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1、牛顿第二定律 一、 教学目标1.理解加速度与力的关系，知道得出这个关系的实验。2.理解加速度与质量的关系，知道得出这个关系的实验。3.知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。4.理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义。5.会用牛顿第二定律的公式进行计算。二、教学重点对牛顿第二定律的理解，掌握及简单应用三、教学难点对牛顿第二定律瞬时性和矢量性的确切理解。教学过程物体运动状态的改变需要有力的作用，物体运动状态改变的快慢（加速度），不仅与物体所受力有关，还与物体的惯性有关，牛顿第二定律揭示了加速度与质量的关系。（一） 加速度与力和质量的关系【演示】如图3-3-1所示的实验装置，取两个
2、质量相同的小车放在光滑的水平板上，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘，盘里分别放着不等的砝码，使两个小车在拉力作用下做加速运动，拉力F的大小可以认为等于砝码的（包括砝码盘）的重量。小车的质量和F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，以同时控制两两小车，使它们同时运动和停止运动。夹子小车小车F1F2图3-3-11. 加速度和力的关系 研究前提：物体的质量保持一定。 演示过程及测出的数据。（参考）小车质量m/kg作用力F/N相等时间t内位移s/m小车10.250200.8小车20.250100.4 结论：m一定时，由及，即2. 加速度和质量的关系 研究前提：物体
3、所受的作用力一定 演示过程及测出的数据（参考）小车质量m/kg作用力F/N相等时间t内位移s/m小车10. 500200.39小车20.250200.80 结论：F一定时，由及，即（二） 牛顿第二定律1. 牛顿第二定律的表述：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。2. 牛顿第二定律的数学表达式表述：，写成等式为F=kma比例系数k与式中物理量单位的选取有关，若各量单位均用国际单位制中单位，则k=1。 1牛顿（N）力的规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做1N。 牛顿第二定律：F=ma（各量用国际制单位）3. 对牛顿第二定律的深层理解 同体性：是指F合、m和a都是对
4、于同一个物体而言的。 矢量性：是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向。牛顿第二定律公式是一个矢量式。牛顿第二定律的进一步表述：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。 瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬时对应关系，无论物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运动的加速度大小和方向总与合外力方向同步变化。 独立性：是指作用在物体上的每一个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其它作用无关，我们称之为力的独作用原理。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。4. 用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤： 确定研究对象 进行受力分析和运动状态
5、分析，画出受力的示意图 建立坐标系，即选取正方向，根据定律列方程 统一已知量单位，代值求解 检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解【例1】下列说法正确的是 ）A. 物体速度为零，合外力一定为零B. 物体合外力为零时，速度一定为零C. 物体合外力减小时，速度一定减小D. 物体合外力减小时，加速度一定减小【解析】由F合、a、v的关系知，a的大小及方向取决于合外力，故D正确， v、F合无决定关系，故A、B、C错误，物体速度为零时，合外力不一定为零，如小球做自由落体运动的瞬间，速度为零，但合外力为小球重力。物体合外力为零时，可以做匀速直线运动或静止，速度不一定为零，物体合外力减小，则加速度减小，由a
6、与v的关系可知，当a与v方向相同时物体物体运动速度v总是增大的，正确选项为D。【例2】一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向变化时，物体的加速度大小可能为（ ）A. 1 m/s2B. 2 m/s2C. 3 m/s2D. 4 m/s2【解析】根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个力的作用，物体的加速度跟所受的外力的合力成正比。题目所给的两个力大小分别为2N和6N，当两个力的方向相同时合力最大，最大值为2+6=8（N），当两个力方向相反时合力最小，最小值为6-2=4（N），当两个力的方向即不相同，也不相反时，合力的大小大于2N而小于8N，所以两个力的合力的方向发生变化时，合力的大小2NF8N.根据牛顿第二定律可得，当两个力取不同方向时，物体的加速度大小2 m/s2a4 m/s2答案应选择B、C、D【小结】牛顿第二定律：F=ma加速度的方向与合外力的方向始终相同。【作业】略
