教案《牛顿第二定律》精品

教案《牛顿第二定律》精品（共10篇）

1.教案《牛顿第二定律》精品 篇一

牛顿第二定律（第一节课）

普通高中课程标准实验教科书物理必修1 【教学目标】

（一）知识与技能

1.理解牛顿第二定律的内容； 2.理解公式中各物理量间的关系； 3.知道力的单位“牛顿”是怎样定义的； 4.认识牛顿第二定律在力学中的地位和作用； 5.会初步运用牛顿第二定律解题。

（二）过程与方法

1.以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟力和质量的关系，进而总结出牛顿第二定律；

2.探究力和加速度的关系，进一步加深对加速度和力的认识； 3.通过例题概括物理解题思路。

（三）情感、态度、价值观

1.渗透认识物理概念具有渐进性的认识论的教育；

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。【教学重点】 牛顿第二定律的认识 【教学难点】 解题思路的培养 【教学方法】 1.复习回顾

创设情景

归纳总结 2.规范答题

理解物理学科的解题思路 【教学过程】

（一）新课引入

1.加速度的认识(点击幻灯)（1）定义（比值定义法）：速度变化量跟变化所用时间的比值；（2）表达式：a=△v/△t（3）单位：m/s2（4）特性：矢量

（5）决定因素：跟v、△v、t无直接关系（大小和方向由什么因素决定？）2.力的认识：

（1）定义：力是物体对物体的作用，力的作用是相互的。对于“力”你还有哪些认识？

（2）运算：同一直线上的力的运算可以直接相加减，即规定正方向后，同方向取正，反方向取负，再直接相加，这就是我们平常所说的“矢量和”。那不在同一直线上又该如何运算呢？

3．牛顿第一定律的内容是什么？【一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态】

它解决了物体在没有受到外力作用时所处的状态，那物体受到外力作用后状态的变化又会遵从什么样的规律呢？

（二）新课教学 1.认识牛顿第二定律

上一节课，我们用实验探究了加速度与力、质量的关系，现在我们用动画演示回顾实验过程，（演示完后）通过数据处理你猜想的结论是什么？

说明：科学前辈们通过大量的实验得出“物体的加速度跟物体所受的合外力F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”的结论——这就是牛顿第二定律。

下面我们对它进行全面的认识（由学生思考，再提问）（点击幻灯）（1）定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力F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（全班统一作答）（2）公

式：F合=kma（k是要把不同的物理量拉上关系，需要设的一个常数）

（3）三点说明：（学生不会总结，只有老师提升）

①瞬时性：牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。

②矢量性：F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向为正方向。

（用俗语说就是加速度和力穿的是“连裆裤”，力怎么变，加速度就怎么变，即瞬时一一对应关系）

③合力性：根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物本所受各力正交分解，在两个互相垂直 的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程（下一节课的例题说明）。

现在同学们应该知道：加速度的大小、方向是由什么因素决定的？对力的认识在“力是物体对物体的作用，力的作用是相互”的又可以在加上一句什么话？（力是改变物体运动状态的原因或力是使物体产生加速度的原因）2.力的单位

你知道“1牛顿”的力有多大吗？在牛顿以前，人们没有统一规定力的单位，公式中的k的选取就不确定，为了简化公示，我们就规定 “1牛顿”的力的大小为“使质量为1kg的物体产生1 m/s2的加速度”，那么k=1 公式简化为：

F合=ma

这就是力的单位“牛顿”的来历。式中F合表示物体受到的合外力，m表示物体的质量，a表示物体受力后产生的加速度。关于物理学中物理量单位的确定方法在下一节内容中将做专门分析。3.牛顿第二定律在力学中的地位和作用（只有老师提升）（1）核心作用：是牛顿运动定律的核心

（2）桥梁作用：解决了力和运动的关系问题，是受力问题和运动问题的桥梁 4.例题1（1）学生读题目

（2）建立物理模型：画运动过程、标出各状态的物理量（要求学生 跟着画）

（3）在图上写出状态或过程的表达式

（4）写出规范的答题格式

（5）（点击幻灯）小结：说明教科书中的解题过程为了讲解的需要，显得很啰嗦，规范过分，浪费时间，而一句“运动过程及受力分析如图所示”则可省去很多难说明清楚的内容。物理学科解题顺序特点与数学学科不同，它是根据物理情景中物体运动过程所遵循的规律列方程，而不是根据已知、未知来列，因为已知量和未知量在运动过程中的关系往往不是直接的，初中由于问题简单，一般写出已知、求、解、答即可完成答题，所以同学们不能停留在初中的固有模式上。5.（点击幻灯）课堂小结：学生作答后展示内容

①内容特点：牛顿第一定律解答了物体没有受到外力作用时，物体的运动规律；牛顿第二定律解答了物体受到外力作用后的运动规律。②认识提升：本节内容完成了对加速度的认识，加速度是由物体受到的作用力和物体的质量决定，而跟物体的运动的速度v、速度变化△v的大小无直接关系；本节加深了对力的认识，力是物体对物体的作用，力是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因（对力的认识要到牛顿第三定律才能完成）。

③方法提升：本节课解答了解物理题的思路问题——即根据物理情景列方程，同学们在今后的解题过程中还得慢慢体会。

④知识延伸：本堂课的教学中还引出了受力分析中的正交分解法、力学单位制、牛顿第三定律等后续教学内容 6.作业布置：P77第2、5做作业本上，思考第1题

【教学反馈与反思】

【板书设计】

第三节

牛顿第二定律

1.定律内容：

2．公

式：F合=kma

F合=ma 3.三点说明：①瞬时性；矢量性；③合力性：正交分解法4.牛顿第二定律在力学中的地位和作用 ①核心作用：是牛顿运动定律的核心； ②桥梁作用：解决了力和运动的关系问题。5.例题1 解：受力分析运动路径如图所示

解题思路小结： 6.课堂小结 ①内容特点： ②认识提升：

③方法提升： ④知识延伸：

2.教案《牛顿第二定律》精品 篇二

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.

