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牛顿第二定律 教学目标 知识目标 (1)通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系; (2)会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式; (3)通过加速度与质量和和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的原因这一规律; (4)认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，认识加速度与和外力间的瞬时对应关系; (5) 能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题. 能力目标 通过演示实验及数据处理，培养学生观察、分析、归纳总结的能力;通过实际问题的处理，培养良好的书面表达能力. 情感目标 培养认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯. 教学建议 教材分析 1、通过演示实验，利用控制变量的方法研究力、质量和加速度三者间的关系：在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系;在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系. 2、利用实验结论总结出牛顿第二定律：规定了合适的力的单位后，牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式. 3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义：公式中的 表示的是物体所受的合外力，而不是其中某一个或某几个力;公式中的 和 均为矢量，且二者方向始终相同，所以牛顿第二定律具有矢量性;物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化，这就是牛顿第二定律的瞬时性. 教法建议 1、要确保做好演示实验，在实验中要注意交代清楚两件事：只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力(根据学生的实际情况决定是否证明);实验中使用了替代法，即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小. 2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义. 3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律，让学生重新认识出中所给公式 . 教学设计示例 教学重点：牛顿第二定律 教学难点：对牛顿第二定律的理解 示例： 一、加速度、力和质量的关系 介绍研究方法(控制变量法)：先研究在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系;再研究在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系.介绍实验装置及实验条件的保证：在砝码质量远远小于小车质量的条件下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力.介绍数据处理方法(替代法)：根据公式 可知，在相同时间内，物体产生加速度之比等于位移之比. 以上内容可根据学生情况，让学生充分参与讨论.本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机，变为定量实验. 1、加速度和力的关系 做演示实验并得出结论：小车质量 相同时，小车产生的加速度 与作用在小车上的力 成正比，即 ，且 方向与 方向相同. 2、加速度和质量的关系 做演示实验并得出结论：在相同的力F的作用下，小车产生的加速度 与小车的质量 成正比，即 . 二、牛顿第二运动定律(加速度定律) 1、实验结论：物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.即 ，或 . 2、力的单位的规定：若规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N.则公式中的 =1.(这一点学生不易理解) 3、牛顿第二定律： 物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同. 数学表达式为： .或 4、对牛顿第二定律的理解： (1)公式中的 是指物体所受的合外力. 举例：物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动，使物体产生加速度的合外力是物体 所受4个力的合力，即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉笔盒) (2)矢量性：公式中的 和 均为矢量，且二者方向始终相同.由此在处理问题时，由合外力的方向可以确定加速度方向;反之，由加速度方向可以找到合外力的方向. (3)瞬时性：物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化. 举例：静止物体启动时，速度为零，但合外力不为零，所以物体具有加速度. 汽车在平直马路上行驶，其加速度由牵引力和摩擦力的合力提供;当刹车时，牵引力突然消失，则汽车此时的加速度仅由摩擦力提供.可以看出前后两种情况合外力方向相反，对应车的加速度方向也相反. (4)力和运动关系小结： 物体所受的合外力决定物体产生的加速度： 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动 以上小结教师要带着学生进行，同时可以让学生考虑是否还有其它情况，应满足什么条件. 探究活动 题目：验证牛顿第二定律 组织：2-3人小组 方式：开放实验室，学生实验. 评价：锻炼学生的实验设计和操作能力. (责任编辑：admin) |