第一章 运动与力 第五节 -2 牛顿第二定律 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；
4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。 过程与方法
1、通过对上节课试验结论的总结，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；
2、培养学生的概括能力和分析推理能力。 情感态度与价值观
1、渗透物理学研究方法的教育；
2、认识到由试验归纳物理规律是物理研究的重要方法；
3、通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活与生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣。
教学重点、难点：
1、教学重点
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牛顿第二定律
2、教学难点
对牛顿第二定律的理解： F必须是物体所受的合力； a表达了物体运动状态的变化。 教学方法：
探究、讲授、讨论、练习教具准备： 多媒体课件 课时安排： 新授课（2课时） 教学过程： [新课导入] 师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引超学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂研究的主题转移到讨论影响物体加速度的原因上去。
学生观看、讨论上节课的实验过程和实验结果。 师：通过上一节课的实验，我们知道当物体所爱的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在的什么关系？
生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所
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受的作用力成正比。
师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在的什么关系？
生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比。
师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？
[新课教学]
一、牛顿第二定律
师：通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比。
师：如何用数学式子把以上的结论表示出来？ 生：aαF
m师：如何把以上式子写成等式？ 生：需要引入比例常数k,a=kF。
m师：我们可以把上式再变形为F=kma。
若选取合适的单位，如果各量教采用国际单位制，则k=1，即F=ma。
这就是牛顿第二定律的数学表达式。
师：牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系，还描述了它们的方向关系，结合上节课实验的探究，它们的方向关系如何？
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生：质量m是标量，没有方向，合力的方向与加速度方向相同。
师：对，我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢？ 生：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。
师：加速度的方向与合外力的方向始终一致，我们说牛顿第二定律具有同向性。
[讨论与交流] [多媒体演示课件]一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5N的恒定外力作用，若物体质量为5kg，求物体的加速度。若2s后撤去外力，物体的加速度是多少？运动状况如何？
学生进行分组讨论。
师：请同学们踊跃回答这个问题。
生：根据牛顿第二定律F=ma，可得a=F，代入数据可
m得a=1m/s²，2 s后撤去外力，物体所受的力为零，所以加速度为零。由于物体此时已经有了一个速度，所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态。
师：刚才这全同学说2 s后物体不再受力，那么他说的对不对呢？
生：不对，因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力。
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师：那么在这种情况下的加速度又是多少呢？ 生：仍然是零，因为重力和支持力的合力为零，牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力，而不是某一个力。
师：非常好。以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题，即用物体所受的合力来进行处理。
[课堂训练] 讨论a和F的关系，并判断下面哪些说法正确，为什么？ A.只有物体受到合力的作用，物体才具有加速度； B.合力恒定不变，加速度也恒定不变；
C.合力随着时间改变，加速度也随着时间改变； D.合力停止作用，加速度也随即消失。 答案：A、B、C、D。
教师点评：牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。这就是牛顿第二定律瞬时性。
师：根据牛顿第二定律，即使再小的力也可以产生加速度，那么我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推
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动呢？这和牛顿第二定律是不是矛盾？
生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力。 师：如果物体受几个力共同作用，应该怎样求物体的加速度呢？
生：先求物体几个力的合力，再求合力产生的加速度。 师：好，非常好。 多媒体展示例题1：
[例题1]一物体在几个力的共同作用下处于静止状态。现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又逐渐使其恢复到原值（方向不变），则（
）。
A、物体始终向西运动
B、物体先向西运动后向东运动
C、物体的加速度先增大后减小
D、物体的速度先增大后减小
生1：物体向东的力逐渐减少，由于原来合力为零，当向东的力逐渐减小时，合力应该向西逐渐增大，物体的加速度增大，方向向西。当物体向东的力恢复到原值时，物体的合力再次为零，加速度减小。所以加速度的变化情况应该现增大后减小。
生2：物体的加速度先增大后减小，所以速度也应该先增大后减小。
生3：这种说法不对，虽然加速度是有一个减小的过程，
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但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致，所以速度应该应该一直增大，直到加速度为零为止。
师：对。一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大。
多媒体展示例题2：
[例题2]吊车要在10s内将地面上的货物吊到10m高处，货物的质量是2.0×10³kg，假设货物被匀加速吊起，问吊车缆绳对货物的拉力是多少？
分析
以货物为研究对象。货物匀加速向上运动，可判断货物受到的合力向上。由货物的运动状态和匀变速直线运动的规律，我们可以求出它的加速度。再对货物进行受力分析，如教材图1-54所示，货物受到两个力的作用：竖直向上的拉力F和竖直向下的重力G，应用牛顿第二定律即可解出拉力的大小。
解
由匀变速直线运动的位移公式s=v◦t+1at²及v◦=0，
2得
A=22s=2*10m/s² 2t10由货物的受力分析，可知
F合=F-G=ma F=G+ma=mg+ma=(2.0×10³×9.8+2.0×10³×0.20)N=2.0×104N
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结论
由本题可以看出，在吊车向上加速吊起货物时，货物对缆绳的拉力要超过货物的重力，这种现象叫做超重现象。
师：根据以上的学习，同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一半步骤。
1、确定研究对象；
2、分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图；
3、求出合力。注意用国际单位制统一各个物理量的单位；
4、根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。 师：牛顿第二定律在物理的学习中占有很重要的地位，希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题。
[小结] 这节课我们学习的知识:
1、牛顿第二定律：F=ma
2、牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性；
3、牛顿第二定律解决问题的一般方法。 [板书设计]
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牛顿第二定律：1.力是改变物理运动状态的原因。
2.牛顿第二定律的文字表达：物体的加
速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
3.牛顿第二定律数学公式：F=ma 作业: 练习1－5 第3.
4.题 教学反思: 本节课牛顿第二定律是本章的重点也是难点，它是力与运动学连接的纽带，牛顿第二定律的数学表达式简单完美，记住并不难。但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关系；牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景，对学生来说是较困难的。这一难点在本课中可通过定律的辨析和有针对性的巩固练习加以深化和突破，另外，还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会。
