高中物理牛顿第二定律教案

高中物理牛顿第二定律教案（精选13篇）

高中物理牛顿第二定律教案 篇1

从容说课

经过上一节课的实验探究，学生已经知道了加速度与受到的合外力成正比，和物体的质量成反比的结论.这节通过对牛顿第二定律的学习，使学生能够站在更高的层次上理解物体的加速度和物体受力以及物体质量的关系，使学生有了和科学巨匠相同的思维过程，充分调动他们学习物理的积极性.在教学中应注重引导学生如何把比例式变成等式，在进一步学习的基础之上理解牛顿第二定律中力和加速度的同向性、瞬时性、同体性和独立性.会用牛顿运动定律解决简单的题目，逐渐熟悉这一类问题的处理方法.

三维目标

知识与技能

1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式.

2.理解公式中各物理量的意义及相互关系.

3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.

4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.

过程与方法

1.通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律，体会大师的做法与勇气.

2.培养学生的概括能力和分析推理能力.

情感态度与价值观

1.渗透物理学研究方法的教育.

2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.

3.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣.

教学重点

牛顿第二定律的特点.

教学难点

1.牛顿第二定律的理解.

2.理解k=1时，F=ma.

教具准备

多媒体课件

课时安排

1课时

教学过程

[新课导入]

师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去.

学生观看，讨论上节课的实验过程和实验结果.

师：通过上一节课的实验，我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?

生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比.

师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系?

生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比.

师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?

[新课教学]

一、牛顿第二定律

师：通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比.

师：如何用数学式子把以上的结论表示出来?

生：a∝

师：如何把以上式子写成等式?

生：需要引入比例常数k a=k

师：我们可以把上式再变形为F=kma.

选取合适的单位，上式可以简化.前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿.其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：质量为1 kg的物体，获得1 m/s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kgm/s2

可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F=ma

这就是牛顿第二定律的数学表达式.

师：牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系，还描述了它们的方向关系，结合上节课实验的探究，它们的方向关系如何?

生：质量m是标量，没有方向.合力的方向与加速度方向相同.

师：对，我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?

生：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同.

师：加速度的方向与合外力的方向始终一致，我们说牛顿第二定律具有同向性.

【讨论与交流】

(多媒体演示课件)一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求物体的加速度.若2 s后撤去外力，物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何?

学生进行分组讨论

师：请同学们踊跃回答这个问题.

生：根据牛顿第二定律F=ma，可得a= ，代入数据可得a=1 m/s2，2 s后撤去外力，物体所受的力为零，所以加速度为零.由于物体此时已经有了一个速度，所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态.

师：刚才这位同学说2 s后物体不再受力，那么他说的对不对呢?

生：不对.因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力.

师：那么在这种情况下的加速度又是多少呢?

生：仍然是零，因为重力和支持力的合力为零，牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力，而不是某一个力.

师：非常好.以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题，即用物体所受的合力来进行处理.

【课堂训练】

讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对，为什么.

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

答案：ABCD

教师点评：牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度.物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的.当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失.这就是牛顿第二定律的瞬时性.

师：根据牛顿第二定律，即使再小的力也可以产生加速度，那么我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛盾?

生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力.

师：如果物体受几个力共同作用，应该怎样求物体的加速度呢?

生：先求物体几个力的合力，再求合力产生的加速度.

师：好，我们看下面一个例题.

多媒体展示例题

【例1】 一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又逐渐使其恢复到原值(方向不变)，则

A.物体始终向西运动

B.物体先向西运动后向东运动

C.物体的加速度先增大后减小

D.物体的速度先增大后减小

生1：物体向东的力逐渐减小，由于原来合力为零，当向东的力逐渐减小时，合力应该向西逐渐增大，物体的加速度增大，方向向西.当物体向东的力恢复到原值时，物体的合力再次为零，加速度减小.所以加速度的变化情况应该先增大后减小.

生2：物体的加速度先增大后减小，所以速度也应该先增大后减小.

生3：这种说法不对，虽然加速度是有一个减小的过程，但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致，所以速度应该一直增大，直到加速度为零为止.

师：对.一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大.

多媒体展示例题

【例2】 某质量为1 000 kg的汽车在平直路面上试车，当达到72 km/h的速度时关闭发动机，经过20 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2 000 N，产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)

学生讨论解答

生：物体在减速过程的初速度为72 km/h=20 m/s，末速度为零，根据a= 得物体的加速度为a=-1 m/s2，方向向后.物体受到的阻力f=ma=-1 000 N.当物体重新启动时牵引力为2 000 N，所以此时的加速度为a2= =1 m/s2，方向向车运动的方向.

师：根据以上的学习，同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤.

生：1.确定研究对象.

2.分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图.

3.求出合力.注意用国际单位制统一各个物理量的单位.

4.根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解.

师：牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位，希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题.

【课堂训练】

如图4-3-1所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端.试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况.

图4-3-1

解析：在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零.在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小.由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关.

[小结]

这节课我们学习了

1.牛顿第二定律：F=ma.

2.牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性.

3.牛顿第二定律解决问题的一般方法.

[布置作业]

教材第85页问题与练习.

[课外训练]

1.设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情况是

A.先加速后减速，最后静止 B.先加速后匀速

C.先加速后减速直至匀速 D.加速度逐渐减小到零

2.下列说法中正确的是

A.物体所受合外力为零，物体的速度必为零

B.物体所受合外力越大，物体的加速度越大，速度也越大

C.物体的速度方向一定与物体受到的合外力的.方向一致

D.物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同

3.一个物体正以5 m/s的速度向东做匀速直线运动，从某一时刻开始受到一个方向向西、大小为3 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求：2 s末物体的速度.

4.如图4-3-2所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量1 kg的物块.在水平地面上当小车做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10 N.当小车做匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8 N.这时小车运动的加速度大小是

图4-3-2

A.2 m/s2 B.4 m/s2

C.6 m/s2 D.8 m/s2

参考答案

1.答案：B

解析：分析雨滴的受力情况，发现雨滴受竖直向下的重力和向上的空气阻力，重力的大小方向不变，空气阻力随速度的增大而增大，所以物体的加速度a= 应该逐渐变小最终为零，此时雨滴的速度最大，以后雨滴做匀速运动.

2.答案：D

3.分析与解答：由于物体受到恒定外力是向西的，因此产生恒定加速度的方向也是向西的，与物体初速度方向相反，故物体应做匀减速直线运动.

由牛顿第二定律可知：a= = m/s2=0.6 m/s2

由匀减速直线运动公式可知：2 s末物体速度为

v2=v0-at=(5-0.6×2) m/s=3.8 m/s

方向向东.

