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1、牛顿第二定律 教学目标:1、正确理解牛顿第二定律，知道牛顿第二定律表达式的确切含义。2、知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。3、掌握牛顿第二定律并能进行有关计算。重点难点：重点：牛顿第二定律的物理意义和数学表达式。难点：理解加速度和力的关系。教学过程：一、定律导出（1）通过上一节的实验探究，我们已经看到，aF，a1/m。速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，即牛顿第二定律的基本关(2)上式可写为等式F=kma，式中k为比例常数如果公式中的物理量选择合适的单位，就可以使k=1，则公式更为简单在国际单位制中，力的单位是牛顿牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的：使质量是1kg的物体产生1m/
2、s2的加速度，那么根据F=ma=1kg1m/s2=1kgm/s2,我们把这个力叫做“一个单位的力”。我们把它称为1N。即1N=1kgm/s2可见，如果都用国际单位制中的单位，就可以使k=1，那么公式则简化为F=ma，这就是牛顿第二定律的数学公式(3)当物体受到几个力的作用时，牛顿第二定律也是正确的，不过这时F代表的是物体所受外力的合力牛顿第二定律更一般的表述是：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同数学公式是：F合=ma二、对定律的理解(1)定律中各物理量的意义及关系F合是物体(研究对象)所受的合外力，m是研究对象的质量，如果研究对象是几个物体
3、，则m为几个物体的质量和a为研究对象在合力F合作用下产生的加速度；a与F合的方向一致(2)理解定律的物理意义：物体的加速度是力作用于物体的结果，它的大小由物体所受的合外力和质量决定。加速度的方向与合外力的方向一致。（可由此说明a的大小与v及v无关。但它可以反映速度变化的快慢。）（3）a和F的瞬时对应关系：从定律可看到：一物体所受合外力恒定时，加速度也恒定不变，物体做匀变速直线运动；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力为零时，加速度也为零，物体就处于静止或匀速直线运动状态 牛顿第二定律以简单的数学形式表明了运动和力的关系三、例题：例题、某质量为kg的汽车在平直路面试车，当达到km/h的
4、速度时关闭发动机，经过。s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为N,产生的加速度为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变分析：分析汽车的受力情况如图：（略）路面水平，重力与与支持力大小相等，方向相反，合力为，所以只需考虑水平方向的运动。在水平方向只有牵引力和阻力，所以产生加速度的力是这两个力的合力。在试车阶段，汽车做变速运动。知道运动情况初速v0和末速度为，及滑行时间，可求出加速度.然后由牛顿第二定律列方程求解.v=100km/h=27.8m/sa=根据牛顿第二定律：F=ma=N=437N,表示阻力的方向与相反。（2）重新起动后，汽车受到牵引力和阻力作用。根据牛顿第二定律：F+F
5、=maa=m/s=1.42m/s加速度的方向与速度的方向相同。变式训练1:汽车关闭发动机后，沿倾角为300斜坡滑行，若汽车所受的阻力为440N，求汽车的加速度是多大？答案：4.6m/s2变式训练2：如果要使汽车向下滑行的加速度为1m/s2，还需要多大的制动力？答案：3960N总结：应用牛顿第二定律解题的一般思路：明确研究对象。分析研究对象的受力情况，画出受力情况示意图。分析物体的运动情况。根据牛顿第二定律列方程，有必要还要列出运动学方程。解方程，或者对有关问题作出讨论。例题2、一个物体，质量是2kg，受到互成1200的两个力F1和F2作用。这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大？
6、方法一、由平行四边形定则求出合力，然后根据牛顿第二定律求出加速度，加速度的方向与合力方向相同。答案：5m/s2方法二、由正交分解法求合力，然后根据牛顿第二定律求出加速度。变式训练：如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖起方向370球和车厢相对静止，球的质量为1kg。（g=10 m/s2,sin 370 =0.6,cos 370 =0.8）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。求悬线对球的拉力。方法：正交分解法或三角形法。答案：（1）a=7.5 m/s2 ,方向水平向右。车厢可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动。(2)悬线对球的拉力大小为：1
7、2.5N.3706巩固练习(1)从牛顿第二定律知道，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物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？答：没有矛盾，由公式F=ma看，F合为合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零由受力分析可知FN-mg=0(2)对一个静止的物体施加一个力，物体一定做加速运动，对吗？答：略理由同上(3)下面哪些说法不对？为什么？A物体所受合外力越大，加速度越大B物体所受合外力越大，速度越大C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小D物体的加速度大
8、小不变一定受恒力作用答：B、C、D说法不对根据牛顿第二定律，物体受的合外力决定了物体的加速度而加速度大小和速度大小无关所以，B说法错误物体做匀加速运动说明加速度方向与速度方向一致当合外力减小但方向不变时，加速度减小但方向也不变，所以物体仍然做加速运动，速度增加C说法错误加速度是矢量，其方向与合外力方向一致加速度大小不变，若方向发生变化时，合外力方向必然变化D说法错(三)课堂小结(可引导学生总结)1.推导出了牛顿第二定律的表达式.2定义力的单位“牛顿”使得k=1，得到牛顿第二定律的简单形式F=ma使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义3牛顿第二定律概括了运动和力的关系物体所受合外力恒定，其加速度恒定；合外力为零，加速度为零即合外力决定了加速度，而加速度影响着物体的运动情况因此，牛顿第二定律是把前两章力和物体的运动构成一个整体，其中的纽带就是加速度4初步会应用牛顿第二定律解决简单的问题。
