第三節牛頓第二定律

2022-12-27 10:36:02 字數 2299 閱讀 5703

三維目標

知識與技能

1. 掌握牛頓第二定律的文字內容和數學公式。

2. 理解公式中各物理量的意義及相互關係。

3. 知道在國際單位制中的力的單位「牛頓」是怎樣定義的。

4. 會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算。

過程與方法

1. 通過對上節課實驗結論的總結,歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關係,進而總結出牛頓第二定律,體會大師的做法與勇氣。

2. 培養學生的概括能力和分析推理能力。

情感態度與價值觀

1. 滲透物理學研究方法的教育。

2. 認識到由實驗歸納總結物理規律是物理學研究的重要方法。

3. 通過牛頓第二定律的應用能深切感受到科學源於生活並服務於生活,激發學生學習物理的興趣。

教學重點

牛頓第二定律的特點

教學難點

1. 牛頓第二定律的理解。

2. 理解k=1時,f=ma。

教具準備

課時安排

一課時教學過程

[提問引入]上節課我們通過實驗**了加速度和力、質量的關係,這個關係是什麼呢?

[講解]物體的加速度與所受的力成正比,與物體的質量成反比。科學家們通過大量的實驗都得到同樣的結論。由此我們可以把它總結成一般性的規律:

物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質量成反比。這就是牛頓第二定律。

用公式可以表達為a∝f/m

[提問]如果要把上式寫為等式,應如何表達呢?

[講解]寫成等式,應該加入比例常數,用k表示,則f=kma

力的單位

[講解]在國際單位制單位中,力的單位是牛頓,那麼「牛頓」是如何定義的呢?在牛頓第二定律中,如何比例係數 k取1的話,表示式就是f=ma,當質量是m=1kg的物體在某個力的作用下獲得加速度a=1m/s2,由公式我們知道這個力的大小就是f=ma=1kg*1m/s2=1kgm/s2後人為了紀念牛頓,就稱這個單位為「牛頓」,用「n」表示。所以如果比例係數取1的話,力,質量,加速度的單位就是國際單位制單位,分別為牛頓,千克和公尺每二次方秒。

理解牛頓第二定律

● 牛頓第二定律的統一性

[講解]牛頓第二定律是實驗定律,通過實驗得出 f∝ma,寫成等式為f=kma,其中k是比例係數。為了使k=1,力,質量和加速度的單位必須統一使用國際單位制。

● 牛頓第二定律的同一性

牛頓第二定律公式f=ma中的f指的是物體所受的合力,而不是其中的某個力。比如我們用力提乙個放在地面上的很重的物體時,物體受到的力共有三個:手對物體向上的作用力f1,豎直向下的重力g,以及向上的支援力f2。

如果f1從上面的分析可知,物體只能有一種運動狀態,而決定物體運動狀態的只能是物體所受的合力,而不能是其中乙個或幾個力,我們把物體運動的加速度和該物體所受合力的這種對應關係,叫牛頓第二定律的同一性。

強調:牛頓第二定律中描述的物體所受的力應該是合外力。

● 牛頓第二定律的向量性

我們知道,加速度方向與物體所受合外力的方向始終相同,合外力的方向即為加速度的方向。

作用力f和加速度a都是向量,所以牛頓第二定律的表示式f=ma是乙個向量表示式,它反映了加速度的方向始終跟合外力的方向相同,而速度的方向與合外力的方向無必然聯絡。

● 牛頓第二定律的瞬時性(同時性)

物體運動的加速度隨合力的變化而變化,存在著瞬時對應的關係。

f=ma是對運動過程的每一瞬間成立的,某一時刻的加速度大小總跟那一時刻的合外力大小成正比,即有力作用就有加速度產生,外力停止作用,加速度隨即消失,在持續不斷的恆定外力作用下,物體具有持續不斷的恆定加速度,外力隨著時間而改變,加速度就隨著時間而改變。

牛頓第二定律的適用範圍

[講解]牛頓第二定律的研究物件只能是質點模型或可看成質點模型的物體。定律中的加速度是以地面或相對於地面靜止或作勻速直線運動的物體為參考係所量度的,即定律僅在慣性系中成立。

[小結]這節課我們重點學習了牛頓第二定律,要求大家掌握的有下面的幾個內容:1、牛頓第二定律的內容。注意:

牛頓第二定律定量的描述了物體的運動狀態和受力情況的關係。2、掌握表示式,要理解好如何對力的單位進行定義。3、學會用牛頓第二定律解題,應用的過程中,要注意牛頓第二定律的統一性、同一性、向量性、瞬時性(同時性),及它的適用範圍。

板書設計

一、牛頓第二定律

1、內容:

2、表示式:a∝f/m

或 f∝ma

f=kma

f=ma

二、力的單位

三、牛頓第二定律的「四性」

1、統一性

2、同一性

3、向量性

4、瞬時性(同時性)

四、牛頓第二定律的適用範圍

1、研究物件是質點

2、只在慣性系中成立。

布置作業

第三節牛頓第二定律說課稿

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4 3牛頓第二定律

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