4.解析：因弹簧的弹力与其形变量成正比，当弹簧秤甲的示数由10 N变为8 N时，其形变量减少，则弹簧秤乙的形变量一定增大，且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等，所以，弹簧秤乙的示数应为12 N.物体在水平方向所受到的合外力为F=T乙-T甲=12 N-8 N=4 N.

根据牛顿第二定律，得物块的加速度大小为a= = m/s2=4 m/s2.

答案：B

说明：无论题中的弹簧秤原来处于拉伸状态或压缩状态，其结果相同.同学们可自行通过对两种情况的假设加以验证.

板书设计

3 牛顿第二定律

内 容 物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同

表达式 F=ma

说 明 (1)同向性：加速度的方向与力的方向始终一致

(2)瞬时性：加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失

(3)同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的

(4)独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果

活动与探究

探究活动的主题:牛顿第二定律发现的过程.

探究过程：

步 骤 学生活动 教师指导 目的

1 到图书馆、上网查阅有关牛顿发现牛顿第二定律的书籍 介绍相关书籍 1.让学生更多地了解物理规律的来之不易

2.培养学生的思考能力

2 根据查阅的资料，确定文章主题和内容 解答学生提出的具体问题

高中物理牛顿第二定律教案 篇2

笔者在课堂教学的主线上采用双主线平行前进的方法, 一条主线以解读牛顿第二定律为知识体系层层推进, 着重解决应该如何理解和应用牛顿第二定律;另一条主线则以《小球历险记》为情节步步展开, 分析小球在“历险”过程中的种种情况 (受力情况、运动情况及力和运动的关系) 。两条主线并行交错, 互为补充, 取得了良好的教学效果。

二“牛顿第二定律”教学主线的特点

1. 平行前进, 交错延伸

从上面的图表中不难看出本节课的两条教学主线是既平行又交错的关系。这样, 学生既理解了牛顿第二定律的本质, 掌握了应用牛顿第二定律的关键问题, 又学会了如何应用牛顿第二定律解决实际问题。

2. 一虚一实, 相互“利用”

本节课的两条主线中, 小球是实实在在的, 但不是这节课的重点;而“解读”是抽象的, 但它恰恰是本节课所要达到的主要目标。笔者在这两条主线的设计上, 一方面, 让具体的小球不断在“历险”中碰到“问题”, 再从问题的分析、解决中总结规律——抽象地“解读”。另一方面, 让抽象“解读”得出的有关结论, 解决小球在“历险”中碰到的新问题。

3. 环环相扣, 层层推进

本节课的两条主线从逻辑思维上看是环环相扣的, 而从问题的难度上看是层层推进的。以小球这条主线来说, 一方面, 以“序幕——启程——历险——奇遇”为情节环环相扣。另一方面, 从分析“静止”到“运动”, 从“合力为零”到“合力不为零”, 从“受力恒定”到“受力变化”, 一步一步, 把问题不断拓展、不断深化。

4. 艺术处理, 引人入胜

本节课将两条主线以不同的表现风格展示出来, 一庄一谐。“解读”是严谨科学的, “历险”则是生动诙谐的。用拟人化的手法和形象化的语言, 将空洞抽象的理论用具体形象的小球在“历险”中“问题化”“情节化”, 用大家熟悉的形式展现出来, 又以插播广告的方式总结出牛顿第二定律的有关规律, 新颖别致、通俗易懂。而通过PPT等媒体教学手段, 将问题逐步展示, 不断变化, 一波三折、跌宕起伏, 很好地吸引了学生的眼球、抓住了学生的思想, 达到了很好的教学效果。

三常用的教学主线

第一, “论文”型——旁征博引, 严丝合缝。这种主线以“科学严谨”见长, 通常适用于一些物理规律的教学。这样的主线, 脉络分明、结构严谨, 摆事实、讲道理、重发展, 是物理规律教学的主要教学思路。

第二, “小说”型——曲径通幽, 悬念迭出。这种主线以“情节曲折”取胜, 通常对一些以习题为主的课, 可以采用这种主线。可以按所学内容的知识体系和内在关系将问题系列化、情节化, 将问题以“串联”的方式组织起来。这种主线强调一题多解和一题多变, 在“多解”中寻找解决问题的一般思路和最佳方案;在“多变”中领悟物理的变与不变的辩证关系。比如, 本节课中的“小球历险”问题。有时也可以用物理中的一些“佯谬”“上当题”“易错题”作为教学主线, 让学生在辨析中领悟真谛;在“上当”中增长知识;在“错误”中走向成功。这样的教学主线, 使枯燥沉闷的习题教学变得生动形象、变化多彩, 同时也培养了学生多方面的能力。

第三, “散文”型——自然流畅, 形散神聚。这种主线以“思维发展”为要。在物理课堂教学中先列举一些表面上看似互不相干的问题, 探讨其分析思路、解决办法, 然后从中找寻其共同之处、领悟其共通之处, 达到多题归一的目的, 真正做到以不变应万变, 从而提高分析问题、解决问题的能力。在习题课教学中也可用这种教学主线, 这样的教学主线一般适用于单元复习, 特别是高考复习课中常使用。

第四, “诗歌”型——行云流水, 意境高远。这种主线以“丰富想象”占优。对一些以阅读为主的课题, 也可以一改通常的教学模式, 灵活设计一些教学主线, 通过实验、视频、阅读、参观等形式来达到教学目标, 激发学生的学习热情, 拓宽学生的知识视野, 展开学生想象的翅膀。

摘要：本文以作者开设的公开课“牛顿第二定律”教学主线的设计为例, 介绍了教学主线的设计思路和主要特点, 探讨了高中物理课堂教学的设计方法和设计技巧。

高中物理牛顿第二定律教学浅谈 篇3

【关键词】高中物理;牛顿第二定律;教学;实验

作为高中阶段典型的验证性实验，牛顿第二定律相较于传统设计性实验和综合性实验而言，无论是实验过程还是实验手段都较为简单，然而简单的实验过程与实验手段不代表实验思想和实验方法也同样简单。在复杂的实验关系面前，简单的实验操作更加能够阐述其中的科学道理，这是实验教学探索性和启发性特征的体现。

一、关于牛顿第二定律

在牛顿第二定律中，物体加速度大小随着物体自身受到的作用力增大而随之增大，与此同时物体质量趋于减小，合外力方向与加速度方向相一致，即公式为F=ma。牛顿第二定律是对物理学中运动和力关系的一种概括，是较为经典的物理学定律。曾经在惯性定律中我们了解到并非是导致物体运动的原因，显然这与生活经验内容相违背，而在牛顿第二定律中我们认识所谓的运动过程侧重是指物体运动过程中状态的变化，在力的作用下物体运动方向或是速度发生了改变。

