牛顿第二定律高中物理教案精品多篇

导读：牛顿第二定律高中物理教案精品多篇为的会员投稿推荐，但愿对你的学习工作带来帮助。

5、用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤

略

例1：物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合外力的方向之间的关系是： a.速度方向、加速度方向、合外力方向三者总是相同的

b.速度方向可与加速度成任何夹角，但加速度方向总是与合外力的方向相同

c.速度方向总是与合外力方向相同，而加速度方向可能与速度方向相同，也可能不相同

d.速度方向总是与加速度方向相同，而速度方向可能与合外力方向相同，也可能不相同。

此正确答案应为b

例2：一个物体受几个力的作用而处于静止状态，若保持其余几个力不变，而将其中一个力f1逐渐减小到零，然后又逐渐增大到f1（方向不变），在这个过程中，物体的

a.加速度始终增大，速度始终增大

b.加速度始终减小，速度始终增大

c.加速度先增大，后减小，速度始终增大直到一定值

d.加速度和速度都是先增大后减小

此题答案应为“c”

例3：如图所示，在马达驱动下，皮带运输机的皮带以速率v向右水平运行，现将一块砖正对皮带上的a点轻轻地放在皮带上，此后

a.一段时间内，砖块将在滑动摩擦力的作用下对地做加速运动

b.当砖的速率等于v时，砖块与皮带间摩擦力变为静摩擦力

c.当砖块与皮带相对静止时它位于皮带上a点的右侧的某一点b

d.砖块在皮带上有可能不存在砖块与皮带相对静止的状态

此题答案应为ad

例4：自由下落的小球下落一段时间后与弹簧接触，从它接触弹簧开始到弹簧后缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的变化情况是怎样的？

解答：运动过程分三段

（1）加速度逐渐减小的变加速运动

（2）速度达到最大

（3）加速度逐渐增大的变减速运动，直到速度减小为零

例5：如图所示，质量均为m的a、b两球之间系着一条不计质量的轻弹簧，放在光滑的水平面上，a球紧靠墙壁，今用力f将b球向左推压弹簧，平衡后，突然将力f撤去的瞬间，则

a.a球的加速度为

b.a球的加速度为零

c.b球的加速度为

d.b球的加速度为0

此题正确答案应为bc

例6：一质量为m的小球，用两根细绳悬吊处于静止，其中a、b绳水平，ob绳与竖直方向成 角，如图所示

（1）当剪断水平绳ab的瞬间，小球加速度多大？方向如何？此时绳ob的拉力多大？ （2）若剪断绳ob，则小球的加速度又是多大？方向如何？绳ab的拉力多大？

解：（1）剪断水平绳ab时，由于得力的作用效果，重力的一个分力拉bo绳，另一个分力使球沿垂直于绳ob的方向向下运动，mgsin = ma, ∴ a = g sin  ，方向垂直于ob向下，绳ob的拉力tob = mg cos 

（2）当剪断ob绳，此时小球在重力作用下沿竖直方向向下运动，其加速度就是重力加速度g，而绳ab的拉力为零。

例7：一根质量为m的木棒，上端用细绳系在天花板上，棒上有一质量为m的猴子，如图所示，若将绳子剪断，猴子沿棒向上爬，仍保持与地面间高度不变，求这时木棒下落的加速度。

解法一：分别以棒和猴为对象，作其受力分析图。

猴子：mg = f   （1）

木棒：mg + f = ma （2）

（1）（2）联立：mg + mg = ma

∴

解法二：

由牛顿第二定律有：

(m + m)g = ma，∴

五、力学单位制

1、什么是单位制：

基本单位和导出单位一起组成了单位制

2、力学单位制

在力学中，我们选定长度、质量和时间三个物理量的单位，作为基本单位，力学中的导出单位，如：速度单位，加速度单位，力的单位，密度单位等。

3、国际单位制的物理意义。

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：规定了合适的力的单位后，的表达式从比例式变为等式。

3、进一步讨论的确切含义：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的确切含义。

3、让学生利用学过的重力加速度和，让学生重新认识出中所给公式 .

教学设计示例

教学重点：

教学难点：对的理解

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 ……此处隐藏2738个字……→受力后加速度不为零→受力越大则加速度越大。

用同样的力(使f不变)作用于不同物体→质量小的易被拉动→质量越小加速度越大。

就是说，在研究三个变量的关系时，要使其中一个量不变，即控制变量的方法。

(2)启发学生按如下思路得出实验原理：测定物体加速度的方法有多种，如利用打点计时器、分析纸带等，这些方法较精确但费时→寻找一种用其它物理量直观反应加速度大小的办法→由运动学公式 可知在相同时间内位移与加速度成正比，我们的实验就是由两个小车在相同时间内的位移来反映加速度大小跟力和质量的关系。

(2)实验装置

实验采用原必修本所述装置稍加改进。在图1中a、b、c三个位置加装光滑金属环以控制线绳位置不使脱落；另外通过环a将两绳合并在一起可直接用手操作，以避免铁夹操作的困难。这样虽然增大了阻力，但只需使木板稍前倾平衡摩擦力即可。木板侧面的刻度用以读出位移大小。

3.实验过程

(1)加速度跟力的关系

使用两个相同的小车，满足m1=m2；在连小车前的绳端分别挂一个钩码和两个钩码，使f1=f2.将二小车拉至同一起点处，记下位置。放手后经一段时间使二小车同时停止，满足时间t相同。读出二小车的位移填入表1：(投影)

表1

改变f重复实验，

比较可得，在误差允许的范围内，a∝f.