3.牛顿第二定律与运动学 篇三

一、 牛顿第二定律与匀变速直线运动相结合

解题方法 此类题型主要体现在某个运动过程中牛顿第二定律的简单应用，属于动力学两类典型问题的范畴，一般以求加速度问题居多.求解时要特别注意运动过程与规律的对应关系，同时注意题中所给信息.

例1北戴河海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动.如图1所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，斜坡倾角θ=37°.

二、 牛顿第二定律与圆周运动相结合

解题方法 万有引力定律、带电粒子在磁场中的运动的综合性题目所涉及的圆周运动中常涉及临界问题，解题时首先要分析物体向心力来源（常用来充当向心力的有重力、绳的弹力、万有引力、洛伦兹力等），然后根据牛顿第二定律列式计算．

例2图2是电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m的重锤（重锤可视为质点）绕转轴O匀速转动，重锤转动半径为R.电动机连同打夯机底座的质量为M，重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度为g.

（1）重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？

（2）若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低点位置时，打夯机对地面的压力为多大？

解析

（1） 重锤在竖直平面内做匀速圆周运动，当重锤运动通过最高点时，打夯机底座受连接杆竖直向上的作用力达到最大.此时重锤所受的重力mg和连接杆对重锤向下的拉力F1提供重锤做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，有

F1+mg=mω2R,

连接杆对打夯机底座向上的拉力F1′=F1.

（2） 当重锤通过最低点位置时，重锤所受的重力和连接杆的拉力F2的合力提供重锤做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，有

F2-mg=mω2R.

连接杆对打夯机底座的作用力F2′的方向向下，且F2′＝F2.

设打夯机受到的地面的支持力为FN，则有

FN=Mg+F2′,

则FN=2(m+M)g.

由牛顿第三定律得打夯机对地面压力的大小

FN′=FN=2(m+M)g.

三、 牛顿第二定律与一般曲线运动相结合

解题方法 处理曲线运动问题，首先是从力学角度利用牛顿第二定律分析物体的加速度，其次是利用运动的分解与合成的等效思维方法研究运动.其中涉及“一个原则”、“两个原理”：一个原则就是运动的合成与分解均遵守平行四边形定则,这里包括对F、v、a的合成与分解；两个原理就是运动的独立性原理和运动的等时性原理.

例3 在光滑水平面上有一质量m=1.0×10-3kg，电量q=1.0×10-10C的带正电小球，静止在O点，以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系xOy，如图3所示.现突然加一沿x轴正方向、场强大小为E=2.0×106V/m的匀强电场，使小球开始运动，经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，场强大小仍为E=2.0×106V/m的匀强电场.再经过1.0s，所加电场又突然变为另一个匀强电场.使小球在此电场作用下经1.0s速度变为0.求速度为0时小球的位置.

解析 由题意可知：该小球的运动开始是方向沿x轴方向的匀加速直线运动，后来小球在x方向做匀速运动，在y轴方向做初速度为0的匀加速直线运动，最后做匀减速直线运动.小球在这3.0s内的运动是一曲线运动.

由牛顿定律，可知小球在水平面上的加速度

a=qEm=0.2m/s.

当场强沿x轴正方向时，经1.0s小球的速度大小为vx=at=0.2m/s（方向沿x轴正方向）,

小球沿x轴方向移动的距离为

Δx1=12at2=0.1

在第2s内，电场方向为y轴正方向，x轴方向不再受力，所以第2s内小球在x轴方向做匀速运动，在y轴方向做初速度为0的匀加速直线运动，

沿y轴方向的距离Δy=12at2=0.1m,

沿x轴方向的距离Δx2=vxt=0.2m,

第2s末在y轴方向分速度为vy=at=0.2m/s.

由上可知，此时小球运动方向与x轴成45°角，要使小球速度变为0，则在第3s内所加电场方向必须与此方向相反，即指向第三象限，与x轴成225°角.

在第3s内，设在电场作用下小球加速度的x轴方向分量和y轴方向分量分别为ax、ay，则ax=vxt=0.2m/s2,ay=vyt=0.2m/s2.

在第3s末，小球到达的位置坐标为

x3=Δx1+Δx2+vxt-12axt2=0.4m,

y3=Δy+vyt-12ayt2=0.2m.

四、 和图表相联系的力与运动

解题方法 此类问题的关键是识图、读图.从图像中获取有效信息，把握物理量间的依赖关系；由图像展现物理情境，找准各段图线对应的物理过程，挖掘“起点、终点、拐点、斜率”等隐含条件；最后并把这些信息翻译成物体的运动过程与受力.解决此问题注意加速度不同的过程，明确每个过程中的受力情况和变化力因何而变及变化特点，然后分析F、a和v的变化关系．注意牛顿第二定律的瞬时性——即合力F与加速度a同时存在，同时消失，同时变化，瞬时对应.

例4在竖直平面内有一圆形绝缘轨道，半径R=1m，匀强磁场垂直于轨道平面向里，一质量为m=1×10－3kg，带电量为q=-3×10－2C的小球，可在内壁滑动，如图4所示.现在最低点处给小球一个水平初速度v0，使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动，图5甲是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间变化的情况，图5乙是小球所受轨道的弹力F随时间变化的情况，小球一直沿圆形轨道运动.结合图像所给数据，g取10m/s2 ．求：

（1） 磁感应强度的大小.

（2） 小球从开始运动至图5甲中速度为2m/s的过程中，摩擦力对小球做的功．

解析（1） 从图5甲可知，小球第二次过最高点时，速度大小为2m/s，而由图5乙可知，此时轨道与球间弹力为零，mg-qvB=mv2R，代入数据，得B=0.1T.

(2) 从图5乙可知，小球第一次过最低点时，轨道与球面之间的弹力为F=8.0×10－2N，根据牛顿第二定律，F-mg-qv0B=mv20R,代入数据，得v0=7m/s.

以上过程，由于洛伦兹力不做功,由动能定理可得

-mg2R+Wf=12mv2-12mv20，

代入数据得Wf =-2.5×10-3J.