1.相互作用力

物理运动状态发生改变是受到力的作用的影响，我们经常在生活中碰到这样的例子，比如车辆在行使过程中的加速或是减速操作正是由于车辆自身运动速度受到摩擦力和牵引力的影响。加速运行时气缸中有大量汽油在燃烧，在传动装置作用下牵引力产生，加之滚动摩擦力的影响，使得车辆运动方向与合力方向相一致，进而形成加速运动的状态，这一过程中滚动摩擦力随之增大，直到与牵引力达到相互平衡的状态。

2.重力场运动

除了相互作用力和运动之间的关系问题外，牛顿第二定律在力学方面还涉及到重力场中力的应用问题。比如石子在斜上抛过程中初始的力一般都较为短暂，不易被察觉，在较大的加速度作用下飞快运动。需要注意的是，在初始力作用下石子运动速度减少再受到初始力作用影响，这其中不计与空气摩擦产生的作用力，因此重力是唯一对石子产生的作用力。在重力的影响下，石子对应的运动状态有了显著改变，这可从运动石子的大小及运动速度等方面得以体现。从运动合成及分解原理分析，这一运动作用力可被划分为垂直方向上的作用力与水平运动方向上的作用力两个方面。水平方向并不存在其余外力的影响，因此对应的石子运动速度并不会产生明显变化，至于垂直方向上的作用力则是受到重力的影响，并且在重力方向上还存在加速度的影响，这就使得垂直方向上的石子运动在具体速率方面呈现出先减小，而后在反方向迅速加速运动的现象。

二、牛顿第二定律实验操作

作为物理概念从理论演变为现实的必要基础，实验操作的重要性不可忽视，实验是帮助学生提升对物理概念感性认知的最直接手段。关于牛顿第二定律的实验操作过程可从教材中的实验获得教学灵感，以此加深学生对牛顿第二定律内容的本质理解。

1.实验装置

如下图1所示，实验过程中的长木板需要在其中一端设计定滑轮，并将其设定为滑块A与B，二者材料相同，置于长木板后借助不可伸长的轻绳连接滑块A与B，并将右边连接与打点计时器纸带相穿。

图1 实验装置

2.细节引导

缓慢抬起长木板后在滑块A置于长木板处时将其固定住，尽管教师能够理解这是平衡摩擦力作用，然而学生却可能存在不明白的地方，这就需要教师对其进行有效的引导，比如对学生提问若是模板抬起角度小则对应的滑块A会不会出现下滑现象。能够沿着长木板下滑这一过程能够阐述怎样的道理，这能够帮助学生更好地理解和运用摩擦力的概念。

3.实验分析

实验完成后教师可指导学生借助坐标纸上作图的方式来加深对牛顿第二定律相关概念的理解，牛顿第二定律关系图中的a-F或a- 直线是过原点的，然而实际操作过程中学生能够计算得到的数据却并不一定达到预期效果，经常出现的情况是图像末端在原点处发生弯曲，进而导致图像不经过原点。学生可以分析若是摩擦力平衡状态下发生倾角过大或是过小的问题则对应的数据图像是怎样的，发生图像末端弯曲的主要原因是什么。对待真实的实验结果，学生应当寻找其中存在的原因，切忌简单化处理，并对其中的预期现象进行深入阐述，理清牛顿第二定律的概念，形成正确的实验认知，这是掌握和应用物理知识的关键所在。

4.习题评讲

作为物理问题情境设置的重要方式，习题的评讲过程能够帮助学生更好地实现对内化规律的吸收，且促进学生实验技能与方法的完善，这既是实验延伸的重要过程，更是对牛顿第二定律的有效应用，习题评讲中能够再一次对实验过程进行受力分析，加深理解。

综上所述，除了物理思想外，牛顿第二定律中还包含了丰富的物理实验方法，是后续物理课程学习的重要基础，这就需要教师在讲授牛顿第二定律时融入该定律建立与推导的相关过程，引导学生了解牛顿第二定律的形成全过程，这不仅能够让学生更好地掌握基本物理知识，且有利于学生对自然界运动定理的理解，这对于学生科学素养的提升和正确实验观的树立都有积极影响。

【参考文献】

[1]刘方，陈刚.气垫导轨实验中导轨弯曲的系统误差分析[J].长江大学学报（自然科学版），2004，（01）

[2]陈刚.气垫导轨上空气膜厚度的测定[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2008，（01）

[3]李德地.浅谈用气垫导轨进行实验的相关问题[J].科教文汇（上旬刊），2010，（02）

【作者简介】

李辉，男，1984.10.05，陕西渭南，工作单位：渭南市铁路自立中学，本科，中学二级，沪科版物理。

高中物理必修一牛顿第二定律教案 篇4

2.表达式 F=ma

3.理解

(1)同向性：加速度的方向与力的方向始终一致

(2)瞬时性;加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失

(3)同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的

(4)独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。

教学准备

教学目标

1、掌握牛顿第二定律相关知识;

2、了解控制变量法，培养学生动手实验能力和分析概括知识的能力。

教学重难点

重点：牛顿第二定律的知识及其应用;难点：实验演示的操作。

教学工具

教学课件

教学过程

一、复习引入：

1、我们讲了牛顿第一定律，它的内容是什么呢?

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。也就是说，没有外力作用时，物体保持原来的状态，静止的保持静止、运动的保持匀速运动。那如果有外力作用呢?

(引导回答)有外力作用----状态改变----速度改变----有加速度产生。

在上节课中我们还讲了：质量是物体惯性大小的量度，质量越大的，状态越难改变。这就涉及到三个物理量：力、加速度和质量，三者之间到底有何关系呢?我们这节课就来研究它。

二、进行新课

1、实验介绍

实验是我们掌握物理知识的一个重要途径，今天就利用实验来帮助我们解决这个问题。F、m、a三者都是变量，在研究此类问题时，我们先使其中一个量保持不变，来研究另外两个量的关系，这就是控制变量法。

(1) 原理：F可以用弹簧秤测量，m可以用天平测量，那加速度呢?

a=(S2-S1)/T2

测量加速度的方法： a=(Vt-V0)/t2

S= V0t+at2/2------------ S= at2/2------------a=2S/t2

(2) 设计

在光滑的导轨上放一量小车，一端系有细绳，绕过定滑轮后吊着砝码，砝码质量远小于小车质量。

受到恒力作用的小车做匀速直线运动，有S= V0t+at2/2---- S= at2/2------a=2S/t2，为了便于比较，我们取两个小车做双轨实验。当时间t相同时，有a1/a2=S1/S2。

(3) 实验操作(1)

平衡摩擦力;将两辆质量相同的小车放在导轨上;系上细绳，跨过定滑轮挂上质量不同的砝码;利用控制杆控制两辆小车同时运动;记录数据。

(4) 实验操作(2)

