必修1《3牛顿第二定律》优质课教案下载

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理解公式中各物理量的意义及相互关系

知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的

会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算

过程与方法

以实验为基础，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

能从实际运动中抽象出模型并用第二定律加以解决

情感态度与价值观

渗透物理学研究方法的教育

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

牛顿第二定律的应用

★教学难点

牛顿第二定律的应用

★教学过程

引入

师：牛顿第一定律告诉我们，力是改变物体运动状态的原因即产生加速度的原因，加速度同时又与物体的质量有关。上一节课的探究实验我们已经看到，小车的加速度可能与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论，由此可以总结出一般性的规律：物体加速度的大小跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。

一、牛顿第二定律：

【定义】：物体加速度的大小跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。

比例式： 或 。

等式： 其中k是比例系数。（公式中的F是合外力，而ma是作用效果，不要看成力，它们只是大小相等）

力的单位

K是比例常数，那k应该是多少呢？

这里要指出的是，在17世纪，人类已经有了一些基本物理量的计量标准，但还没有规定多大的力为一个单位力，当然也没有力的单位牛顿。科学家们在做与力有关的实验时并没有准确计算力的大小，利用的仅仅是简单的倍数关系。比如当挂一个钩码时，质量为1kg的小车产生大小为2m/s2的加速度，当挂两个钩码时，此时小车受力是第一次的两倍，实验结果是小车产生大小为4m/s2的加速度，由此可以得出物体的加速度与所受的合外力成正比（因为还没有规定一个单位的力是多大，所以你也无法知道一个钩码是几个单位的力。比如只有当我们规定了多长的距离为一个单位长度（1m）后才能知道一根棒有几个单位长度即几米。）。

由于单位力的大小还没有规定，所以k的选择有一定的任意性，只要是常数，它就能正确表示F与m、a之间的比例关系。（或者反过来讲，如果我们当时已经规定了力的单位为N，并且规定一个钩码的重量为1N，那么公式中的k就不具有随意性。在计算时质量的单位用kg，加速度的单位用m/s2，当F m a三者都取值为单位1时有：1N=k1kg1m/s2 而我们知道1kg1m/s2表示使质量为1kg的物体产生1m/s2的力，对照上例应该是半个钩码，那k 就应该等于2。如果当时规定两个钩码重量为1N时，那k应该是4。而当规定半个钩码重为1N时，k就是1了。所以由于没有规定1N的力是多大，k的值任意的，只要常数就行。