五、 连结体中的力与运动问题

解题方法 主要涉及整体、隔离法的应用.“整体法”与“隔离法”又称“整体思维”与“隔离思维”.

隔离法适用以下情况：

（1） 求解连结体中某个物体的力和运动情况；

（2） 求解某段运动中物体的运动规律；

（3） 求解物体间的相互作用.

整体法适用以下情况：

（1） 当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时；（2） 当只涉及运动的全过程而不涉及某段运动时；（3） 当运用适用于系统的物理规律解题时（如动量守恒定律和机械能守恒定律），可整体分析对象和整体研究过程.

“整体法”与“隔离法”的实质就是研究对象的选择，而研究对象的确立是受物理过程影响，为解决问题服务的，因此选用何法解题的关键是明了物理过程.其次，选用的标准是简化过程、方便解题.一般讲来，若所求问题不涉及系统内的作用特征，或不涉及过程中的细节问题，应该优先采取整体法.在解题时，有时要窥一斑而知全貌，有时又要由整体到局部，这时就要涉及这两种方法的共同应用.

例5水平桌面上放着质量m1=2kg的木板A，木板A上放着一个装有小马达的滑块B ,滑块和马达的总质量m2=1kg，一根细线一端拴在固定于桌面的小柱子上，另一端与小马达相连，如图6所示.开始时，用手抓住木板A使它不动，开启小马达，小马达转动时可以使细线卷在轴筒上，从而使滑块B以v0=0.4m/s的恒定速度在木板A上滑动．当滑块B与木板A右端相距L=1m时立即放开木板A.已知木板A与滑块B、木板A与地面之间动摩擦因数分别为μ1=0.05和μ2=0.01.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．(取g=10m/s2)

（1） 通过计算判断：松手后木板A是否会在桌面上滑动？

（2） 求松手后滑块B与木块A相互摩擦而产生的内能E.

解析（1） 滑块B对木板A的滑动摩擦力为FBA=μ1m2g=0.5N.

桌面对木板A的最大静摩擦力为Fmax=μ2(m1+m2)g=0.3N.

因Fmax

（2） 设桌面对A的滑动摩擦力为FA，有

FA=μ2(m1+m2)g.

设木板A的加速度为a，由牛顿第二定律，有

FBA－FA＝m1a，

代入数据得a=0.1m/s2.

设经过时间t，A的速度达到v0，则有v0=at.

时间t内A、B的位移分别为：sA=12at2 ,sB=v0t.

所以有sB－sA=0.8m＜L，B不会从A上滑落，由功能关系可得E=FBA(sB－sA).

综合以上各式，可得E=0.4J.

4.牛顿第二定律高中物理教案 篇四

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

5.高中物理牛顿第二定律教案 篇五

1.内容与地位

在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系.理解牛顿运动定律”.本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程.

牛顿第二定律是动力学的核心规律，是学习其他动力学规律的基础，是本章的重点内容，它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在理论与实际问题中都有广泛的运用.在教学过程中要创设问题情境，让学生经历探究加速度、质量、力三者关系的过程，可以通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式.学习过程中引导体会科学的研究方法——控制变量法、图像法的应用，培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力.在知识的形成中真正理解牛顿第二定律，同时体验到探究的乐趣.

2.教学目标

(1)经历探究加速度与力和质量的关系的过程.

(2)感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用.

(3)体验探究物理规律的乐趣.

(4)培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力.

3.教学重点、难点

引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程是本节课教学的重点，通过实验数据画出图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式是本节的难点.

二、案例设计

(一)复习导入

教师：什么是物体运动状态的改变?物体运动状态发生变化的原因是什么?

学生：物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变，力是使物体运动状态发生变化的原因.

教师：物体运动状态的改变，也就是指物体产生了加速度.加速度大，物体运动状态变化快;加速度小，物体运动状态变化慢.弄清物体的加速度是由哪些因素决定的，具有十分重要的意义.那么物体的加速度大小是由哪些因素决定的呢?请同学们先根据自己的经验对这个问题展开讨论，让学生尝试从身边实例中提出自己的观点.讨论中体会到a跟力F、物体质量m有关.

(二)探究加速度a跟力F、物体质量m的关系

1.定性讨论a、F、m的关系

学生：分小组讨论.

教师：在学生分组讨论的基础上，请各组派代表汇报讨论结果.

引导学生总结出定性的结论：a与F、m有关系，当m一定时F越大，a就越大;当F一定时，m越大，a就越小.

请思考：

在这里为什么要组织学生开展这样的讨论? 2.定量研究a、F、m的关系

(1)设计实验方案

教师在肯定学生回答的基础上，提问：如何定量地研究a与F、m的关系呢?指出刚才大家在定性讨论a、F、m三者关系时，就已经采用了在研究a与F关系时保持m一定，在研究a与m的关系时保持F一定的方法，这种方法叫做控制变量法，它是研究多变量问题的一种重要方法.下面我们可应用这种方法，通过实验对a、F、m的关系进行定量研究.

教师进一步引导，使学生明确要在实验中研究a、F、m的关系必须有办法测出a、F、m.

教师在指出讲台上放有气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、细线、砝码、小桶、弹簧秤、托盘天平、一端带有滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺，并说明每个光电开关与数字计时器一起能测出一定宽度的遮光板通过它的时间进而测出物体的瞬时速度后，让学生根据给定的器材设计实验方案 ，并在小组讨论基础上，全班交流.在大家互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案.

学生：设计出如下实验方案.

方案一 以小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、砝码、刻度尺、天平为器材，研究小车的运动.用天平测出小车的质量m1，测出小桶的质量m2，把小桶与小桶中砝码的总重力m′g当作小车受到的拉力F，从打点计时器打出的纸带上测出△s，由△s=at2计算出小车的加速度a.