将两辆质量不同的小车放在导轨上;系上细绳，跨过定滑轮挂上质量相同的砝码。

利用控制杆控制两辆小车同时运动;记录数据。

2、实验结论

m一定时，F与a成正比;F一定时，m与a成反比。

3、牛顿第二定律

内容：物体的加速度与力成正比，与质量成反比。公式：F=Kma;注：取国际单位时，K等于1。

平衡摩擦力分析(导出)牛顿第二定律更一般的表述：物体的加速度与合外力成正比，与质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。

三、本节小结

课后习题

高中物理牛顿第二定律教案 篇5

学习目标

1.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.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.3.会用牛顿第二定律的公式进行计算和处理有关问题.自主探究

1.内容:物体的加速度的大小跟它受到的作用力成、跟它的质量成,加速度的方向跟作用力的方向

.2.表达式:

.3.1N=1m/s2,意义是.合作探究

一、牛顿第二定律

问题:(1)比较汽车启动、飞机起飞、火箭发射的速度变化快慢(加速度)由哪些因素决定?(2)1N是如何规定的?k等于多少?(3)各符号表示什么意思?各物理量的单位是什么? 1.牛顿第二定律揭示了力与运动的关系,即,其中k为

.2.在国际单位制中,力的单位,叫做

.此时,k=,表达式为

.二、牛顿第二定律的理解

问题:(1)向右的水平力F产生的加速度方向向哪?(2)从牛顿第二定律可知,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?(3)力F1单独作用于某物体时产生的加速度是3m/s2,力F2单独作用于此物体时产生的加速度是4m/s2,两力同时作用于此物体时产生的加速度可能是多大? 是非判断:判断以下说法是否正确(1)加速度与力方向相同.(2)先有力再有加速度.(3)只有物体受到力的作用,才会产生加速度.(4)恒定的合力产生恒定的加速度,变化的合力产生变化的加速度.(5)力一旦停止作用,加速度也会为零,物体将静止.(6)当合外力减小时,加速度也随之减小,物体将做减速运动.1.矢量性:F=ma是一个矢量方程,公式不但表示了

关系,还表示了

关系.2.瞬时性:a与F

产生、变化、消失.3.独立性:当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就像其他力不存在一样,这个性质叫力的独立作用原理.物体受到的每个力都会产生加速度,而最终表现出来的加速度是所有加速度的.4.同体性:F=ma中,F、m、a各量必须对应

物体.三、牛顿第二定律的应用 【例1】某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,当达到100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度应为多大? 【例2】一个物体,质量是2kg,受到互成120°角的两个力F1和F2的作用.这两个力的大小都是10N,这两个力产生的加速度是多大? 1.用牛顿第二定律解题的受力分析方法:(1)

.(2)

.(3)

.2.用牛顿第二定律解题的一般步骤:(1).(2).(3).(4).课堂检测

1.下列对于牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解中,正确的是（）A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比 B.由m=可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比 C.由a=可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比

D.由m=可知,物体的质量可以通过测量它所受的合外力和它的加速度而求得

2.静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在力刚开始作用的瞬间,下列说法中正确的是（）A.物体立即获得加速度和速度

B.物体立即获得加速度,但速度仍为零 C.物体立即获得速度,但加速度仍为零 D.物体的速度和加速度均为零

3.物体在与其初速度始终共线的合外力F的作用下运动.取v0方向为正,合外力F随时间t的变化情况如图所示,则在0~t1这段时间内（）

A.物体的加速度先减小后增大,速度也是先减小后增大 B.物体的加速度先增大后减小,速度也是先增大后减小 C.物体的加速度先减小后增大,速度一直在增大 D.物体的加速度先减小后增大,速度一直在减小

4.搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F时,物体的加速度为a1;若保持力的方向不变,大小变为2F时,物体的加速度为a2,则()

A.a1=a2 B.a12a1 5.一物体做直线运动的vt图象如图所示,则下列图中能正确反映物体所受合力F随时间变化情况的是()

6.如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N的完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1kg的物块.在水平地面上当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为10N.当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数变为8N.这时小车运动的加速度大小是（）A.2m/s2 B.4m/s2 C.6m/s2 D.8m/s2 7.A、B两球的质量均为m,两球之间用轻弹簧相连,放在光滑的水平地面上,A球左侧靠墙.用力F向左推B球将弹簧压缩,如图所示.然后突然将力F撤去,在撤去力F的瞬间,A、B两球的加速度分别为（）

A.0,0 B.C.0, D.8.在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法,正确的是（）A.k的数值由F、m、a的数值决定 B.k的数值由F、m、a的单位决定 C.在国际单位制中,k=1 D.在任何情况下k都等于1 9.在水平地面上有一质量为2kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为,该物体的速度随时间t的变化规律如图所示.g取10m/s2,求:

(1)物体受到的拉力F的大小;(2)物体与地面之间的动摩擦因数.10.如图所示,水平恒力F=20N,把质量m=0.6kg的木块压在竖直墙上,木块离地面的高度h=6m.木块从静止开始向下做匀加速运动,经过2s到达地面.(g取10m/s2)求:(1)木块下滑的加速度a的大小;(2)画出木块的受力示意图;(3)木块与墙壁之间的滑动摩擦因数.参考答案 自主探究

1.正比 反比 相同 2.F=kma 3.使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力的大小为1N 合作探究

一、牛顿第二定律

1.定量 F=kma 比例系数 2.kg·m/s2 牛顿 1 F=ma

二、牛顿第二定律的理解 1.大小 方向 2.同时 3.矢量和 4.同一个

三、牛顿第二定律的应用

1.合成法 分解法 正交分解法

2.选取研究对象 分析所选对象在某状态或某过程中的受力情况、运动情况 明确研究对象受到的合力和具有的加速度的表达式 根据牛顿第二定律列出方程F=ma,解方程得到答案 课堂检测

高中物理牛顿第二定律教案 篇6

牛顿第二定律

教学目标：

1．理解牛顿第二定律，能够运用牛顿第二定律解决力学问题 2．理解力与运动的关系，会进行相关的判断

3．掌握应用牛顿第二定律分析问题的基本方法和基本技能 教学重点：理解牛顿第二定律 教学难点： 力与运动的关系

教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程：

一、牛 顿 第 二 定 律 1．定律的表述

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，加速度的方向跟合力的方向相同，即F=ma（其中的F和m、a必须相对应）

点评：特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系。明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节。

若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。

2．对定律的理解：

（1）瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外力恒定不变时，加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时，加速度也为零。

（2）矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。公式aF只表示加速度与合外力的大小关m系.矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致.（3）同一性：加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体（或物体系）而言。即 F与a均是对同一个研究对象而言。

