定用“方案二”进行实验探究，同时确定实验的具体步骤和注意事项。并用课件显示实验的具体步骤和注意事项。

说明“方案二”便于操作，且实验误差较小。用课件显示具体的实验步骤，有助于学生较为规范地完成实验。

②介绍并演示CAI课件的功能

Ⅰ．数据计算：将测出、、t等数据输入计算机的数据处理表格后、计算机将自动算出相应的加速度，将输入计算机后将自动算出合外力；Ⅱ．自动描点连线制图的功能；Ⅲ．通过网络可达到数据共享。

③学生以小组为单位，分工合作进行实验探究，并把实验数据输入计算机（使用移动PC并接入校园网）。

教师巡视，注意学生仪器使用是否得当，必要时给予指导。

④调用多组学生的实验数据，让学生分析

与、与的定量关系。成正比）。

初步得出：与F成正比，与成反比（与1/

⑤引导学生应用CAI课件，采用图象法处理实验数据。

师生共同得出结论：与成正比、与成反比。

说明：在CAI课件中定义坐标轴的数值和单位，同时调用已存的实验数据，计算机将在坐标系中自动描点、连线得到实验数据的关系图象，由此判断数据的关系。其中与的关系可转变为与1/的关系来做图。

（四）回顾总结深化认识

学生回顾本节课的探究过程以及探究过程中使用的物理思想和方法，归纳总结这节课的知识要点，提出自己在学习中存在的疑问。

教师答疑，深化知识。

七、教学流程图：

附：图中符号说明

八、本设计主要特点：

本节课教学设计注重学生学习过程的亲身体验，体现了“做中学”和“关注学生能力发展”的教学思想。其主要特点是：

1．本节课把牛顿第二定律分为两个课时，改演示实验为学生分组探究实验，让学生有较充分的时间进行实验探究，有利于培养学生的能力。

2．利用CAI课件和网络来处理实验数据，能节约时间，提高学习效率；同时在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，有利于调动学生学习的积极性。

3．在学法上突出学生自主发现问题，开展合作探究，进行实验探索，引导分析总结等以学生为主体的特点。尤其关注课堂教学过程中学生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。

本节课教学设计内容充实，在实验操作能力分析归纳能力层面上对学生要求较高，课堂中学生出现的不确定因素也较多，要求教师要有较高的驾御课堂能力。

第三篇：高中物理《牛顿第二定律》教案58 新人教版必修1

牛顿第二定律（说课）

一、教材分析

牛顿第二定律是动力学的核心规律，动力学又是经典力学的基础，也是进一步学习热学、电学等其它部分知识所必须掌握的内容。所以，牛顿第二定律是本章的中心内容，更是本章的教学重点。为了使学生对牛顿第二定律的认识自然、和谐，本节之前的“运动状态的改变”就是起到了承上启下的作用。承上，使学生对第一定律的认识得到强化；启下，即是通过实例的分析使学生定性地了解了牛顿第二定律的内容。本节教材是在前一节的基础上借助电脑通过实验分析，再进行归纳后总结出定量描述加速度、力和质量三者关系的牛顿第二定律。由实验归纳总结出物理规律是我们认识客观规律的重要方法。由于本实验涉及到三个变量：a、m、F，因此我们用控制变量的方法来进行研究：先确定物体的质量，研究加速度与力的关系；再确定力，研究加速度和质量的关系。在以后学习气体的状态变化规律，平行板电容器的电容，金属导体的电阻等内容中都用到了这一方法。控制变量法也是我们研究自然、社会问题的常用方法。通过教学，使学生学习分析实验数据，得出实验结论的两种常用方法一列表法和图象法，了解图象法处理数据的优点：直观、减小误差（取平均值的概念），及图象的变换，从a-m图（曲线）变到a-1／m图（直线），在验证玻-马定律中也用了这种方法。根据以上分析，我们知道本节课的教学目的不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段；在实验过程中如何控制实验条件和物理变量，如何用数学公式表达物理规律。让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。