方案二 以气垫导轨、气源、两个光电开关、数字计时器、滑块、刻度尺、细线、小桶、砝码、钩码、天平为器材研究滑块的运动.用天平测出滑块的质量m1，测出小桶的质量m2，把小桶与小桶中砝码的总重力m′g当作滑块受到的拉力F，用导轨旁边的刻度尺测出两光电开关的距离s0，用刻度尺测出固定在滑块上的遮光片的宽度△s，根据数字计时器给出的遮光片分别通过前后两个光电开关所经历的时间△t1、△t2，由于△s?s0，因此可以根据v1=△s/△t1和v2=△s/△t2计算出滑块在两光电开关间运动时的初、末速度，再由 计算出滑块的加速度a.

教师引导学生讨论两种方案的可行性，让学生踊跃发表自己见解.

教师：上述两种方案都是可行的.但前一种方案中小车受到的摩擦力较大，实验误差较大，因此就得想办法消除摩擦力的影响，那么如何消除摩擦力呢?建议有兴趣的同学自己利用课余的时间去实验室用前一种方案或其他方案进行实验探索.本节课我们采用上述后一种方案进行实验探究.

教师：不论采用上述哪种方案，我们把小桶与小桶中砝码的总重力mg当作小车(包括上面的钩码)或滑块(包括上面的钩码)受到的拉力，这是有条件的，这条件就是m?m′(m为小车与钩码或滑块与钩码的总质量).

(2)进行实验探究

教师：引导学生在气垫导轨上研究a、F、m三者关系，为了让学生能有条不紊地进行实验，用电子幻灯片打出研究内容、实验步骤和数据记录表格如下：

【研究内容】研究m一定时，a与F的关系

【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m1=__________g，小桶质量m2=__________g，则滑块总质量m等于m1加上放在它上面的钩码的质量△m1.

②在桶中放置质量为△m2的砝码，则m′=m2+△m2，当m?m′时，认为F=m′g(g取9.8m/s2).

③用刻度尺测出遮光片的宽度△s=__________m，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s0=__________m.

④实验时，保持s0不变，把各次滑块运动中遮光片经过前后光电开关的时间△t1、△t3代入公式计算出各次滑块运动的加速度，

并把实验数据填入表5-1.

表5-1 研究m一定时，滑块加速度a与其受力F的关系

单个滑块质量

m1=_____g[

滑块总质量

m=_____g

小桶质量[]

m2=_____g

遮光片宽度

△s=_____m

两光电开关间距

s0=_____m 实验次数 小桶上的砝码质量△m2/g 小桶与坛码总质量m′/g △t1/s △t2/s 滑块加速度a/(m﹒s -2) 滑块受的拉力F/N 1 ? ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? ? 【实验的结论】____________________________________________________

【研究内容二】研究a与m的关系( F一定)

【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m1=__________g，小桶质量m2=__________g，则各次实验中滑块总质量m等于m1加上放在它上面的钩码的质量△m1.

②在小桶中放置质量为△m2的砝码，则m′=m2+△m2，当m?m′时，认为F=m′g(g取9.8m/s2)，并保持m不变.

③用刻度尺测出遮光片的宽度△s=__________m，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s0=__________m.

④实验时，保持s0不变，把各次滑块运动中遮光片经过光电开关的时间△t1、

△t2代入公式，计算出各次滑块运动的加速度，

把实验数据填入表5-2.

表5-2 研究滑块加速度a与滑块总质量m的关系(拉力F一定)

单个滑块质量

m2=_____g

小桶质量

m2=_____g

小桶与砝码的总质量

m′=_____g

遮光片宽度

△s=_____m

两光电开关间距

s0=_____m 实验次数 滑块砝码质量△m1/g △t1/s △t2/s 滑块加速度a/(m﹒s -2) 滑块与砝码总质量m/g 1 ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? 【实 验的结论】____________________________________________________

说明 在简要说明 数字计时器的使用方法，强调实验过程应使气垫导轨保持水平，两光电开关间距要尽可能大些，尽可能使m′远大 于m(如果m′≥20m，则可认为m′?m)等注意事项后，请两位学生上台操作并报告测量数据，其他学生边观察边在课前印发的实验数据记录表(表5-1、表5-2)上填上实验测量数据.

教师：把全班学生分成8个小组，第1组～第4组学生分别完成(表5-1)中从实验次数1～4各项目的计算与填写，第5组～第8组学生分别完成(表5-2)中从实验次数1～4各项目的计算与填写.

教师：让学生反馈计算结果，并填入电子幻灯片(表5-1)、(表5-2)的对应栏目中.

教师：引导学生对表5-1的数据①通过直接观察;②通过在坐标纸上画出a-F图像进行分析，得出a∝F(m一定时)的结论.

在描点画图时，让学生体会为什么要让描出的点尽可能多地分布在某一直线的两侧，尝试说出实验误差的原因.

教师：引导学生对表11-2的数据①通过直接观察②通过在坐标纸上画出a-m图像进行分析，只能得出当F一定时，m越大a就越小的结论.

教师：能不能就此马上断言a与m成反比?让学生展开讨论.

教师：在引导学生进行全班交流的基础上，问学生能不能猜想a与m成反比?

如何证明这种猜想是否正确?请思考讨论.

学生：可以画出a与 图像，看它是否为过原点的直线.

学生：还可以通过计算a与m的比值来判断.

教师：让学生分组计算出对应各次实验的 ，并在全班反馈填人表11-2后，在坐标纸上作出a- 图像.

学生：确实实验得到的直线是接近过原点的，实验误差允许范围内a与m是成反比(F一定时)的.

说明 这里开展一系列讨论的目的是为了让学生体会从a-m图像转化到a- 图像的意义，认识图像法描述物理规律的作用.

