第三节
牛顿第二定律
三维目标：
一、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。
二、过程与方法：
1、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。
2、培养学生的概括能力和分析推理能力。
三、情感、态度与价值观：
1、渗透物理学研究方法的教育。
2、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
3、通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣。 教学重点： 牛顿第二定律。 教学难点：
牛顿第二定律的意义。 教学方法：
1、复习回顾，创设情景，归纳总结。
2、通过实例的分析、强化训练，使学生理解牛顿第二定律的意义。 教学过程： 引入新课：
通过上节课的实验，我们知道：当物体的质量不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？（aF）。当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系？（a
1） m新课教学：
思考1：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？（a∝F/m）
思考2：如何把以上式子写成等式呢？（引入比例常数k，则a＝kF/m，可变形为F=kma）
思考3：力的单位“牛顿”在国际单位制中是如何定义的？（质量为1 kg的物体，获得1 m／s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kg·m／s2。）
总结：对F=kma而言，如果各量都采用国际单位，则k=1，F＝ma，这就是牛顿第二定律的数学表达式。
思考4：如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢？
内容：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。 思考5：牛顿第二定律具有哪些性质呢？
⑴、模型性：牛顿第二定律的研究对象只能是质点模型或可看成质点模型的物体。
⑵、因果性：只要物体所受合外力不为零，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因。
⑶、矢量性：加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向。牛顿第二定律公式是一个矢量式。
⑷、同体性：∑F、m和a都是对于同一个物体而言的。
⑸、相对性：定律中的加速度是以地面或相对于地面静止或匀速直线运动的物体为参照系的，即牛顿
运动定律只在惯性系中才成立。
⑹、瞬时性：加速度与合外力存在瞬时对应关系，无论物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运动的加速度大小和方向总与合外力方向同步变化。
⑺、独立性：是指作用在物体上的每一个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其它作用无关，我们称之为力的独作用原理。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。
⑻、局限性：牛顿第二定律只能解决物体的低速运动问题，不能解决物体的高速运动问题，只适用于宏观物体，不适用于微观粒子。
实例探究：
1、下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是：（ CD ） A、由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与其加速度成反比。
B、由m＝F/a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比。 C、由a＝F/m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比。
D、由m＝F/a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。
2、在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例常数k的说法正确的是：（ CD ） A、在任何情况下都等于1。
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的。 C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的。 D、在国际单位制中，k的数值一定等于1。
3、关于运动和力，正确的说法是：（ D ） A、物体速度为零时，合外力一定为零。 B、物体作曲线运动，合外力一定是变力。 C、物体作直线运动，合外力一定是恒力。 D、物体作匀速运动，合外力一定为零。
4、设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比。则雨滴的运动情况是：（ B ） A、先加速后减速，最后静止。 B、先加速后匀速。
C、先加速后减速直至匀速。 D、加速度逐渐减小到零。
5、如图所示，质量为4kg的物体静止于水平面上，物体
与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大小为20Ｎ，与水平方向成30°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度是多大？（ｇ=10 m/s）
6、静止在水平地面上的物体的质量为2kg，在水平恒力F推动下开始运动，4s末它的速度达到4m/s，此时将F撤去，又经6s物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求F的大小是多少？
总结：用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤： ⑴、确定研究对象。
⑵、进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图。 ⑶、建立坐标系，即选取正方向，根据定律列方程。 ⑷、统一已知量单位，代值求解。
⑸、检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解。
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