2019-2020年高一物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 三、牛頓第二定律(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè).doc

2019-2020年高一物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 三、牛頓第二定律(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè)從容說(shuō)課 本節(jié)介紹動(dòng)力學(xué)的核心內(nèi)容：牛頓第二定律它闡明了力在改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的加速度大小和物體質(zhì)量間的關(guān)系，從而把物體的受力和物體的運(yùn)動(dòng)緊密聯(lián)系起來(lái) 本節(jié)主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)學(xué)推演的方法，得出牛頓第二定律，詳細(xì)闡述該定律的確切含義在運(yùn)用牛頓第二定律解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)。準(zhǔn)確地對(duì)物體受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析是關(guān)鍵.同時(shí)，靈活運(yùn)用牛頓第二定律，根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)去分析判斷物體的受力情況又是十分重要的方法在教學(xué)中要通過(guò)具體題目分析總結(jié) 本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)定位如下： 1理解加速度與力的關(guān)系，知道得出這個(gè)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)過(guò)程 2理解加速度與質(zhì)量的關(guān)系，知道得出這個(gè)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)過(guò)程 3知道國(guó)際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的 4理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道牛頓第二定律表達(dá)式的確切含義 5會(huì)用牛頓第二定律的公式進(jìn)行計(jì)算 牛頓第二定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)和核心，所以牛頓第二定律既是本節(jié)的重點(diǎn)，也是本章的重點(diǎn). 本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)是牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、推導(dǎo)及意義 本節(jié)利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法得出力和加速度之間的關(guān)系，所以在教學(xué)中，首先要讓學(xué)生了解本節(jié)要研究的問(wèn)題(a跟F、m之間的定量關(guān)系)和方法(控制變量法)由于這是學(xué)生在高中階段第一次遇到用實(shí)驗(yàn)研究一個(gè)物理量同時(shí)跟另外兩個(gè)物理量有關(guān)的多元問(wèn)題，所以研究方法的介紹應(yīng)從簡(jiǎn)單情況人手例如先保持物體質(zhì)量不變，研究它的加速度跟外力的關(guān)系，再保持外力相同研究它的加速度跟質(zhì)量的關(guān)系，最后用數(shù)學(xué)的方法把實(shí)驗(yàn)得出的a跟F的關(guān)系及跟m的關(guān)系綜合起來(lái)，找出a跟F和優(yōu)的關(guān)系 本節(jié)課的教學(xué)程序安排如下： 復(fù)習(xí)舊知識(shí)，導(dǎo)人新課一實(shí)驗(yàn)探究，用控制變量法研究加速度和力的關(guān)系，加速度和質(zhì)量的關(guān)系總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，得到牛頓第二定律，同時(shí)強(qiáng)調(diào)該表達(dá)式的同時(shí)性、同向性、瞬時(shí)性，并且結(jié)合例題和練習(xí)加深學(xué)生的理解方法滲透：牛頓第二定律的表達(dá)式是從比例式推導(dǎo)出來(lái)的，使學(xué)生明確地知道：只有選擇合適的單位，才能使比例系數(shù)k=l課堂討論拓展學(xué)生對(duì)定律的應(yīng)用能力教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1.知道得到牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程.2.理解加速度與力和質(zhì)量間的關(guān)系.3.理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道定律的確切含義.4.能運(yùn)用牛頓第二定律解答有關(guān)問(wèn)題.二、能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒎治瞿芰?、解決問(wèn)題的能力.三、德育目標(biāo)使學(xué)生知道物理中研究問(wèn)題時(shí)常用的一種方法控制變量法.