6.教案《牛顿第二定律》精品 篇六

一、教材分析

学习牛顿第一定律不只要明白定律本身说的是什么，还要了解人类进行探究的历史，本书对此做了比较详细的介绍。这种处理源于本书对过程与方法的重视。

二、学习目标

（一）知识与技能

1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．

（二）过程与方法

1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．

2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．

3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。

（三）情感、态度与价值观

1、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

2、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。

三、教学重难点

1、理解力和运动的关系。

2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。

四、学情分析

牛顿第一定律的内容本身比较抽象，宜采用探究活动让学生自己去探究运动的物体为

什么会停下，运动物体速度变小的快慢跟什么因素有关。

五、教学方法

1、对比实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。

六、课前准备

小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺

七、课时安排 1个课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情境导入、展示目标

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。首先来看本节的教学目标

知识与技能

1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．

过程与方法

1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．

2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．

用心

爱心

专心

3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。

情感、态度与价值观

1、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

2、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。

（三）合作探究、精讲点拨

教师活动：人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，不是我说的。是这样吗？

下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究： l、力推物动，力撤物停。

2、力撤物不停。

教师巡回指导，提出问题：物体的运动是不是一定需要力？

学生活动：利用桌子上的器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做实验：

1、桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。

2、撤去毛巾，让小车在桌面上，推一下小车，小车运动一段才停下来。

教师活动：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗？

刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出在哪呢？

学生活动：学生举例讨论，比如：自行车蹬一段时间后停止蹬车，自行车会滑行一段距离；溜冰；冰面上踢出去的冰块。等等。

点评：通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持。

教师活动：引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光滑没有摩擦，那小球会怎样？

学生活动：用小球做对比实验

A、使斜槽和桌面吻合，让小球从斜槽上滚下，标出滚动距离。B、在桌面上放玻璃板，使斜槽和玻璃板吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。

对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。

［总结得出］小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永不停止。

点评：

1、对比实验，找出问题的本质．从而理解物体的运动和力的关系．

2、在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理． 教师活动：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（并板书）

物体的运动是不需要力来维持的。（力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有摩擦力，运动的物体会一直运动下去）。最早发现这一问题的科学家是伽利略。伽利略是怎么研究这个问题的呢？

教师活动：介绍伽利略的理想实验。

（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。

（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。

（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？

学生活动：观察并回答提出的问题：

用心

爱心

专心 运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。

点评：通过观察伽利略的理想实验，启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理都是很有必要的。

教师活动：让学生阅读课文找出：

l、伽利略的观点。

2、笛卡儿的补充和完善。

3、牛顿第一定律。

对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？

学生活动：阅读课文，回答问题。

1、伽利略：物体不受力时，运动的物体一直作匀速直线运动。

2、笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态。

教师活动：既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？

在学生回答的基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变运动状态的原因。

运动状态是指什么？

学生讨论回答：两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态。

运动状态：速度的大小和方向。

教师活动：牛顿第一定律可不可以用实验来验证？

什么时候可以看作不受力并举例说明。

学生活动：学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。

受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。冰壶球。

教师活动：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么？

你又怎样理解这种性质呢？举例说明。因为这是一个新概念，学生刚接受可能不是很好理解。举例说明人站在匀速行使的车厢内竖直向上跳起，仍会落到原地。这都是惯性。

再让学生举例，学生就必然入门了。

学生活动：学生观察并思考，再进一步理解惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。举例。

教师活动：进一步总结：物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态，理解时可认为不受力和合力为零效果是一样的，如果某个方向不受力，那么在这个方向物体也会保持匀速直线运动状态或静止状态。培养学生灵活运用物理规律解决问题的能力。

教师活动：一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢？比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时？你还能举出什么例子来？

学生活动：学生思考

比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。

从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。

点评：通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关．

（四）反思总结、当堂检测

用心

爱心

专心 例1 关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（A．只要接触面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去 B．这个实验实际上是永远无法做到的 C．利用气垫导轨，就能使实验成功

D．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上

例2 关于惯性，下列说法中正确的是（）

A．速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性越大 B．小球在做自由落体运动时，没有惯性

C．乒乓球的运动状态容易改变，是因为乒乓球惯性较小的缘故 D．物体受到的外力越大，其惯性越小，受到的外力越小，惯性越大 拓展：①惯性是物体本身固有的属性，质量是物体惯性大小的量度．

②火车在平直轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回车上原处，这是因为（）

A．人跳起后，车厢内空气给他以向前力，使他随与同火车一起向前运动 B．人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前的力，使他与火车一起向前运动

C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只有由于时间很短，不明显而已

D．从人跳起后仍落到回车上原处，这是由于人有惯性，在水平方向上始终和车具有相同的速度

（五）发导学案、布置预习

九、板书设计

物体的运动是不需要力来维持的

牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。描述物体惯性的物理量是质量

十、教学反思

从人类的直觉入手，以实验来说明事实

用心

爱心

7.牛顿第二定律的推广形式及其妙用 篇七

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

8.牛顿第二定律特性的理解与应用 篇八

运用牛顿第二定律解题时，必须明确研究对象是哪一个物体或哪一个系统，公式F合=ma中的三个物理量是对同一物体或同一系统而言的，分析物体受力情况和认定加速度时切不可张冠李戴.

典题1 如图1所示，质量为2m的物块A与水平地面间的摩擦可忽略不计，质量为m的物块B与地面间的动摩擦因数为μ，在已知水平推力F作用下，A、B一起做加速运动，求A、B之间的作用力.

解读：求解此类问题需灵活运用整体法和隔离法，列方程时更要特别认准研究的是哪一个物体.本题应特别注意作用在物体A上的力F与4和B间的作用力FAB是两个不同的力，它们的作用对象不同.

二、矢量性

由于加速度a和合外力F都是矢量，故F合=ma是矢量式，公式不仅反映了加速度与合外力的数值关系，也指明了它们间的方向关系，即任何时刻加速度a的方向均与合外力F的方向一致.注意物体的速度方向与合外力方向之间并无这种对应关系.

典题2 如图2所示，在小车中悬挂一小球，若偏角θ未知，而已知摆球的质量为m，小球随小车水平向左运动的加速度为a=2g（取g=10m/s?），则绳的张力为（）

解读：合外力的方向决定了加速度的方向，反之可由加速度的方向判定合外力的方向.本题已知小球加速度的方向水平相左，那么小球所受合力的方向也必然向左.

解析小球受重力mg和绳的拉力Fr两个力的作用，受力情况如图3所示.已知小球加速度的方向水平相左，那么重力mg和绳的拉力Fr的合力F的方向也水平向左.根据牛顿第二定律有：

F=ma=2mg=20m

由勾股定弹得：选项A正确.

