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牛顿第二定律 教学设计5

教学目标:

1.理解牛顿第二定律,能够运用牛顿第二定律解决力学问题

2.理解力与运动的关系,会进行相关的判断

3.掌握应用牛顿第二定律分析问题的基本方法和基本技能

教学重点:理解牛顿第二定律

教学难点:力与运动的关系

教学方法:讲练结合,计算机辅助教学

教学过程:

一、牛

1.定律的表述

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,加速度的方向跟合力的方向相同,即F=ma(其中的Fma必须相对应)

点评:特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量,它们的关系除了数量大小的关系外,还有方向之间的关系。明确力和加速度方向,也是正确列出方程的重要环节。

F为物体受的合外力,那么a表示物体的实际加速度;若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力,那么a表示物体在该方向上的分加速度;若F为物体受的若干力中的某一个力,那么a仅表示该力产生的加速度,不是物体的实际加速度。

2.对定律的理解:

(1)瞬时性:加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系,这种对应关系表现为:合外力恒定不变时,加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时,加速度也为零

(2)矢量性:牛顿第二定律公式是矢量式。公式F∝a只表示加速度与合外力的大小关系.矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致.

(3)同一性:加速度与合外力及质量的关系,是对同一个物体(或物体系)而言,即Fa均是对同一个研究对象而言.

(4)相对性;牛顿第二定律只适用于惯性参照系

(5)局限性:牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体,不适用于高速运动的微观粒子

3.牛顿第二定律确立了力和运动的关系

牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。

4.应用牛顿第二定律解题的步骤

①明确研究对象。可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi,对应的加速度为ai,则有:F=m1a1+m2a2+m3a3……+mnan

对这个结论可以这样理解:先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律:

∑F1=m1a1F2=m2a2,……Fn=mnan,将以上各式等号左、右分别相加,其中左边所有力中,凡属于系统内力的,总是成对出现并且大小相等方向相反的,其矢量和必为零,所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和,即合外力F

②对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度),并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。

③若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动,一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题;若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动,一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。

④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。

解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题,同时认真画出受力分析图,标出运动情况,那么问题都能迎刃而解。

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