教學(xué)重點(diǎn)1.牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程.2.牛頓第二定律.教學(xué)難點(diǎn)牛頓第二定律的推導(dǎo)及意義.教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、講授法、歸納法.教學(xué)用具兩輛質(zhì)量相同的小車、一端帶有滑輪的光滑水平板、砝碼一盒、砝碼盤(pán)、細(xì)繩、夾子、投影儀、投影片.課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過(guò)程投影本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解加速度和力的關(guān)系.2.理解加速度和質(zhì)量的關(guān)系.3.理解牛頓第二定律的內(nèi)容和意義.4.學(xué)會(huì)運(yùn)用牛頓第二定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程一、導(dǎo)入新課教師什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變?其原因是什么?學(xué)生物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的實(shí)質(zhì)是速度發(fā)生變化.其改變的原因是受到了力的作用.教師物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變除了跟力有關(guān)外，還和哪些因素有關(guān)？學(xué)生還和質(zhì)量有關(guān).教師物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生了加速度，那么，物體的加速度、力、質(zhì)量之間究竟有什么關(guān)系呢？本節(jié)我們討論這一問(wèn)題.二、新課教學(xué)CAI課件模擬本節(jié)的實(shí)驗(yàn)裝置 如圖所示：取兩個(gè)質(zhì)量相同的小車放到光滑水平面上，小車的前端各系上細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤(pán)，盤(pán)中放有數(shù)目不等的砝碼使兩小車自靜止開(kāi)始在不同拉力作用下勻加速運(yùn)動(dòng)小車后端系上細(xì)繩，用一只夾子夾住，以同時(shí)控制兩小車，使兩車同時(shí)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)靜止 研究方法介紹 控制變量法：是研究多個(gè)物理量之間關(guān)系的一種常用方法即在多因素的實(shí)驗(yàn)中，可先控制一些量不變，依次研究某一個(gè)因素的影響 因?yàn)榧铀俣扰c力、質(zhì)量都有關(guān)，所以要弄清它們之間的關(guān)系需采用控制變量法： 先保持質(zhì)量一定，研究加速度和力的關(guān)系 再保持外力一定，研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系 最后歸納總結(jié)加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系 對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的說(shuō)明 對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)，是用比較物體(小車)的位移來(lái)比較它們的加速度n的：力和質(zhì)量的大小可以直接測(cè)量出來(lái)，而加速度大小不能直接測(cè)量出來(lái)本節(jié)實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車的加速度，而是讓兩個(gè)小車同時(shí)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)；依公式s=at2，可知：在時(shí)間t相同的情況下，位移s與加速度a的大小成正比這樣比較小車的位移s1、s2就可比較它們的加速度大小a1和a2，且這種做法比較容易、可靠，但關(guān)鍵是必須保證小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相同(始、停時(shí)間比較難以控制) 實(shí)驗(yàn)條件 小車放在光滑的水平板上，細(xì)繩對(duì)小車施力方向水平，定滑輪光滑，砝碼盤(pán)的砝碼跟小車相比質(zhì)量較小(不大于1：10)，這時(shí)可認(rèn)為小車所受的合力即細(xì)繩對(duì)小車的水平拉力近似等于砝碼盤(pán)及盤(pán)中的砝碼所受的重力（一）加速度和力的關(guān)系教師請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文中的實(shí)驗(yàn)部分，同時(shí)注意思考下列問(wèn)題：投影片顯示1.為什么水平板要光滑，并且用小車而不用滑塊？2.盤(pán)中為什么要放數(shù)目不等的砝碼？3.為什么要用夾子夾住拴兩輛小車的兩根細(xì)繩？4.為什么要用兩輛質(zhì)量相等的小車？學(xué)生活動(dòng)閱讀課文，并討論上述問(wèn)題.教師把實(shí)驗(yàn)所需儀器準(zhǔn)備好.教師檢查閱讀情況，請(qǐng)學(xué)生回答上述的問(wèn)題.學(xué)生甲用小車及光滑的水平板，其目的是要減小研究對(duì)象小車在水平方向上所受的摩擦力.學(xué)生乙盤(pán)里放數(shù)目不等的砝碼，其目的是保證對(duì)兩輛小車施加的水平拉力大小不等.