（4）相对性：牛顿第二定律只适用于惯性参照系。

（5）局限性：牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体，不适用于高速运动的微观粒子。

3．牛顿第二定律确立了力和运动的关系

牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。

4．应用牛顿第二定律解题的步骤

（1）明确研究对象。可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi，对应的加速度为ai，则有：

F合=m1a1+m2a2+m3a3+„„+mnan

对这个结论可以这样理解：

先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：

∑F1=m1a1，∑F2=m2a2，„„∑Fn=mnan，将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和，即合外力F。

（2）对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。

（3）若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。（4）当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。

解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。

二、应用举例

1．力与运动关系的定性分析

【例1】 如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是

A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大

B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上

C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小 D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大

解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。选CD。

【例2】如图所示．弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的阻力恒定，则

A．物体从A到O先加速后减速

B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动 C．物体运动到O点时所受合力为零 D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小

解析：物体从A到O的运动过程，弹力方向向右．初始阶段弹力大于阻力，合力方向向右．随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大．所以初始阶段物体向右做加速度逐渐减小的加速运动．

当物体向右运动至AO间某点（设为O′）时，弹力减小到等于阻力，物体所受合力为零，加速度为零，速度达到最大．

此后，随着物体继续向右移动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左．至O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大．所以物体从O′点后的合力方向均向左且合力逐渐增大，由牛顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向左且逐渐增大．由于加速度与速度反向，物体做加速度逐渐增大的减速运动．

正确选项为A、C． 点评：

（1）解答此题容易犯的错误就是认为弹簧无形变时物体的速度最大，加速度为零．这显然是没对物理过程认真分析，靠定势思维得出的结论．要学会分析动态变化过程，分析时要先在脑子里建立起一幅较为清晰的动态图景，再运用概念和规律进行推理和判断．

（2）通过此题，可加深对牛顿第二定律中合外力与加速度间的瞬时关系的理解，加深对速度和加速度间关系的理解．譬如，本题中物体在初始阶段，尽管加速度在逐渐减小，但由于它与速度同向，所以速度仍继续增大．

2．牛顿第二定律的瞬时性

【例3】如图（1）所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。

（1）下面是某同学对该题的某种解法：

解：设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下处于平衡。T1cosmg，T1sinT2，解得T2 =mgtanθ，剪断线的瞬间，T2突然消失，物体却在T2反方向获得加速度，因为mgtanθ=ma所以加速度a=gtanθ，方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗？说明理由。

（2）若将图（1）中的细线L1改为长度相同，质量不计的轻弹簧，如图（2）所示，其它条件不变，求解的步骤和结果与（1）完全相同，即a=gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。

解析：（1）这个结果是错误的。当L2被剪断的瞬间，因T2突然消失，而引起L1上的张力发生突变，使物体的受力情况改变，瞬时加速度沿垂直L1斜向下方，为a=gsinθ。

（2）这个结果是正确的。当L2被剪断时，T2突然消失，而弹簧还来不及形变（变化要有一个过程，不能突变），因而弹簧的弹力T1不变，它与重力的合力与T2是一对平衡力，等值反向，所以L2剪断时的瞬时加速度为a=gtanθ，方向在T2的反方向上。

点评：牛顿第二定律F合＝ma反映了物体的加速度a跟它所受合外力的瞬时对应关系．物体受到外力作用，同时产生了相应的加速度，外力恒定不变，物体的加速度也恒定不变；外力随着时间改变时，加速度也随着时间改变；某一时刻，外力停止作用，其加速度也同时消失．

3．正交分解法

【例4】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20Ｎ，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/s2）

向分解，则两坐标轴上的合力分别为

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FxFcosFFyFNFsinG，物体沿水平方向加速运动，设加速度为a，则x轴方向上的加速度ax＝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 又有滑动摩擦力FFN

以上三式代入数据可解得物体的加速度a=0.58 m/s2

点评：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，利用正交分解法来解．

4．合成法与分解法

【例5】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直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况．（2）求悬线对球的拉力．

解析：

（1）球和车厢相对静止，它们的运动情况相同，由于对球的受力情况知道的较多，故应

以球为研究对象．球受两个力作用：重力mg和线的拉力FT，由球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动，故其加速度沿水平方向，合外力沿水平方向．做出平行四边形如图所示．球所受的合外力为

F合＝mgtan37°

由牛顿第二定律F合＝ma可求得球的加速度为

aF合mgtan377.5m/s2

加速度方向水平向右．

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）由图可得，线对球的拉力大小为

FTmg110N=12.5 N cos370.8点评：本题解题的关键是根据小球的加速度方向，判断出物体所受合外力的方向，然后画出平行四边形，解其中的三角形就可求得结果．

【例6】如图所示，m =4kg的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成37°角。求：（1）小车以a=g向右加速；

（2）小车以a=g向右减速时，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大？

解析：

（1）向右加速时小球对后壁必然有压力，球在三个共点力作用下向右加速。合外力向右，F2向右，因此G和F1的合力一定水平向左，所以 F1的大小可以用平行四边形定则求出：F1=50N，可见向右加速时F1的大小与a无关；F2可在水平方向上用牛顿第二定律列方程：F2-0.75G =ma计算得F2=70N。可以看出F2将随a的增大而增大。（这种情况下用平行四边形定则比用正交分解法简单。）

（2）必须注意到：向右减速时，F2有可能减为零，这时小球将离开后壁而“飞”起来。这时细线跟竖直方向的夹角会改变，因此F1的方向会改变。所以必须先求出这个临界值。当

3时G和F1的合力刚好等于ma，所以a的临界值为ag。当a=g时小球必将离开后壁。不

难看出，这时F1=2mg=56N，F2=0 【例7】如图所示，在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块。求：（1）箱以加速度a匀加速上升，（2）箱以加速度a向左匀加速运动时，线对木块的拉力F1和斜面对箱的压力F2各多大？

解：（1）a向上时，由于箱受的合外力竖直向上，重力竖直向下，所以F1、F2的合力F必然竖直向上。可先求F，再由F1=Fsinα和F2=Fcosα求解，得到： F1=m（g+a）sinα，F2=m（g+a）cosα

显然这种方法比正交分解法简单。

（2）a向左时，箱受的三个力都不和加速度在一条直线上，必须用正交分解法。可选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解，（同时正交分解a），然后分别沿x、y轴列方程求F1、F2：

F1=m（gsinα-acosα），F2=m（gcosα+asinα）

经比较可知，这样正交分解比按照水平、竖直方向正交分解列方程和解方程都简单。点评：还应该注意到F1的表达式F1=m（gsinα-acosα）显示其有可能得负值，这意味着绳对木块的力是推力，这是不可能的。这里又有一个临界值的问题：当向左的加速度a≤gtanα时F1=m（gsinα-acosα）沿绳向斜上方；当a>gtanα时木块和斜面不再保持相对静止，而是相对于斜面向上滑动，绳子松弛，拉力为零。

5．在动力学问题中的综合应用

【例7】 如图所示，质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，在与水平成θ=37°角的恒力F作用下，从静止起向右前进t1=2.0s后撤去F，又经过t2=4.0s物体刚好停下。求：F的大小、最大速度vm、总位移s。

解析：由运动学知识可知：前后两段匀变速直线运动的加速度a与时间t成反比，而第二段中μmg=ma2，加速度a2=μg=5m/s2，所以第一段中的加速度一定是a1=10m/s2。再由方程

Fcos(mgFsin)ma1可求得：F=54.5N 第一段的末速度和第二段的初速度相等都是最大速度，可以按第二段求得：vm=a2t2=20m/s 又由于两段的平均速度和全过程的平均速度相等，所以有svm(t1t2)60m 2点评：需要引起注意的是：在撤去拉力F前后，物体受的摩擦力发生了改变。

例析牛顿第二定律特点 篇7

在应用该定律时, 应抓住以下四个特点.

