1、河北省滄州市頤和中學高中物理4.3 牛頓第二定律教案 新人教版必修1教學目標1. 掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學公式2. 理解公式中各物理量的意義及相互關(guān)系3. 知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的4. 會用牛頓第二定律的公式進行有關(guān)的計算教學重點1. 牛頓第二定律2. 牛頓第二定律的應(yīng)用教學難點牛頓第二定律的應(yīng)用教學過程一、牛頓第二定律：【定義】：物體加速度的大小跟合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。比例式：或。等式：其中k是比例系數(shù)。（公式中的F是合外力，而ma是作用效果，不要看成力，它們只是大小相等）力的單位K是比例常數(shù)，那k應(yīng)該是多少呢？這里要

2、指出的是，在17世紀，人類已經(jīng)有了一些基本物理量的計量標準，但還沒有規(guī)定多大的力為一個單位力，當然也沒有力的單位牛頓。科學家們在做與力有關(guān)的實驗時并沒有準確計算力的大小，利用的僅僅是簡單的倍數(shù)關(guān)系。比如當掛一個鉤碼時，質(zhì)量為1kg的小車產(chǎn)生大小為2m/s2的加速度，當掛兩個鉤碼時，此時小車受力是第一次的兩倍，實驗結(jié)果是小車產(chǎn)生大小為4m/s2的加速度，由此可以得出物體的加速度與所受的合外力成正比（因為還沒有規(guī)定一個單位的力是多大，所以你也無法知道一個鉤碼是幾個單位的力。比如只有當我們規(guī)定了多長的距離為一個單位長度（1m）后才能知道一根棒有幾個單位長度即幾米。）。由于單位力的大小還沒有規(guī)定，所以

3、k的選擇有一定的任意性，只要是常數(shù)，它就能正確表示F與m、a之間的比例關(guān)系。（或者反過來講，如果我們當時已經(jīng)規(guī)定了力的單位為N，并且規(guī)定一個鉤碼的重量為1N，那么公式中的k就不具有隨意性。在計算時質(zhì)量的單位用kg，加速度的單位用m/s2，當F m a三者都取值為單位1時有：1N=k*1kg*1m/s2 而我們知道1kg*1m/s2表示使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的力，對照上例應(yīng)該是半個鉤碼，那k 就應(yīng)該等于2。如果當時規(guī)定兩個鉤碼重量為1N時，那k應(yīng)該是4。而當規(guī)定半個鉤碼重為1N時，k就是1了。所以由于沒有規(guī)定1N的力是多大，k的值任意的，只要常數(shù)就行。既然k是任意取的，那取1將會使公

4、式最簡便。當k值取定后，力的單位理所當然也定下來了：一個單位力=1*1kg*1m/s2，即規(guī)定了1N的力是使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力。用手托住兩個雞蛋大約就是1N。從上可知力的單位是kg*m/s2，后來為了紀念牛頓，把kg*m/s2稱做“牛頓”，用N表示。公式：例1、一物體質(zhì)量為1kg的物體靜置在光滑水平面上，0時刻開始，用一水平向右的大小為2N的力F1拉物體，則（1） 物體產(chǎn)生的加速度是多大？2S后物體的速度是多少？（2） 若在3秒末給物體加上一個大小也是2N水平向左的拉力F2,則物體的加速度是多少？4秒末物體的速度是多少？（3） 3S內(nèi)物體的加速度2m/s2是由力F1產(chǎn)生

5、的，3S后物體的加速度為0，那是說3S后F1不再產(chǎn)生加速度了？F1NG【牢記】：物體受到幾個力的作用時，每個力各自獨立地使物體產(chǎn)生一個加速度，就像其他力不存在一樣，這個性質(zhì)叫做力的獨立性原理。物體的合加速度等于各個分力分別產(chǎn)生的加速度的矢量和；也等于合外力與質(zhì)量的比值。例2：光滑水面上，一物體質(zhì)量為1kg，初速度為0，從0時刻開始受到一水平向右的接力F，F(xiàn)隨時間變化圖如下，要求作出速度時間圖象。t(s)v(m/s)01231234t/sF/N01231234【牢記】：加速度與合外力存在著瞬時對應(yīng)關(guān)系：某一時刻的加速度總是與那一時刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失；所以加速度與力一樣，可以突變，而速度是無法突變的。總結(jié)分析【牢記】：1、F與a的同向性。2、F與a的瞬時性。3、力的獨立性原理。4、F可以突變，a可以突變，但v不能突變。5、牛二只適用于慣性參考系6、牛二適用于宏觀低速運動的物體7、是定義式、度量式；是決定式。兩個加速度公式，一個是純粹從運動學（現(xiàn)象）角度來研究運動；一個從本質(zhì)內(nèi)因進行研究。 就像農(nóng)民看云識天氣，掌握天氣規(guī)律，但并不知道云是如何形成的，為什么不同的云代表不同的天氣。就像知道有加速度卻不知道為何會有。8、不能認為牛一是牛二在合外力為0時的特例。 二、用牛頓第二定律解題的方法和步驟1、明確研究對象（隔離或整體）2、進行受力分析和運動