(2)加速度跟质量的关系

将小车1上加0.2kg砝码，使m1=2m2；二小车前面绳端都挂一个钩码，使f1=f2.将二小车拉至同一起点处放开经一段时间使其同时停止，读出各小车位移记入表2：(投影)

表2

4.定律导出

速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，即牛顿第二定律的基本关

(2)上式可写为等式f=kma，式中k为比例常数。如果公式中的物理量选择合适的单位，就可以使k=1，则公式更为简单。

在国际单位制中，力的单位是牛顿。牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的：使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1n，即1n=1kg·m/s2.

可见，如果都用国际单位制中的单位，就可以使k=1，那么公式则简化为f=ma，这就是牛顿第二定律的数学公式。

(3)当物体受到几个力的作用时，牛顿第二定律也是正确的，不过这时f代表的是物体所受外力的合力。牛顿第二定律更一般的表述是：

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，加速度的方向跟合外力的方向相同。

数学公式是：

f合=ma.

5.定律的理解

牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的，但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况，以及应用于变力作用的某一瞬时。还应注意到定律表述的最后一句话，即加速度与合外力的方向关系，就是说，定律具有矢量性、瞬时性和独立性，所以掌握牛顿第二定律还要注意以下几点：

(1)定律中各物理量的意义及关系

f合是物体(研究对象)所受的合外力，m是研究对象的质量，如果研究对象是几个物体，则m为几个物体的质量和。a为研究对象在合力f合作用下产生的加速度；a与f合的方向一致。

(2)定律的物理意义

从定律可看到：一物体所受合外力恒定时，加速度也恒定不变，物体做匀变速直线运动；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力为零时，加速度也为零，物体就处于静止或匀速直线运动状态。 牛顿第二定律以简单的数学形式表明了运动和力的关系。

6.巩固练习

(1)从牛顿第二定律知道，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物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？

答：没有矛盾，由公式f=ma看，f合为合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知f＋n-mg=0.

(2)对一个静止的物体施加一个力，物体一定做加速运动，对吗？

答：略。理由同上。

(3)下面哪些说法不对？为什么？

a.物体所受合外力越大，加速度越大。

b.物体所受合外力越大，速度越大。

c.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。

d.物体的加速度大小不变一定受恒力作用。

答：b、c、d说法不对。根据牛顿第二定律，物体受的合外力决定了物体的加速度。而加速度大小和速度大小无关。所以，b说法错误。物体做匀加速运动说明加速度方向与速度方向一致。当合外力减小但方向不变时，加速度减小但方向也不变，所以物体仍然做加速运动，速度增加。c说法错误。

加速度是矢量，其方向与合外力方向一致。加速度大小不变，若方向发生变化时，合外力方向必然变化。d说法错。

(三)课堂小结(可引导学生总结)

1.这节课以实验为依据，采用控制变量的方法进行研究。这一方法今后在电学、热学的研究中还要用到。我们根据已掌握的知识设计实验、探索规律是物体研究的重要方法。

2.定义力的单位“牛顿”使得k=1，得到牛顿第二定律的简单形式f=ma.使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义。

3.牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受合外力恒定，其加速度恒定；合外力为零，加速度为零。即合外力决定了加速度，而加速度影响着物体的运动情况。因此，牛顿第二定律是把前两章力和物体的运动构成一个整体，其中的纽带就是加速度。

五、说明

1.实验采用课文所述装置，简单直观，易得出结论。缺点是不够精确，操作亦须谨慎，否则会出现误差较大的情形。重复实验时，也可逆向操作验证。先确定二小车距终点位移，然后放手由同时到达终点验证，操作较容易。有条件的学校可使用气垫导轨、光电门进行精确测量验证。

2.通过定律的探求过程，渗透物理学研究方法，是整个物理教学的重要内容和任务。本节内容即为一典型探求过程：运用控制变量、实验归纳的方法研究三个变量的关系。这种方法在热学中研究p、v、t三量关系，在电学中u、d、e的关系等都要用到。这是人类认识世界的常用方法。所以本节课不只是让学生掌握牛顿第二定律，更应知道定律是如何得出的。

3.牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具。应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的内涵和外延，避免重公式、转文字的现象。数学语言可以简明地表达物理规律，使其形式完善、便于记忆，但它不能替代文字表述，更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况。否则就会将活的规律变为死的公式。

(陈则茂)

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