因?yàn)檫@時(shí)小車水平方向所受的拉力大小近似等于砝碼及盤(pán)所受的重力大小.學(xué)生丙夾子夾住拴小車的兩根細(xì)繩，其目的是為了便于同時(shí)控制兩輛小車，以保證兩車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同.學(xué)生丁使兩輛小車的質(zhì)量相等，其目的是便于討論小車所受拉力與其加速度之間的關(guān)系.教師總結(jié)這種實(shí)驗(yàn)方法是我們物理上在研究多個(gè)物理量間相互關(guān)系時(shí)常用的方法控制變量法.這樣做可以減小討論的物理量數(shù)目，使所剩物理量間的關(guān)系更加明朗化.教師下面我們一起來(lái)完成這一實(shí)驗(yàn)：甲組學(xué)生安裝儀器.把兩光滑長(zhǎng)木塊并排放在桌上，調(diào)節(jié)高度使兩板水平.在兩輛小車的前后都系上細(xì)繩，前端繞過(guò)定滑輪系住砝碼盤(pán)，后端細(xì)繩在小車對(duì)齊后用夾子夾住.乙組學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程.把小車拖至木板末端，待停穩(wěn)后松開(kāi)夾子，使小車在拉力的作用下做勻變速運(yùn)動(dòng).當(dāng)小車將運(yùn)動(dòng)到木板另一端時(shí)夾住夾子，使小車停止運(yùn)動(dòng).丙組學(xué)生在乙組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，注意觀察現(xiàn)象，并把觀察到的現(xiàn)象告訴同學(xué)：其中與放砝碼多的盤(pán)相連的小車通過(guò)的位移比與放砝碼少的盤(pán)相連的小車通過(guò)的位移大.丁組學(xué)生測(cè)量?jī)奢v小車通過(guò)的位移，并把測(cè)量結(jié)果與砝碼數(shù)量告訴同學(xué).全體學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理.利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)砝碼數(shù)量與小車加速度間的關(guān)系：.教師總結(jié)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)：對(duì)質(zhì)量相同的物體來(lái)說(shuō)，物體的加速度跟作用在物體上的力成正比，并可表述為：或者aF思考練習(xí)1.某物體在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)距離s，要使其在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離為2s,可采用的方法是_.2.某物體在水平拉力F作用下沿光滑水平軌道做勻加速運(yùn)動(dòng)，t s后速度為v，則2t s后物體的速度為_(kāi).參考答案1.運(yùn)動(dòng)方向上的力變?yōu)樵瓉?lái)的2倍2. 2v(二）加速度和質(zhì)量的關(guān)系教師請(qǐng)同學(xué)們閱讀P51實(shí)驗(yàn)，同時(shí)考慮下列問(wèn)題.投影片顯示1.在研究加速度與質(zhì)量間關(guān)系時(shí)，應(yīng)限制哪一物理量（變量）？如何限制？2.如何研究除所限變量外的其他兩變量間的關(guān)系？3.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)上還對(duì)哪個(gè)物理量進(jìn)行了限制？學(xué)生活動(dòng)閱讀課文并對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行討論.教師檢查閱讀情況.學(xué)生A在研究加速度與質(zhì)量關(guān)系的時(shí)候應(yīng)當(dāng)對(duì)小車所受的拉力進(jìn)行限制，使其成為一個(gè)不變的量，進(jìn)而使加速度與質(zhì)量的關(guān)系更加明朗化.限制時(shí)可以通過(guò)限制砝碼盤(pán)中砝碼的數(shù)量來(lái)間接限制小車的受力.學(xué)生B在研究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)因?yàn)橐懻撍鼈兊淖兓P(guān)系，所以可以通過(guò)在小車上加砝碼的方法去改變小車的質(zhì)量.學(xué)生C在課本所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，除了對(duì)小車的受力進(jìn)行限制外，同時(shí)還限制了兩輛小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)夾子的松開(kāi)與合住，使兩車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同.教師總結(jié)同學(xué)們對(duì)本實(shí)驗(yàn)的原理及過(guò)程已非常清楚，下面我們共同完成這一段實(shí)驗(yàn).A組學(xué)生對(duì)原來(lái)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改裝：調(diào)整砝碼盒中砝碼的數(shù)量使其相同，同時(shí)在小車上放上數(shù)目不等的砝碼.B組學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程：把兩輛小車拖至長(zhǎng)木板的末端，松開(kāi)夾子使兩小車同時(shí)開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后夾住夾子.C組學(xué)生在B組學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并把結(jié)果告訴同學(xué)：小車上放砝碼數(shù)少的小車通過(guò)的位移大.D組學(xué)生測(cè)量?jī)尚≤囃ㄟ^(guò)的距離，并測(cè)出兩小車及車上砝碼的質(zhì)量，并將測(cè)量的結(jié)果告訴同學(xué).