备 课 日 期 课堂类型 新授 授课老师 课 题 §4-3探究物体运动与受力的关系 教学目标 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。 过程与方法 以实验为基础，通过观察、测量、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。培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。 情感、态度价值观 渗透物理学研究方法的教育，使学生知道结论是如何得出的；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，把物理与实际生活紧密结合． 重 点 归纳出a与f和m的定量关系难 点 使学生全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联教 具
课件、投影仪、气垫导轨等 教 学 过 程 教 学 内 容 教 学 内 容 （一）导入新课由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因。而物体运动状态的改变是物体运动速度发生变化，即加速度为零。因而力又是产生加速度的原因，加速度与力有关。由牛顿第一定律还可知：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，这种性质叫惯性。而质量是物体惯性大小的量度，因而加速度跟质量有关。那么物体运动的加速度跟物体质量及受力之间存在什么样的关系？我们通过实验来探求。（二）新课教学 1、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。放手后经一端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） 第一次 第二次 m/kg f1/n s/m fˊ/m sˊ/m 小车1 小车2 0．2 0．2 0．2 0．1 0．32 0．15 0．3 0．1 0．31 0．10 改变f重复实验，f1/f2=2/1，a1/ a2=s1/ s2=0.32/0.15 f1ˊ/f2ˊ=2/1，a1/ a2=s1ˊ/ s2ˊ=0.32/0.15 比较可得，在误差允许的范围内，a∝f。读出二小车的位移填入表2：（投影） 第一次 第二次 f/n m/kg s/m m/kg s/m 小车1 小车2 0．1 0．1 0．4 0．2 0．15 0．31 （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。比较可得 s1=1/2s2，s1/s2=m2/m1 由a∝s，得a∝1/m 2．定律导出（1）由上述实验结果，a∝f，a∝1/m可得出物体的加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系。写出数学表达式为a∝f/m或f∝ma。（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。 3．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，物体所做匀变速直线运动；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字形式表明了运动和力的关系。