一、瞬时性

无论物体合外力的大小和方向如何变化, F合=ma对运动过程的每一瞬间都成立, a总与F同步变化, 且与速度大小无关.

例1下面说法正确的是 ()

A.物体速度为零时, 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:物体的加速度大小和方向总与合外力同步变化, 即物体合外力增大时, 加速度一定增大, 物体合外力减小时, 加速度一定减小;D正确.v与F合之间无决定关系, 故A、B、C错误.答案:D.

二、矢量性

定律中的加速度和力都是矢量, 有方向.定律不但确定了二者的大小关系, 还确定了方向之间的关系, 加速度的方向与合外力的方向始终相同.

例2如图1, 电梯与水平面夹角为30°, 当电梯加速向上运动时, 人对梯面压力是其重力的, 则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?

解析:人受力如图2, 建立图示坐标系, 此时只需分解加速度, 根据牛顿第二定律可得:

三、同体性

在F合=ma中, 加速度、力与质量是同属一个物体的, 所以解题时一定要把研究对象的受力情况搞清楚.

例3一人在井下站在吊台上, 用图3所示的定滑轮把吊台和自己提升起来.图中跨过滑轮的两段绳都是竖直的, 且不计摩擦.吊台质量m=15kg, 人质量M=55kg, 起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2, 求这时人对吊台的压力. (g=9.8m/s2)

解析:选系统为研究对象, 受力如图4, F为绳的拉力, 由牛顿第二定律得:2F- (m+M) g= (m+M) a

则拉力大小为:

再选人为研究对象, 受力如图5, 其中FN是吊台对人的支持力.由牛顿第二定律得:F+FN-Mg=Ma

由牛顿第三定律知, 人对吊台的压力大小为200N, 方向竖直向下.

应用牛顿第二定律的误区 篇8

例1 如图1所示，用绳[AC]和[BC]吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，[AC]绳能承受的最大的拉力为150N，而[BC]绳能承受的最大的拉力为100N，求物体最大重力不能超过多少？

图1 图2

错解 以重物为研究对象，重物受力如图2所示. 由于重物静止，有

[TACsin30°=TBCsin60°]

[TACcos30°+TBCcos60°=G]

将[TAC=]150N，[TBC=]100N代入上式解得[G]=200N.

分析 错解的原因是同学们错误地认为当[TAC]=150N时，[TBC=]=100N，而没有认真分析力之间的关系. 实际当[TBC=]=100N时，[TAC=]173N已经超过150N.

正解 重物静止，加速度为零. 据牛顿第二定律，有

[TACsin30°-TBCsin60°=0] ①

[TACcos30°+TBCcos60°-G=0] ②

由式①可知[TAC=3TBC]，当[TBC=100N]时，[TAC=173N]，[AC]将断.

而当[TAC]=150N时，[TBC]=86.6N<100N

将[TAC]=150N，[TBC]=86.6N代入式②解得[G]=173.32N.

所以重物的最大重力不能超过173.2N.

点拨 本题当一绳出现临界状态时，另一绳一定不处于临界状态. 所以要判断是哪根绳先达到临界状态.

<F：＼高中生2015＼试题研究＼2015-2-高三＼2015-2-试题研究＼理综图标.tif> 分析不出动态变化的过程

例2 如图3所示，水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体[m]，当用力缓慢抬起一端时，木板受到物体的压力和摩擦力将怎样变化？

图3 图4

错解 如图4所示，物体受重力、摩擦力、支持力. 因为物体静止，根据牛顿第二定律，有

[mgsinθ-f=max=0 ①N-mgcosθ=may=0 ②]

错解一：据式①知[θ]增加，[f]增加.

错解二：据式②知[θ]增加，[N]减小;则[f=μN]说明[f]减少.

分析 错解在于没能把木板缓慢抬起的全过程认识透. 若能从木块相对木板静止入手，分析出再抬高会相对滑动，就会避免错解一. 若想到[f=μN]是滑动摩擦力的判据，就应考虑滑动之前，也就会避免错解二.

正解 物体在缓慢抬起过程中先静止后滑动. 静止时可以依据错解一中的解法，可知[θ]增加，静摩擦力增加. 当物体在斜面上滑动时，可以依据错解二中的解法，据[f=μN]，分析[N]的变化，知[f滑]的变化. [θ]增加，滑动摩擦力减小. 在整个缓慢抬起过程中[y]方向的方程关系不变. 依据错解中式②知压力一直减小. 所以抬起木板的过程中，摩擦力的变化是先增加后减小. 压力一直减小.

点拨 物理问题中有一些变化过程，不是单调变化的. 这类问题应抓住研究变量与不变量的关系.

<F：＼高中生2015＼试题研究＼2015-2-高三＼2015-2-试题研究＼理综图标.tif> 把握不住瞬时变化的特点

例3 如图5所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球. 两小球均保持静止. 当突然剪断细绳时，上 [ 图5 ]面小球[A]与下面小球[B]的加速度为（ ）

A.[a1=g， a2=g]

B.[a1=2g， a2=g]

C.[a1=2g， a2=0]

D.[a1=0， a2=g]

错解 剪断细绳时，以[（A+B）]为研究对象，系统只受重力，所以加速度为[g]，所以[A，B]球的加速度为[g]. 故选A项.

分析 错解的原因是研究对象的选择不正确. 剪断绳时，[A，B]球具有不同的加速度，不能作为整体研究.