三、瞬时性

当物体所受到的合外力F合发生变化时，加速度a也随之发生变化，它们二者之间是同时产生、同时变化、同时消失的瞬时对应关系.

典题3 四个质量均为m的小球，分别用三条轻绳和一根轻弹簧连接，处于平衡状态，如图4所示.现突然迅速剪断轻绳A1、B1，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球1、2、3、4的加速度分别用a1、a2、a3和a4表示，则

（）

A.a1=g，a2=g，a3=2g，a4=0

B.a1=0，a2=2g，a3=0，a4=2g

C.a1=g，a2=g，a3=g，a4=g

D.a1=0，a2=2g，a3=g，a4=g

解读：分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.本题应注意绳和弹簧两种模型的不同，其中绳是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断后弹力突变为零，不需要形变恢复时间，而弹簧的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，剪断瞬间其弹力的大小一般看成不变.

解析 剪断A1后小球1、2自由下落，绳子A2张力突变为零，小球1、2只受重力，其加速度a1=a2=g.剪断B1后，由于弹簧弹力不能突变，仍为原来静止时的mg，故小球3所受合力为竖直向下的2mg，小球4所受合力为零，所以小球3、4的加速度分别为a3=2g，a4=0.正确选项为A.

四、独立性

当一个物体同时受到多个力作用时，每一个力都能使物体独立产生一个加速度，物体的实际加速度是各个力单独产生加速度的矢量和.

典题4 如图5所示，小球B放在真空容器A内，将它们以初速度vo竖直向上抛出，下列说法中正确的是（）

A.若不计空气阻力，上升过程中，B对A的压力向上

B.若考虑空气阻力，上升过程中，B对A的压力向上

C.若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上

D.若不计空气阻力，上升过程中，B对A的压力向下

解读：将容器以初速度vo竖直向上抛出后，先以整体为研究对象，根据牛顿第二定律求出整体加速度（也是A或B的加速度）.然后以球B为研究对象，根据牛顿第二定律的独立性分析B所受压力的方向.最后再根据牛顿第三定律确定A所受压力的方向.

解析A、D选项中将容器以初速度vo竖直向上抛出后，不计空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到加速度为g；再以球B为研究对象，球B加速度为g，则上升和下落过程中其合力等于重力，因此A对B没有压力，B对A也没有压力.故A、D错误.

B选项中考虑空气阻力，设容器A质量为M，小球A对象，根据牛顿第二定律得到：上升体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：上升

综合以上分析可知B选项正确.

牛顿第二定律形式简单、内容丰富，真正使用起来灵活多变，聚焦了物理思想方法和解题技巧.同体性、矢量性、瞬时性、独立性是牛顿第二定律最显性化的四个特性，深入理解这四个特性是掌握牛顿第二定律.正确应用牛顿第二定律解决问题的关键.

9.牛顿第二定律 篇九

福建省石狮市石光中学 刘一农

一、学习任务分析

1．教材的地位和作用

牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系，理解牛顿第二定律。”本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。

2．学习的主要任务

本节的学习任务类型是综合型。在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；在技能上要求能设计和操作实验，会测定相关物理量；体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程，体会科学研究方法──控制变量法、图象法的应用。

3．教学重点和难点

重点：①知道决定物体加速度的因素。

②加速度与力和质量的关系的探究过程。

教学难点：引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。

二、学习者情况分析

在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能，会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动；具备一定的计算机操作能力，会应用CAI课件处理实验数据。学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。

在非智力因素方面，学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。

三、教学目标分析

根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：

1．知识与技能目标

①让学生明确物体的加速度只与力与和质量有关，并通过实验探究它们之间的定量关系；

②培养学生获取知识和设计实验的能力。

2．过程与方法目标

在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法等）；

3．情感、态度、价值观目标

①通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神；

②让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感。

四、教材处理与教学策略

在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时。第一学时主要的任务是：探究加速度与力、质量的关系；第二学时主要的任务是：建立牛顿第二定律并进行初步的应用。本节课是第一学时，主要采用以下的教学策略：

1．自主学习与合作探究

改演示实验为学生分组探究实验。让学生在自主学习中，通过对认知活动进行自我监控，并及时做出相应的调整。小组（4～6人一组），小组间的合作探究可以同时培养学生的合作精神和竞争意识，让不同层次的学生都能有所作为，有所收获。

教师的策略是宏观调控整体教学进度，微观放活学生局部学习进程，让学生的学习有组织、有步骤地进行。

2．现代教学手段与启发式

在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，调动学生学习的积极性；同时利用CAI课件和校园网络处理实验数据，能有效地提高学习效率。

五、教学器材

教学设备：多媒体教室、课件。

学生分组实验器材（探究包）：气垫导轨、气源、两个光电门和与之配套的数字计时器，滑块、滑片、细线、小桶、天平、砝码、细沙、弹簧秤、小车、木块、钩码、一端带有滑轮的长木板、打点器、纸带、秒表、毫米刻度尺、垫木、橡皮筋等。

六、教学过程设计

（一）创设情景、引入新课

视频展示：刘翔在雅典奥运会夺金的情景。

教师：在决赛时，刘翔将自己身上一切戴的东西像手表、项链等都摘了下来，穿最轻的跑鞋。这样做的科学道理在哪里？

预测学生讨论后得出的结论可能是：___________________________。

质量越小，运动状态越容易改变，也就是说在相同的情况下，物体获得的加速度就越大。

说明通过视频展示创设物理情景，激发学生的学习兴趣，同时渗透德育教育。

（二）提出猜想

教师：那么、物体的加速度与哪些因素有关呢？请同学们从生活经验出发提出自己的看法，并举例说明。（同时教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发。）

