高一物理教案：《牛頓第二定律》教學(xué)設(shè)計(jì)(2)

　　示例：

　　一、加速度、力和質(zhì)量的關(guān)系

　　介紹研究方法(控制變量法)：先研究在質(zhì)量不變的前題下，討論力和加速度的關(guān)系;再研究在力不變的前題下，討論質(zhì)量和加速度的關(guān)系.介紹實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)條件的保證：在砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，小車所受的拉力才近似地認(rèn)為等于砝碼的重力.介紹數(shù)據(jù)處理方法(替代法)：根據(jù)公式 可知，在相同時(shí)間內(nèi)，物體產(chǎn)生加速度之比等于位移之比.

　　以上內(nèi)容可根據(jù)學(xué)生情況，讓學(xué)生充分參與討論.本節(jié)書(shū)涉及到的演示實(shí)驗(yàn)也可利用氣墊導(dǎo)軌和計(jì)算機(jī)，變?yōu)槎�量�?shí)驗(yàn).

　　1、加速度和力的關(guān)系

　　做演示實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論：小車質(zhì)量 相同時(shí)，小車產(chǎn)生的加速度 與作用在小車上的力 成正比，即 ，且 方向與 方向相同.

　　2、加速度和質(zhì)量的關(guān)系

　　做演示實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論：在相同的力F的作用下，小車產(chǎn)生的加速度 與小車的質(zhì)量 成正比，即 .

　　二、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律(加速度定律)

　　1、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的加速度根作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比.加速度方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同.即 ，或 .

　　2、力的單位的規(guī)定：若規(guī)定：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力叫1N.則公式中的 =1.(這一點(diǎn)學(xué)生不易理解)

　　3、牛頓第二定律：

　　物體的加速度根作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比.加速度方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同.

　　數(shù)學(xué)表達(dá)式為： .或

　　4、對(duì)牛頓第二定律的理解：

　　(1)公式中的 是指物體所受的合外力.

　　舉例：物體在水平拉力作用下在水平面上加速運(yùn)動(dòng)，使物體產(chǎn)生加速度的合外力是物體

　　所受4個(gè)力的合力，即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉筆盒)

　　(2)矢量性：公式中的 和 均為矢量，且二者方向始終相同.由此在處理問(wèn)題時(shí)，由合外力的方向可以確定加速度方向;反之，由加速度方向可以找到合外力的方向.

　　(3)瞬時(shí)性：物體在某時(shí)刻的加速度由合外力決定，加速度將隨著合外力的變化而變化.

　　舉例：靜止物體啟動(dòng)時(shí)，速度為零，但合外力不為零，所以物體具有加速度.

　　汽車在平直馬路上行駛，其加速度由牽引力和摩擦力的合力提供;當(dāng)剎車時(shí)，牽引力突然消失，則汽車此時(shí)的加速度僅由摩擦力提供.可以看出前后兩種情況合外力方向相反，對(duì)應(yīng)車的加速度方向也相反.

　　(4)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系小結(jié)：

　　物體所受的合外力決定物體產(chǎn)生的加速度：

　　當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相同——→物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

　　當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相反——→物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

　　以上小結(jié)教師要帶著學(xué)生進(jìn)行，同時(shí)可以讓學(xué)生考慮是否還有其它情況，應(yīng)滿足什么條件.

　　探究活動(dòng)

　　題目：驗(yàn)證牛頓第二定律

　　組織：2-3人小組

　　方式：開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生實(shí)驗(yàn).

　　評(píng)價(jià)：鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力.