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2019-2020年高一物理 第2單元 牛頓第二定律學(xué)案 教學(xué)目標(biāo)： 1．理解加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系； 2．理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道定律的確切含義； 3．知道得到牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。 教學(xué)重點(diǎn) 1．牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程； 2．牛頓第二定律。 教學(xué)難點(diǎn) 牛頓第二定律的意義。 教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)法、講授法、歸納法 教學(xué)用具 兩輛質(zhì)量相同的小車(chē)，光滑的水平板（一端帶有定滑輪）；砝碼（一盒），細(xì)繩、夾子 課時(shí)安排 2課時(shí) 教學(xué)過(guò)程 一、導(dǎo)入新課 1．提問(wèn)：什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變？物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因是什么？ 2．引入新課： 通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已知道：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)產(chǎn)生加速度，而產(chǎn)生的加速度又和物體的質(zhì)量及所受力的大小有關(guān)，那么：加速度跟物體所受力的大小及物體質(zhì)量之間有什么關(guān)系呢？本節(jié)課我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。 二、新課教學(xué) 1、加速度和力的關(guān)系： （1）用投影片出示本節(jié)課所用的實(shí)驗(yàn)裝置，教師進(jìn)行講解：圖中是兩輛質(zhì)量相同的小車(chē)，放在光滑的水平板上，小車(chē)的前端各系上細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤(pán)，盤(pán)里放有數(shù)量不等的砝碼，使兩輛小車(chē)在不同的拉力下做勻加速運(yùn)動(dòng)。 （2）對(duì)本次實(shí)驗(yàn)中說(shuō)明的兩個(gè)問(wèn)題 a：砝碼跟小車(chē)相比質(zhì)量較小，細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力近似地等于砝碼所受的重力。 b：用一只夾子夾住兩根細(xì)繩，以同時(shí)控控制兩輛小車(chē)。 （3）實(shí)驗(yàn)的做法： a：在兩砝碼盤(pán)中放不同數(shù)量的砝碼，以使兩小車(chē)所受的拉力不同。 b：打開(kāi)夾子，讓兩輛小車(chē)同時(shí)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后關(guān)上夾子，讓它們同時(shí)停下來(lái)。 （4）需觀察的現(xiàn)象，觀察兩輛車(chē)在相等的時(shí)間里，所發(fā)生的位移的大小。（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：所受拉力大的那輛小車(chē)，位移大） （5）分析推理： a：由公式得到在時(shí)間t一定時(shí)，位移s和加速度a成正比； b：由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到：小車(chē)的位移與他們所受的拉力成正比。 c：推理得到結(jié)論：對(duì)質(zhì)量相同的物體，物體的加速度跟作用在物體上的力成正比，即： （6）鞏固練習(xí)： a．據(jù)得到：要使物體在短時(shí)間內(nèi)速度的改變很大，即加速度很大，就必須給物體提供 。 2：加速度和質(zhì)量的關(guān)系： （1）實(shí)驗(yàn)裝置同上； （2）說(shuō)明與前次實(shí)驗(yàn)的不同。 前一次實(shí)驗(yàn)中，我們是保持小車(chē)質(zhì)量不變，而改變小車(chē)所受力的大小，來(lái)研究加速度和力之間的關(guān)系的。 本次實(shí)驗(yàn)是使兩輛小車(chē)所受拉力相同，而在一輛小車(chē)上加放砝碼的，以增大質(zhì)量，研究加速度和質(zhì)量之間關(guān)系的。 （3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 在相同的時(shí)間里，質(zhì)量小的那輛小車(chē)的位移大。 （4）分析推理，得到結(jié)論： 在相同的力作用下，物體的加速度跟物體的質(zhì)量成反比，即 a1/a2=m2/m1或a∝ 3：牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律 （1）綜合上述實(shí)驗(yàn)中得到的兩個(gè)關(guān)系，得到下述結(jié)論： 物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，且加速度的方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同。 （2）公式表示： a∝或者F∝ma 即：F=kma a：如果每個(gè)物理量都采用國(guó)際單位，k＝1； b：力的單位（牛頓）的定義：使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力叫做1牛頓。 （3）推廣：上面我們研究的是物體受到一個(gè)力作用的情況，當(dāng)物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，上述關(guān)系可推廣為： 物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的放心跟合力的方向相同。即F合＝ma。 （4）介紹F合和a的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系 a：只有物體受到力的作用，物體才具有加速度。 b：力恒定不變，加速度也恒定不變。 c：力隨著時(shí)間改變，加速度也隨著時(shí)間改變。 d：力停止作用，加速度也隨即消失。 4：例題分析（課本例題） （1）學(xué)生閱讀例題內(nèi)容 （2）分析： 要求物體的加速度質(zhì)量m已知必須先求F1和F2的合力，而合力的大小可以用作圖法求解，也可以用計(jì)算法求解。 （3）用投影片展示解題過(guò)程： 如圖所示，建立平面直角坐標(biāo)系，把力F1和F2分別沿x軸和y軸的方向分解F1的兩個(gè)分力為： F2的兩個(gè)分力為： F1y和F2y大小相等，方向相反，相互抵消，F(xiàn)1x和F2x的方向相同，所以： 已知合力F合和質(zhì)量m，據(jù)F合＝ma，即可求得： 三：小結(jié) 1：本節(jié)課的研究方法——控制變量法 2：牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律確定了a和F之間的大小關(guān)系，也確定的a和F的方向關(guān)系 3：求解合力時(shí)，可采用建立平面直角坐標(biāo)系，將各個(gè)力沿x軸和y軸分解，最后求合力的方法。 四、作業(yè) 課本P53練習(xí)二 五、知識(shí)回顧：