附图片内容如下：

★为何体操，跳水运动员的身材都比较苗条、瘦小？

★从防止发生交通事故的角度考虑，说一说反超载的道理？

★F1方程式赛车的质量只有一般小轿车质量的三分之一，这样做有什么好处？

★神舟五号飞船返回仓返回时为何要打开降落伞？

预测学生有代表性的回答可能有以下几方面：（教师在学生分析的过程中板书归纳。）

1．与物体受到的外力的关系：

①与物体受到的外力有关；例如：骑自行车刹车：用力刹车时，用的力越大、车越容易停下来，即：阻力越大，自行车减速的加速度越大。

②与物体受到的外力无关；例如：用大小不一样的力推大石头，推不动，运动状态不变，加速度为零。

③应该是与物体受到的合外力有关；分析如下：用大小不一样的力推大石头，推不动，是因为大石头同时受到摩擦力的作用，受到合外力为零，因此、加速度也为零。

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2．与物体质量的关系：

与物体的质量有关；例如：人分别用相同的力推自行车和摩托车时，自行车比较容易加速启动，而摩托车则较难。也就是说在相同的情况下，质量较小的自行车获得的加速度就较大。

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3．与物体运动的速度的关系：

①与物体的速度有关；例如：速度大的物体较不容易停止运动，而速度小的物体较容易天下来。

②与物体的速度无关；例如：做匀速直线运动的物体不论速度大小，加速度都为零。

③与物体的速度无关；分析如下：加速度是描述速度变化快慢的物理量，从公式加速度与速度的大小无关。

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可知，引导学生总结得出猜想：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

说明学生在生活中对“影响物体加速度大小的因素”有所认识，但这些认识往往是片面的、不准确的。因此要让学生充分地表达已有的认识，在这过程中教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发，引导他们不断修正自己的观点，从而形成对科学的认识。

引导学生结合前面学习的知识（牛顿第一定律等），讨论猜想的科学依据所在，从而确定：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

说明：让学生从理论的角度加以分析有利于培养学生理论联系实际的能力，有利于培养学生的逻辑思维能力。

引导学生深入探究：与和的定量关系。

（三）探究a与F、m的定量关系

1．确定研究方法

教师：我们应该采用什么样的物理方法来研究

预测学生的分析可能如下：

分两步进行研究：

①保持研究对象的质量

一定时，研究加速度

②保持研究对象受到的合外力

与、的定量关系呢？

和合外力的关系； 的关系。

一定时，研究加速度和质量

然后综合两次的研究结果，进行推理和归纳，便可找出与、三者之间存在的关系。

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教师在确定研究方法后，简单地介绍“控制变量法”。

说明初中阶段学生曾多次应用过控制变量法。如果学生回答有误，教师启发学生回忆：研究电流与电压和电阻这三者关系所采用的方法。

2．设计实验方案

教师进一步引导学生设计实验方案。

让学生以小组为单位设计探究方案：包括使用哪些实验器材，如何进行操作，如何采集数据等？（要求学生把设计的方案简要地写在纸上）。

教师巡视给予必要的指导。

„„

选择较有代表性方案的小组派代表上台简要叙述本组设计的方案（用实物投影仪把学生写在纸上的方案投影出来），让全班同学进行交流。大家在互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案。

预测学生设计的实验方案可能是：

方案一：用小车、电火花打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、天平、砝码、刻度尺、垫木等器材，研究小车的运动。用天平分别测出小车的质量与小桶中砝码的总重力

当作小车受到的拉力，测出小桶的质量与小桶中砝码，把小桶，由，从打点计时器打出的纸带上测量并算出计算出小车的加速度。

方案二：以气垫导轨、气源、两个光电门、数字计时器、滑块、滑片、刻度尺、细线、小桶、砝码、天平为器材研究滑块的运动。用天平测出滑块和滑片的质量滑块M，测出小桶与小桶中砝码的质量小桶与小桶中砝码的总重力

当作滑块受到的拉力，把，用光电门和数字计时器自动测出滑块运动经过两个光电门时的速度、，以及这一过程所用的时间t，再通过公式算出滑块的加速度。

„„

说明：①在学生交流讨论实验设计的方案中，要有较充分的时间让他们对各种方案阐述自己的观点，反思方案中的问题，同时教师要参与学生的讨论分析，启发引导学生形成较为完善的实验方案。

②同时应注意有些学生可能有别的方案，要鼓励和认真对待，在课堂时间不足的情况下，可在课外指导学生去探究。

③在设计测拉力的方法时，教师要告诉学生：把小桶与小桶中砝码的总重力

当作研究对象受到的拉力、这是有条件的，即<<。同时可以把这一条件作为学生的课外探究课题。

④在实验中，只需测出小桶的质量，然后通过加减小桶中砝码的质量来改变对研究对象的拉力，这可以节约测量砝码所需的时间。

3．进行实验探究和数据处理

①引导学生从实验误差、实验操作等方面来分析比较两种方案的差别。

师生共同确定用“方案二”进行实验探究，同时确定实验的具体步骤和注意事项。并用课件显示实验的具体步骤和注意事项。

说明“方案二”便于操作，且实验误差较小。用课件显示具体的实验步骤，有助于学生较为规范地完成实验。

②介绍并演示CAI课件的功能

Ⅰ．数据计算：将测出、、t等数据输入计算机的数据处理表格后、计算机将自动算出相应的加速度，将输入计算机后将自动算出合外力；Ⅱ．自动描点连线制图的功能；Ⅲ．通过网络可达到数据共享。

③学生以小组为单位，分工合作进行实验探究，并把实验数据输入计算机（使用移动PC并接入校园网）。

教师巡视，注意学生仪器使用是否得当，必要时给予指导。

④调用多组学生的实验数据，让学生分析

与、与的定量关系。成正比）。

初步得出：与F成正比，与成反比（与1/

⑤引导学生应用CAI课件，采用图象法处理实验数据。

师生共同得出结论：与成正比、与成反比。

说明：在CAI课件中定义坐标轴的数值和单位，同时调用已存的实验数据，计算机将在坐标系中自动描点、连线得到实验数据的关系图象，由此判断数据的关系。其中与的关系可转变为与1/的关系来做图。