全體學(xué)生在前面處理的基礎(chǔ)上，對(duì)加速度與質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行處理，得出小車質(zhì)量與所產(chǎn)生加速度的關(guān)系：.教師總結(jié)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們已經(jīng)正確得出物體加速度與質(zhì)量間的關(guān)系：在相同力的作用下，物體的加速度跟物體的質(zhì)量成反比.可表示為：或者a思考與練習(xí)質(zhì)量為m的物體在力F的作用下產(chǎn)生的加速度為a，那么要使物體的加速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則應(yīng)_.參考答案質(zhì)量減半或者F加倍.（三）牛頓第二定律教師請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)一下，我們?cè)谏鲜龅膬蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)中得到了什么結(jié)論？學(xué)生物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比.教師總結(jié)根據(jù)剛才這位同學(xué)所述，我們可以用數(shù)學(xué)公式把這種關(guān)系表述為：a或者Fma.進(jìn)一步將表達(dá)式可改為等式：F=kma.其中k為比例常數(shù)，當(dāng)所有物理量均取國(guó)際單位（即：力的單位取N，質(zhì)量單位取kg，加速度單位取m/s2)時(shí)：k=1,此時(shí)關(guān)系式變?yōu)椋篎=ma此即為牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.教師在牛頓第二定律的表達(dá)式中，哪些是矢量，哪些是標(biāo)量呢？學(xué)生質(zhì)量是標(biāo)量，F(xiàn)、a是矢量.教師這兩個(gè)矢量有何關(guān)系呢？學(xué)生從第二節(jié)中可知“力是產(chǎn)生加速度的原因”，即物體受力決定物體的加速度.因?yàn)槎际鞘噶?，所以它們的方向也?yīng)一致.教師總結(jié)我們把牛頓第二定律中力的方向和加速度方向一致的特點(diǎn)叫做牛頓第二定律的矢量性.思考與練習(xí)復(fù)合投影片出示例1，學(xué)生完成后出示例2.1.一輛小汽車的質(zhì)量m1=8.0102 kg，所載乘客的質(zhì)量是m2=2.0102 kg.用同樣大小的牽引力，如果不載人時(shí)小汽車產(chǎn)生的加速度是a1=1.5 m/s2,載人時(shí)產(chǎn)生的加速度a2是多大？（忽略阻力）答案與解析：根據(jù)牛頓第二定律，在同樣的外力作用下物體的加速度與它的質(zhì)量成反比.所以所以a2=所以a2= m/s2=1.2 m/s2復(fù)合投影片出示例22.質(zhì)量為m的物體置于光滑水平面上，同時(shí)受到水平力F的作用，試討論：（1）物體此時(shí)受哪些力的作用？（2）每一個(gè)力是否都產(chǎn)生加速度？（3）物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況如何？（4）物體為什么會(huì)呈現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？學(xué)生活動(dòng)結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)討論.教師對(duì)學(xué)生討論的結(jié)果進(jìn)行檢查.學(xué)生1物體此時(shí)受三個(gè)力的作用，分別是重力、支持力、水平力F.學(xué)生2由“力是產(chǎn)生加速度的原因”知，每一個(gè)力都應(yīng)產(chǎn)生加速度.學(xué)生3物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是沿力F的方向以a=F/m加速運(yùn)動(dòng).學(xué)生4因?yàn)橹亓椭С至κ且粚?duì)平衡力，其作用效果相互抵消，此時(shí)作用于物體的合力相當(dāng)于F.教師總結(jié)從上面討論過(guò)程可知，物體只能有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而決定物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的只能是它所受的合力，而不能是其中一個(gè)力或者幾個(gè)力，我們把物體運(yùn)動(dòng)的加速度和該物體所受合力的這種對(duì)應(yīng)關(guān)系叫牛頓第二定律的同一性.為此可把牛頓定律總結(jié)為：物體的加速度跟物體所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合力的方向相同.寫(xiě)成公式就是：F合=ma教師請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合上例再考慮這樣幾個(gè)問(wèn)題（投影片出示）（1）物體受拉力F前做什么運(yùn)動(dòng)？