通过本节课的学习，要让学生记住牛顿第二定律的表达式；理解各物理量及公式的物理意义；了解以实验为基础，经过测量、论证、归纳总结出结论并用数学公式来表达物理规律的研究方法，使学生体会到物理规律的简单美。

本节课的重点是成功地进行了演示实验和用电脑对数据进行分析。这是本节课的核心，是本节课成败的关键。

二、教法和学法

本节课采用以电脑辅助演示实验为主的，知识教学与科学方法教育相结合的“同步调控”模式。

用心

爱心

专心 1

按系统论的整体性功能原理，整体功能要大于各要素功能之和。物理的知识、方法、能力、科学态度等都是教学的要素，如果把这些要素有机地联系起来，达到共同促进的作用，则物理教学的效果会更好，更有利于提高学生的素质。“同步调控”模式中，没有单纯地就方法讲方法，而是将知识的学习，方法的掌握，能力的培养，实事求是的科学态度的养成有机地结合起来，就是基于系统的整体性功能原理考虑的。

再则，按教学论中教为主导，学为主体的原则，教师的任务是制订目标，组织教学活动，控制教学活动的进程，并随机应变，排除障碍，并承认和尊重学生的主体地位。“同步调控”的模式既注意了教的作用，将教师置于“调控”地位。同时，更注意了学生的主体作用，有意识地设置教学活动的环境，让学生参与实验的设计，边演示、边提问，让学生边观察、边思考，再从实验数据总结出结论，最大限度地调动学生积极参与教学活动。在教材难点处适当放慢节奏，给学生充分的时间进行思考和讨论，如从a-m图象，猜想a与m成反比，然后画出a-1／m图，得出正确的结论。让学生在教学活动中学习知识，掌握科学方法，培养探索精神和创造力及实事求是的科学态度，以达到规定的教学目标和最佳效果。

三、教学程序 1．问题引入新课

光滑水平面上的物体受水平拉力作用而做加速运动，引导学生分析物体的质量，加速度，拉力三者之间的定性关系，鼓励学生进行猜测，它们成正比、成反比、不成比例等。然后指明本节课我们大家一起来探索得出三者之间的定量关系，从而导出课题——牛顿第二定律。这样导入的用意是提高学生学习的兴趣和参于探索的积极性。

2．设计实验方案

在引入课题后，启发学生思考：我们如何来研究F、m、a三者之间的关系？引导学生得出用实验法先确定m，研究a与F的关系；再确定F，研究a与m的关系，最后得出三者的定量关系。由于教材（必修第一册，人教版）中牛顿第二定律实验不足（夹子很难同时夹住两细线；由于线的弹力，小车要反冲后才能停下，实验误差大），我设计了用电脑辅助来探索a与F、m关系的实验，如附图。遮光片宽度L，通过光电门时间分别t1和t2，两只光电门间距为s。当滑块通过光电门时，光电门产生一个

用心

爱心

专心 2

脉冲，通过计时器中的三极管放大后，从计算机LPT口输入，调用计算机定时中断来计算时间，然后利用公式

计算出加速度的值，结果显示在表格中，同时在坐标图上标上点，实验结束后，程序提供一个画直线模块，可用光标来控制直线的斜率。

3．进行实验探索

请两位同学上台操作，其他同学边观察、边思考，教师控制电脑。先保持物体质量为200g不变，测出拉力分别为0.05N、0.10N0.15N和0.20N时的加速度，填入表中和a-F图上，显示投影在大屏幕上，引导学生得出a∝F的结论。然后再保持拉力为0.10N不变，测出物体的质量分别为200g、282g、332g和382g时的加速度，填入表中和a-m图上。在a-m图上可看到随m的增大a逐渐减小，但它们的关系不明确。引导学生大胆猜测a与m成反比，再画出 a-1／m图，得到结论a∝1／m。

4．分析归纳结论

引导学生分析实验结果，得出F＝kma，在国际单位制中，定义1N=1kg·m/s2就可以得出牛顿第二定律F＝ma。然于进行合理的外推，当物体受几个力作用而做加速运动时，F应为合力。由于力和加速度都是矢量，引导学生通过实例得到加速度的方向与合外力的方向一致。