正解 [ 图6]分别以[A，B]为研究对象，做剪断前和剪断时的受力分析. 剪断前[A，B]静止. 如图6所示，[A]球受拉力[T]、重力[mg]和弹力[F]. [B]球重力[mg]和弹簧拉力[F′]，有

[A]球：[T-mg-F=0] ①

[B]球：[F′-mg=0] ②

由式①②解得[T=2mg，F=mg]

剪断时，[A]球受两个力，因为绳无弹性剪断瞬间拉力不存在，而弹簧有形变，瞬间形状不可改变， [ 图7] 弹力还存在. 如图7所示，[A]球受重力[mg]、弹簧的弹力[F]. 同理[B]球受重力[mg]和弹力[F′]，有

[A]球：[-mg-F=maA] ③

[B]球：[F′-mg=maB] ④

由式③解得[aA=-2g]（方向向下）

由式④解得[aB=0]，故C选项正确.

点拨 弹簧和绳特点不同. 绳子不计质量但无弹性，瞬间就可以没有. 而弹簧因为有形变，不可瞬间发生变化，要有一段时间. 本题[A]球剪断瞬间合外力变化，加速度就由0变为[2g]，而[B]球剪断瞬间合外力没变，加速度不变.

<F：＼高中生2015＼试题研究＼2015-2-高三＼2015-2-试题研究＼理综图标.tif> 选择不准研究对象

例4 如图8所 [ 图8]示，质量为[M]，倾角为[α]的楔形物[A]放在水平地面上. 质量为[m]的[B]物体从楔形物的光滑斜面上由静止释放，在[B]物体加速下滑过程中，[A]物体保持静止. 求地面受到的压力.

错解 以[A，B]整体为研究对象. 受重力和支持力，因为[A]物体静止，所以[N=G=（M+m）g].

分析 由于[A，B]的加速度不同，所以不能将二者视为同一物体.

正解 分别以[A，B]物体为研究对象. [A，B]物体受力分别如图9所示. 根据牛顿第二定律，[A]物体静止，加速度为零，有

[图9]

[x：N1sinα-f=0] ①

[y：N-Mg-N1cosα=0] ②

[B]物体下滑的加速度为[a]，有

[x：mgsinα=ma] ③

[y：N1-mgcosα=0] ④

由式①②③④，解得[N=Mg+mgcosα]

根据牛顿第三定律，地面受到的压力为[Mg+mgcosα.]

点拨 在选取研究对象时，若要将几个物体视为一个整体做为研究对象，则这几个物体必须有相同的加速度.

高中物理牛顿第二定律教案 篇9

4.5 牛顿

知识改变命运，学习成就未来

这个题目就是根据已知的受力情况来求物体的运动情况。前4秒内运动情况：物体由静止在恒力作用下做匀加速直线运动，t=4.0s。受力情况：F=5.0N，f=2.0N，G=N；初始条件：v0=0；研究对象：m=2.0kg。求解4秒末的速度vt。4秒后，撤去拉力，物体做匀减速运动，v′t=0。受力情况：G=N、f=2.0N；初始条件：v′0=vt，求解滑行时间。

(2)解题思路

研究对象为物体。已知受力，可得物体所受合外力。根据牛顿

知识改变命运，学习成就未来

(5)引申：这一类题目是运用已知的力学规律，作出明确的预见。它是物理学和技术上进行正确分析和设计的基础，如发射人造地球卫星进入预定轨道，带电粒子在电场中加速后获得速度等都属这一类题目。

2．已知运动情况求解受力情况

例题2(投影)一辆质量为1.0×10kg的小汽车正以10m/s的速度行驶，现在让它在12.5m的距离内匀减速地停下来，求所需的阻力。

(1)审题分析

这个题目是根据运动情况求解汽车所受的阻力。研究对象：汽车m=1.0×10kg；运动情况：匀减速运动至停止vt=0，s=12.5m；初始条件：v0=10m/s，求阻力f。

(2)解题思路

由运动情况和初始条件，根据运动学公式可求出加速度；再根据牛顿

知识改变命运，学习成就未来

由左向右求解即

知识改变命运，学习成就未来

由①式得N=Fsinθ＋mg 代入③式 f=μ(Fsinθ＋mg)代入②式有Fcos(Fsinmg)ma

aFcos(mgFsin)

《牛顿第二定律》教案 篇10

一、教学目标

（一）知识与技能

1．掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。2.理解公式中各物理量的意义及相互关系。

3．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。4．会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

（二）过程与方法

1．渗透物理学研究方法的教育。

2．认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

3．通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣。

（三）情感态度与价值观 1．渗透物理学研究方法的教育。

2．认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

二、教学重点

通过课本，牛顿第二定律。

三、教学难点

1．牛顿第二定律的理解。2．理解k＝1时，F=ma。

四、教学准备

多媒体课件、粉笔、图片。

五、教学过程

新课导入：

师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去．

学生观看，讨论上节课的实验过程和实验结果。

师：通过上一节课的实验，我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作

用力之间存在什么关系？

生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比。师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系？ 生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比。

师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？

新课讲解：

一、牛顿第二定律

师：通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比。

师：如何用数学式子把以上的结论表示出来？

生：a∝F/m

师：如何把以上式子写成等式？

生：需要引入比例常数k a＝kF/m 师：我们可以把上式再变形为F=kma 选取合适的单位，上式可以，简化。前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿．其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：质量为1 kg的物体，获得1 m／s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kg·m／s2

可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F＝ma 这就是牛顿第二定律的数学表达式。

师：牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系，还描述了它们的方向关系，结合上节课实验的探究，它们的方向关系如何？

生：质量m是标量，没有方向．合力的方向与加速度方向相同。师：对，我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢？

生：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。

师：加速度的方向与合外力的方向始终一致，我们说牛顿第二定律具有同向性。[讨论与交流](多媒体演示课件)一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求物体的加速度．若2 s后撤去外力，物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何？

学生进行分组讨论

师：请同学们踊跃回答这个问题。

生：根据牛顿第二定律F＝ma，可得a=F/m，代入数据可得a＝lm／s2，2s后撤去外力，物体所受的力为零，所以加速度为零．由于物体此时已经有了一个速度，所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态。

师：刚才这位同学说2s后物体不再受力，那么他说的对不对呢？ 生：不对．因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力。师：那么在这种情况下的加速度又是多少呢? 生：仍然是零，因为重力和支持力的合力为零，牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力，而不是某一个力。

师：非常好．以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题，即用物体所受的合力来进行处理。

[课堂训练] 讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对，为什么？ 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 答案：ABCD 教师点评：牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F＝ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失．这就是牛顿第二定律的瞬时性。

师：根据牛顿第二定律，即使再小的力也可以产生加速度，那么我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛盾？

生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力。

师：如果物体受几个力共同作用，应该怎样求物体的加速度呢？

生：先求物体几个力的合力，再求合力产生的加速度． 师：好，我们看下面一个例题。

多媒体展示例题

(例1)一物体在几个力的共同作用下处于静止状态．现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又逐渐使其恢复到原值(方向不变)，则„„„„„„„（）