（2）物體受到拉力作用后做什么運(yùn)動(dòng)？（3）撤去拉力后物體做什么運(yùn)動(dòng)？學(xué)生a物體在受拉力前保持靜止.學(xué)生b當(dāng)物體受到拉力F后，原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)被改變，并以a=F/m加速運(yùn)動(dòng).學(xué)生c撤去拉力F后，物體所受合力為零，所以保持它原來(lái)（加速結(jié)束時(shí)）的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并以此時(shí)速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).教師總結(jié)從上面分析可知，物體運(yùn)動(dòng)的加速度隨合力的變化而變化，存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系.所以我們說(shuō)，牛頓第二定律具有瞬時(shí)性.鞏固練習(xí)1.下列關(guān)于由小車實(shí)驗(yàn)得出牛頓第二定律F=ma的說(shuō)法中，符合實(shí)際的是( )A.同時(shí)改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F，得出加速度a、力F、質(zhì)量m三者間關(guān)系B.保持小車質(zhì)量不變，只改變小車所受的拉力，就可得出加速度a、力F、質(zhì)量m三者之間的關(guān)系C.保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量，就可得出加速度a、力F、質(zhì)量m三者間關(guān)系D.先不改變小車質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再保持力不變，研究加速度與質(zhì)量間的關(guān)系，最后綜合起來(lái)得到加速度a、力F、質(zhì)量m三者間關(guān)系答案與解析：正確選項(xiàng)是D.本題著重對(duì)物理上常用的實(shí)驗(yàn)法控制變量法的考查.當(dāng)我們需要確定多個(gè)物理量間關(guān)系的時(shí)候，為了能準(zhǔn)確地利用數(shù)學(xué)知識(shí)確定它們，常常要先限制一些變量，使之成為常量，然后討論剩余物理量間關(guān)系，如此把各量間關(guān)系搞清楚后，綜合這些關(guān)系，進(jìn)而得出這些物理量間關(guān)系.2.豎直向上飛行的子彈，達(dá)到最高點(diǎn)后又返回原地，假設(shè)整個(gè)過(guò)程中，子彈所受阻力大小與速度的大小成正比，則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度的變化是A.始終變小B.始終變大C.先變小后變大 D.先變大后變小答案與解析：正確選項(xiàng)是A.根據(jù)牛頓第二定律的同一性、瞬時(shí)性、矢量性可知，要討論加速度的變化，則必討論運(yùn)動(dòng)物體（同一性）合力的變化，并且是沿加速度方向上合力的變化（矢量性），而要搞清楚合力變化情況，則必須清楚物體的受力情況.故本題的根本仍在物體的受力分析上.結(jié)合本題可知，子彈在上升過(guò)程中受重力和阻力兩個(gè)力的作用，而阻力又是一個(gè)隨速度變化而變化的力，也正是由于它的改變，才導(dǎo)致了加速度的變化（瞬時(shí)性），所以在分析子彈所受合力時(shí)應(yīng)結(jié)合子彈的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析.而子彈的運(yùn)動(dòng)可分為上升和下降兩個(gè)階段，故我們分別討論上升階段和下落階段合力的變化.在上升階段，向下的重力大小不變，而向下的阻力隨上升速度的減小而減小，故子彈所受向下的合力在逐漸變??；下落階段，向下的重力大小不變，而向上的阻力隨下降速度的增大而增大，故導(dǎo)致子彈所受向下的合力在逐漸減小.綜合上面的分析知,子彈在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的合力始終在減小,故它的加速度也始終在減小.3.一個(gè)物體質(zhì)量是2 kg,受到互成120角的兩個(gè)力F1和F2的作用,這兩個(gè)力的大小都是10 N,這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大?解析：本題要求物體的加速度,故我們可以依據(jù)力的獨(dú)立性原理分別求出每個(gè)產(chǎn)生的加速度.然后利用矢量合成求合加速度,也可以用力的等效性先求出合力,而后求合力產(chǎn)生的加速度.解法1:由力的獨(dú)立性原理知,在力F1、F2的方向上都要產(chǎn)生加速度，故：由牛頓第二定律：F=ma得：a1=F1/m=10/2=5 m/s2同理可得；a2=F2/m=10/2=5 m/s2而物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的加速度是a1、a2的矢量和.a合=2a1cos60=250.5 m/s2=5 m/s2解法2：由于幾個(gè)力的作用效果的和跟它們合力產(chǎn)生的效果是一樣的，故各個(gè)力產(chǎn)生的加速度的和與合力產(chǎn)生的加速度也應(yīng)是一樣的，所以我們可以先求合力，再求合力對(duì)物體產(chǎn)生的加速度.F合=2F1cos60=2100.5 N=10 N由牛頓第二定律：F合=ma得：a=F合/m=10/2=5 m/s2課堂討論 1本節(jié)課研究牛頓第二定律，應(yīng)用了怎樣的實(shí)驗(yàn)研究方法? 2能否認(rèn)為牛頓第一定律是牛頓第二定律的特例，即合力為零的情況? 