（四）回顾总结深化认识

学生回顾本节课的探究过程以及探究过程中使用的物理思想和方法，归纳总结这节课的知识要点，提出自己在学习中存在的疑问。

教师答疑，深化知识。

七、教学流程图：

附：图中符号说明

八、本设计主要特点：

本节课教学设计注重学生学习过程的亲身体验，体现了“做中学”和“关注学生能力发展”的教学思想。其主要特点是：

1．本节课把牛顿第二定律分为两个课时，改演示实验为学生分组探究实验，让学生有较充分的时间进行实验探究，有利于培养学生的能力。

2．利用CAI课件和网络来处理实验数据，能节约时间，提高学习效率；同时在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，有利于调动学生学习的积极性。

3．在学法上突出学生自主发现问题，开展合作探究，进行实验探索，引导分析总结等以学生为主体的特点。尤其关注课堂教学过程中学生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。

10.牛顿第二定律典型题 篇十

1.力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。由知，加速度与力有直接关系，分析清楚了力，就知道了加速度，而速度与力没有直接关系。速度如何变化需分析加速度方向与速度方向之间的关系，加速度与速度同向时，速度增加；反之减小。在加速度为零时，速度有极值。

例1.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。故选CD。

2.力和加速度的瞬时对应关系

（1）物体运动的加速度a与其所受的合外力F有瞬时对应关系。每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力，而与这一瞬时之间或瞬时之后的力无关。若合外力变为零，加速度也立即变为零（加速度可以突变）。这就是牛顿第二定律的瞬时性。

（2）中学物理中的“绳”和“线”，一般都是理想化模型，具有如下几个特性： ①轻，即绳（或线）的质量和重力均可视为零。由此特点可知，同一根绳（或线）的两端及其中间各点的张力大小相等。

②软，即绳（或线）只能受拉力，不能承受压力（因绳能弯曲）。由此特点可知，绳与其他物体相互作用力的方向是沿着绳子且背离受力物体的方向。

③不可伸长：即无论绳子所受拉力多大，绳子的长度不变。由此特点知，绳子中的张力可以突变。

（3）中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”，也是理想化模型，具有如下几个特性： ①轻：即弹簧（或橡皮绳）的质量和重力均可视为零。由此特点可知，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等。

②弹簧既能受拉力，也能受压力（沿弹簧的轴线）；橡皮绳只能受拉力，不能承受压力（因橡皮绳能弯曲）。

③由于弹簧和橡皮绳受力时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变。但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失。例2 在光滑水平面上有一质量m＝Ikg的小球，小球与水平轻弹簧和与水平方向夹角为30的轻绳的一端相连，如图所示，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，小球加速度的大小和方向如何？此时轻弹簧的弹力与水平面对球的弹力比值是多少？

．

练习题、如图所示,小球质量为m,被三根质量不计的弹簧A、B、C拉住,弹簧间的0夹角均为120,小球平衡时, A、B、C的弹力大小之比为3：3：1,当剪

断C瞬间,小球的加速度大小及方向可能为

①g/2,竖直向下;②g/2,竖直向上;③g/4,竖直向下;④g/4,竖直向上;

A、①②;B、①④;C、②③;D、③④;0

3.牛顿运动定律中的整体与隔离

当系统内各物体具有相同的加速度时，应先把这个系统当作一个整体（即看成一个质点），分析受到的外力及运动情况，利用牛顿第二定律求出加速度．如若要求系统内各物体相互作用的内力，则把物体隔离，对某个物体单独进行受力分析，再利用牛顿第二定律对该物体列式求解．隔离物体时应对受力少的物体进行隔离比较方便。通常是对物体组成的整体运用牛顿第二定律求出整体的加速度，然后用隔离法求出物体间的相互作用力

例3.如图所示，质量为2m的物块A，与水平地面的摩擦不计，质量为m的物块B与地面的摩擦因数为μ，在已知水平推力F的作用下，A、B做加速运动，则A和B之间的作用力为____________。

练习1 如图所示，五个木块并排放在水平地面上，它们的质量相同，与地面的摩擦不计。当用力F推第一块使它们共同加速运动时，第2块对第3块的推力为__________。

提示：五个木块具有相同的加速度，可以把它们当作一个整体。

要求第2块对第3块的作用力F23，要在2于3之间隔离开。把3、4、5当成一个小整体，可得这一小整体在水平方向只受2对3的推力F2

3练习2如图所示，物体M、m紧靠着置于摩擦系数为μ的斜面上，斜面的倾角为θ，现施加一水平力F作用于M，M、m共同向上作加速运动，求它们之间相互作用力的大小。

提示：两个物体具有相同的沿斜面向上的加速度，可以把

它们当成一个整体（看作一个质点），作出受力示意图，建立坐

标系，列方程：

要求两物体间的相互作用力，应把两物体隔离开．对m作出受力示意图如图，建立坐标系，列方程：

4.临界问题

在临界问题中包含着从一种物理现象转变为另一种物理现象，或从一物理过程转入另一物理过程的转折状态。常出现“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述。

例4.一斜面放在水平地面上，倾角，一个质量为0.2kg的小球用细绳吊在斜面顶端，如图所示。斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计斜面与水平面的摩擦，当斜面以）的加速度向右运动时，求细绳的拉力及斜面对小球的弹力。（g

取

解析：斜面由静止向右加速运动过程中，当a较小时，小球受到三个力作用，此时细绳平行于斜面；当a增大时，斜面对小球的支持力将会减少，当a增大到某一值时，斜面对小球的支持力为零；若a继续增大，小球将会“飞离”斜面，此时绳与水平方向的夹角将会大于θ角。而题中给出的斜面向右的加速度，到底属于上述哪一种情况，必须先假定小球能够脱离斜面，然后求出小球刚刚脱离斜面的临界加速度才能断定。设小球刚刚脱离斜面时斜面向右的加速度为，此时斜面对小球的支持力恰好为零，小球只受到重力和细绳的拉力，且细绳仍然与斜面平行。对小球受力分析如图所示。

易知

代入数据解得：

因为，所以小球已离开斜面，斜面的支持力

同理，由受力分析可知，细绳的拉力为