5．应用巩固练习

通过三道典型的问答和计算题，巩固学生对牛顿第二定律中各物理量的意义和加速度方向与合外力方向一致的理解，为进一步用牛顿第二定律解决实际问题打下基础。

6．总结

告诉学生我们本节课学的牛顿第二定律是把力和运动联系起来的桥梁，是我们解决许多力学乃至整个物理问题的一个重要武器，是我们学习物理的一个重点，用心

爱心

专心 3

要求大家很好地理解、掌握、应用它。而这节课所用的电脑辅助的实验归纳法是人们研究自然、社会的一种常用方法，列表法和图象法是处理实验数据的常用方法，我们还学了用数学公式来表达物理规律的方法，希望大家熟悉并能运用这些方法。

用心

爱心 专心 4

第四篇：17_《牛顿第二定律》教案(新人教必修1)

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。

三、德育目标

使学生知道物理中的一种研究问题的方法——控制变量法

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。

教学方法

实验法、讲授法、归纳法

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

（一）用投影片出示本节课的学习目标：

1．理解加速度与力的关系；

2．理解加速度与质量的关系

3．理解牛顿第二定律的内容。

（二）学习目标完成过程：

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。

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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s1at2得到在时间t一定时，位移s和加速度a成正比；

2b：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：

a1F1或aF a2F2a1F1a2F2

（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∝m3：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∝F或者F∝ma m即：F=kma

a：如果每个物理量都采用国际单位，k＝1；

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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：

质量m已知必须先求F1和F2的合力，而合力的大小可

要求物体的加速度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：

F1xF1xcos60o,F2yF2sin60o

F2的两个分力为：F2xoF2cos60o,F2yF2sin60

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：

F合F1xF2xF1cos60oF2cos60o5N5N10N

已知合力F合和质量m，据F合＝ma，即可求得：

10NaF合5m/s2

2kg

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。

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四、作业

课本P53练习二

五、板书设计：

定律的实验条件（控制变量法）

1、m一定时，aF1

2、F一定时，am 

3、把Fma改写成，在F,m,a取国际单位的条件下k1牛顿第二定律内容：物体运动的加速度与合外力成正比，与质量成反比，且加速度与合外力方向相同F合和a的方向关系1N1kgm/s2单位关系：物理意义：瞬时对应关系因果对应关系



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第五篇：《牛顿第二定律》教案

《牛顿第二定律》教案

【教学目标】：1理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围2学会分析两类动力学问题．

【教学重点】：理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围

【教学难点】：学会分析两类动力学问题．

【教学方法】：讲练结合一、牛顿第二定律

[基础导引]

由牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它．这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？

[知识梳理]

．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成________、跟它的质量成________，加速度的方向跟____________相同．

2．表达式：________

3．适用范围

牛顿第二定律只适用于________参考系．

牛顿第二定律只适用于________物体、低速运动的情况．

二、两类动力学问题

[基础导引]

以1/s的速度行驶的无轨电车，在关闭电动机后，经过10s停了下来．电车的质量是40×103g，求电车所受的阻力．

[知识梳理]

．动力学的两类基本问题

由受力情况判断物体的____________

由运动情况判断物体的____________．

2．解决两类基本问题的方法：以__________为桥梁，由运动学公式和____________________列方程求解．

：解决两类动力学问题的关键是什么？

三、力学单位制

[基础导引]

如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离l，这个力对物体做的功＝Fl我们还学过，功的单位是焦耳．请由此导出焦耳与基本单位米、千克、秒之间的关系．

[知识梳理]

．单位制由基本单位和导出单位共同组成．

2．力学单位制中的基本单位有________、________、时间．

3．导出单位有________、________、________等

探究一 牛顿第二定律的理解

例1

牛顿第二定律导学案如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的变化情况如何？

牛顿第二定律导学案总结

利用牛顿第二定律分析物体运动过程时应注意以下两点：

a是联系力和运动的桥梁，根据受力条，确定加速度，以加速度

确定物体速度和位移的变化．