3據(jù)牛頓第二定律，談一下你對(duì)質(zhì)量是物體慣性大小的量度的認(rèn)識(shí) 4說(shuō)明物體做下列運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)： 勻速運(yùn)動(dòng) 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 變加速直線運(yùn)動(dòng) 5說(shuō)明質(zhì)量不同的物體自由下落的加速度相同 學(xué)生活動(dòng)討論上述問(wèn)題 教師點(diǎn)撥 1本節(jié)課采用了控制變量法在質(zhì)量一定的情況下研究加速度跟力的關(guān)系，在力一定的情況下研究加速度跟質(zhì)量的關(guān)系。再將加速度跟力的關(guān)系和加速度跟質(zhì)量的關(guān)系綜合起來(lái)，得出它們之間的關(guān)系 2不能認(rèn)為牛頓第一定律是第二定律的特例，牛頓第一定律有它自身的物理意義和地位，牛頓第一定律闡明了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同時(shí)又引入了慣性的概念，即物體具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，但該定律雖然引入了力的概念，但沒(méi)有說(shuō)明力怎樣改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而牛頓第二定律卻說(shuō)明了物體受力時(shí)，力和物體加速度之間的關(guān)系所以說(shuō)：牛頓第一定律是用來(lái)闡述物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而牛頓第二定律是用來(lái)闡明物體受到外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，二者不能替代 3根據(jù)牛頓第二定律F合=ma知在物體受到的合外力一定的情況下，質(zhì)量大的物體加速度小，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變得慢，說(shuō)明其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變，也就是物體的慣性大；質(zhì)量小的物體加速度大其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變得快說(shuō)明其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，即物體的慣性小.還可以這樣理解：物體的加速度相同，即物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的快慢一樣時(shí)，質(zhì)量大的物體需要較大的力，說(shuō)明其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變慣性大；質(zhì)量小的物體需要較小的力，說(shuō)明其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，慣性小 以上說(shuō)明：質(zhì)量是物體慣性大小的量度 4物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力為零 物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體所受的合外力恒定且與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上 物體做變加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體所受合外力不斷變化，方向與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上時(shí)物體做變加速直線運(yùn)動(dòng) 5物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度是由重力產(chǎn)生的，而物體的重力跟質(zhì)量成正比即G=mg,物體下落的加速度為a=mgm=g 所以物體做自由落體的加速度與質(zhì)量無(wú)關(guān) 三、小結(jié) 投影小結(jié)思考題 1物體的加速度跟所受的合外力 ，跟物體的質(zhì)量成 ，加速度的方向跟的方向相同 2牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 3.牛頓第二定律反映了物體的加速度與所受 及物體的 間的關(guān)系，說(shuō)明物體的加速度由 和物體的 決定 4在國(guó)際單位制中，力的單位是 ，符號(hào)是 ，它的定義為：使質(zhì)量為 的物體產(chǎn)生 的加速度的力，叫做 .四、作業(yè)1.課本P53練習(xí)二，.2.思考題：在用小車實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)，為什么砝碼對(duì)小車的拉力大小與其重力大小是近似相等？并且條件是砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量？提示推導(dǎo)繩中拉力大小的表達(dá)式.五、板書(shū)設(shè)計(jì) 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)1.如圖所示，豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘M、N固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)拔去銷釘M瞬間，小球加速度大小為12 m/s2.