A．物体始终向西运动

B．物体先向西运动后向东运动

C．物体的加速度先增大后减小

D．物体的速度先增大后减小

生l：物体向东的力逐渐减小，由于原来合力为零，当向东的力逐渐减小时，合力应该向西逐渐增大，物体的加速度增大，方向向西。当物体向东的力恢复到原值时，物体的合力再次为零，加速度减小。所以加速度的变化情况应该先增大后减小。

生2：物体的加速度先增大后减小，所以速度也应该先增大后减小。

生3：这种说法不对，虽然加速度是有一个减小的过程，但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致，所以速度应该一直增大，直到加速度为零为止。

师：对．一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大。

多媒体展示例题

(例2)某质量为1 000kg的汽车在平直路面上试车，当达到72km／h的速度时关闭发动机，经过20s停下来，汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 N，产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)生：物体在减速过程的初速度为72km／h＝20 m／s，末速度为零，根据a＝(v-vo)/t得物体的加速度为a＝一1 m／s2，方向向后．物体受到的阻力f＝ma＝一l 000 N．当物体重新启动时牵引力为2 000N，所以此时的加速度为a2=(F+f)/m＝1 m／s2，方向向车运动的方向。

师：根据以上的学习，同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤。1．确定研究对象。

2．分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图。

3．求出合力．注意用国际单位制统一各个物理量的单位。

4．根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。

师：牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位，希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题。

[课堂训练] 如图4—3—1所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端．试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况。

解析：在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零．在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小．由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关。

[小结] 这节课我们学习了 1．牛顿第二定律：F＝ma 2．牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性。3．牛顿第二定律解决问题的一般方法。

板书设计

4.3牛顿第二定律

1．内容:物体的加速度跟所受的台力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同

2．表达式

F=ma 3．理解

(1)同向性：加速度的方向与力的方向始终一致。

(2)瞬时性；加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。

(3)同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的。

高中物理牛顿第二定律教案 篇11

如每次教到“牛顿第二定律及应用”这块，老师稍不留意就会犯错误，会误认为这内容比较简单，只需求出合力，然后结合匀变速运动的知识求加速度即可，而这两部分前期知识学生已经学得较扎实，无非是多一些练习罢了，可在教学中发现很多学生连牛顿第二定律的公式都记不下来，更不知道用哪个力去套公式.对于基础差的学生此现象又尤为突出.之前我就一直思考这个问题的原因及解决之道，最近又刚好上到这一块，特别调整了思路和方法，发现效果不错，故介绍我的教学过程和心得，与大家共享.

（2）没有特意的从一个力到两个力的清晰过渡过程.我们总是直接拿书本或教辅资料中题目来讲，步骤就是怎样找合力，怎样求合力，怎样求加速度.不管学生懂不懂，是否理解，先照葫芦画瓢，机械模仿，美其名曰“熟能生巧”，把活生生的物理课变得枯燥无味.“怎样求加速度？” 是这一章最关键最重要也是最难的一点！不化解难点由一个力慢慢到二个力先易后难的过程学生是很难真正掌握的.

（3）缺乏一些真实的实验演示，欠缺生活实例.力是一个非常抽象的概念，我们能感觉到它的存在，但看不见摸不着，没有具体的实际演示和生活现象作为载体，学生就无法去体验，去感悟，总感觉是雾里看花，糊糊涂涂，虚无缥缈，似懂非懂，.如果老师的行为或语言没有感情，仅把牛顿第二定律当作死板知识，而不是看成是牛顿这个人的思想，往往也是“事倍功半”.

2 我的做法

基于上面的的分析，在这一届新高一教授中，相对以前传统的教法，我进行了大幅度的改变.经过一轮的教学实践，我感觉方法是对头的，学生对物理的兴趣明显提高，提问题明显有深度，学习的困难度明显降低，平时测试的成绩明显上升.我的主要教学过程如下.

有了前面的铺垫，这题的最大困难就是求摩擦力 ，不怕暴露问题，可多让学生思考和讨论，叫两三个一般或较好的学生上黑板演示，让其他学生来找他们的问题.

牛顿第二定律的推广形式及其妙用 篇12

例如图所示, 在倾角为α的固定光滑斜面上, 有一用绳子拴着的长木板, 木板上站着一只猫, 已知木板的质量是猫质量的2倍, 当绳子突然断开时, 猫立即沿着板向上跑, 以保持其相对斜面的位置不变, 则此时木板沿斜面下滑的加速度为 ()

解析:设猫的质量为m, 则木板的质量为2m, 以猫和木板组成的整体为研究对象, 它所受的合外力大小为 (mg+2mg) ·sinα, 于是有:

答案:C

牛顿第二定律教案设计 篇13

知识目标

知道得到牛顿第二定律的实验过程

理解加速度与力和质量间的关系

理解牛顿第二定律的内容;知道定律的确切含义

能运用牛顿第二定律解答有关问题

能力目标

培养学生的实验能力、分析能力、解决问题的能力

德育目标

使学生知道物理学中研究问题时常用的一种方法——控制变量法

四 教学重点

牛顿第二定律的实验过程

牛顿第二定律

五 教学难点

牛顿第二定律的推导及意义

六教学方法

体现新教材特色，指导学生在参与合作中学习，并体验简单的科学研究过程和方法

教 学 过 程 教师活动 学生活动

(一)引入新课

下面问题可以引导学生思考

(1)神舟六号飞船返回舱返回时为何要打开降落伞?

(2)赛车在开出起跑线的瞬间发生了怎样的变化?

进一步思考：赛车比起一般的家用汽车质量上有什么不一样?这一设计是为什么?

进一步提出问题，完成牛顿第二定律探究任务引入物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?

(二)进行新课

教师活动：学生分析讨论后，教师进一步提出问题：

l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述?

讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对?为什么?

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。

E、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。

F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。

出示例题引导学生一起分析、解决。

例题1：某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000 N，产生的加速度应为多大?

假定试车过程中汽车受到的阻力不变。

例题 2：一个物体，质量是2 kg，受到互成 120°角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这两个力产生的加速度是多大?

(三)课堂总结、点评

首先引导学生明确牛顿第二定律的适用条件：即宏观物体的低速运动问题。公式中的力为物体所受外力的合力。

让学生利用牛顿第二定律解释说明引入课程时提出的问题，考察学生利用规律解释问题的能力。

(四)实例探究

☆对牛顿第二定律的理解

1、下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解，正确的是：

A、由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比;

B、由m=F/a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比;

C.由a=F/m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比;

D、由m=F/a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。

2、在牛顿第二定律公式F=kma中，有关比例常数k的说法正确的是：

A、在任何情况下都等于1

B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的

C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的

D、在国际单位制中，k的数值一定等于1

☆力和运动的关系

3、关于运动和力，正确的说法是

A、物体速度为零时，合外力一定为零

B、物体作曲线运动，合外力一定是变力