若不拔去銷釘M而拔去銷釘N瞬間，小球的加速度可能是（取g=10 m/s2）( )A.22 m/s2,豎直向上B.22 m/s2豎直向下C.2 m/s2，豎直向上D.2 m/s2,豎直向下2.如圖所示，A、B是質(zhì)量相等（都等于m)的兩個(gè)小球，甲圖中兩球用細(xì)線連接后再用細(xì)繩吊在頂板上；乙圖中兩球間用輕彈簧連接后再用細(xì)繩吊在頂板上.現(xiàn)分別把A球上部的細(xì)繩剪斷，問(wèn)剪斷細(xì)繩瞬間：甲圖中，A球的加速度為_(kāi)，B球的加速度為_(kāi)；乙圖中，A球的加速度為_(kāi)，B球的加速度為_(kāi).3.為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離，已知某高速公路的最高限速v=120 km/h.假設(shè)前方車輛突然停止，后車司機(jī)從發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)操縱剎車，到汽車開(kāi)始減速所經(jīng)歷的時(shí)間（即反應(yīng)時(shí)間）t=0.50 s.剎車時(shí)汽車受到阻力的大小Ff為汽車重力的0.40倍，該高速公路上汽車間的距離s至少應(yīng)為多少（取重力加速度g=10 m/s2）?參考答案1.BC本題關(guān)鍵要注意到彈簧彈力的變化特點(diǎn)和彈簧的可能狀態(tài)，運(yùn)用牛頓第二定律的瞬時(shí)性即可求解.（1）拔去M，上面的彈簧彈力立即消失，下面彈簧原狀態(tài)有兩種可能：下面彈簧原來(lái)處于壓縮的狀態(tài)，受力如圖（甲），由牛頓第二定律有：F1-mg=ma,所以F1=m(g+a)=m(10+12)=22m，方向豎直向上.下面的彈簧原來(lái)處于伸長(zhǎng)的狀態(tài)，受力如圖（乙），同理有：F2+mg=ma,所以F2=m(a-g)=2m,方向豎直向下.(2)銷釘M、N都未拔時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)，分析上面彈簧原來(lái)所處的狀態(tài).若下面彈簧原來(lái)處于壓縮狀態(tài)，由于F1=22mmg,故上面彈簧只可能是壓縮的狀態(tài)，受力如圖（甲）所示，根據(jù)受力平衡有：F3=22m-10m=12m，方向豎直向下.若下面彈簧原來(lái)處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，這時(shí)受力如圖（乙），由受力平衡有：F4=10m+2m=12m,方向豎直向上.(3)現(xiàn)拔去N，下面彈簧的彈力立即消失，小球的加速度有兩種可能：若上面彈簧處于壓縮狀態(tài)，則F4+mg=ma，所以a=(12m+10m)/m=22 m/s2,方向豎直向下.若上面彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，則F4-mg=ma,所以a=(12m-10m)/m=2 m/s2，方向豎直向上.2.g,g;2g,0. (1)先分析甲圖：剪斷細(xì)繩前，B球受重力mg(豎直向下）和細(xì)線的拉力F（豎直向上）兩個(gè)力作用，二力平衡，F(xiàn)1=mg.A球受重力mg(豎直向下），下部繩的拉力F（豎直向下，繩中拉力處處相等）和上部繩的拉力T（豎直向上）三個(gè)力作用，處于平衡狀態(tài)，T=F+mg=2mg.剪斷A球上部細(xì)繩的瞬間，繩中的拉力T和F突然消失（繩中微小形變恢復(fù)原狀需要的時(shí)間極短，可略去不計(jì)），根據(jù)牛頓第二定律知：A、B兩球都只受重力作用，故A、B兩球加速度相等，都等于重力加速度，即aA=aB=g，方向豎直向下.(2)再分析乙圖：剪斷細(xì)繩前，B球受重力mg和彈簧的彈力F兩個(gè)力作用（如圖所示），滿足二力平衡條件：F=mg；A球受重力mg、彈簧的彈力F和上部細(xì)繩的拉力T三個(gè)力作用，處于平衡狀態(tài)，滿足T=F+mg.因彈簧的彈力與繩的彈力的性質(zhì)雖然相同，但特點(diǎn)不同，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度x成正比（F=kx)，彈簧的伸長(zhǎng)（或縮短）且宏觀形變.由宏觀形變產(chǎn)生的彈力的變化需要時(shí)間，不可能在瞬間發(fā)生，故剪斷細(xì)繩的瞬間，繩的拉力T突然消失，而彈簧的彈力將不會(huì)立即變化（彈簧的形變x不能突變）.因此，剪斷細(xì)繩的瞬間A、B球的受力情況如圖（b）所示，根據(jù)牛頓第二定律容易得出：A球的加速度aA=2g,豎直向下；B球的加速度aB=0.3.155.6 m在反應(yīng)時(shí)間里，汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，可求出其位移s1；從剎車到停下，汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，減速運(yùn)動(dòng)的加速度由牛頓第二定律求出，從而求出汽車做減速運(yùn)動(dòng)的位移s2.則s=s1+s2.在反應(yīng)時(shí)間里，汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移為s1，則:s1=vt=50/3 m從剎車到停下，汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有：mgu=ma所以：a=gu=4 m/s2剎車后汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：-v2=-2as2,所以s2=v2/2a=1250/9 m.故兩車間的距離至少應(yīng)為：s=s1+s2=155.6 m