高一物理教案：《牛顿第二定律》教学设计。

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，帮助授课经验少的教师教学。那么如何写好我们的教案呢？下面是小编为大家整理的“高一物理教案：《牛顿第二定律》教学设计”，相信能对大家有所帮助。

高一物理教案：《牛顿第二定律》教学设计

教学目标

知识目标

(1)通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系;

(2)会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式;

(3)通过加速度与质量和和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的原因这一规律;

(4)认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，认识加速度与和外力间的瞬时对应关系;

(5) 能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题.

能力目标

通过演示实验及数据处理，培养学生观察、分析、归纳总结的能力;通过实际问题的处理，培养良好的书面表达能力.

情感目标

培养认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯.

教学建议

教材分析

1、通过演示实验，利用控制变量的方法研究力、质量和加速度三者间的关系：在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系;在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系.

2、利用实验结论总结出牛顿第二定律：规定了合适的力的单位后，牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式.

3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义：公式中的 表示的是物体所受的合外力，而不是其中某一个或某几个力;公式中的 和 均为矢量，且二者方向始终相同，所以牛顿第二定律具有矢量性;物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化，这就是牛顿第二定律的瞬时性.

教法建议

1、要确保做好演示实验，在实验中要注意交代清楚两件事：只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力(根据学生的实际情况决定是否证明);实验中使用了替代法，即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小.

2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义.

3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律，让学生重新认识出中所给公式 .

教学设计示例

教学重点：牛顿第二定律

教学难点：对牛顿第二定律的理解

示例：

一、加速度、力和质量的关系

介绍研究方法(控制变量法)：先研究在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系;再研究在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系.介绍实验装置及实验条件的保证：在砝码质量远远小于小车质量的条件下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力.介绍数据处理方法(替代法)：根据公式 可知，在相同时间内，物体产生加速度之比等于位移之比.

以上内容可根据学生情况，让学生充分参与讨论.本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机，变为定量实验.

1、加速度和力的关系Jab88.cOm

做演示实验并得出结论：小车质量 相同时，小车产生的加速度 与作用在小车上的力 成正比，即 ，且 方向与 方向相同.

2、加速度和质量的关系

做演示实验并得出结论：在相同的力F的作用下，小车产生的加速度 与小车的质量 成正比，即 .

二、牛顿第二运动定律(加速度定律)

1、实验结论：物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.即 ，或 .

2、力的单位的规定：若规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N.则公式中的 =1.(这一点学生不易理解)

3、牛顿第二定律：

物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.

数学表达式为： .或

4、对牛顿第二定律的理解：

(1)公式中的 是指物体所受的合外力.

举例：物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动，使物体产生加速度的合外力是物体

所受4个力的合力，即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉笔盒)

(2)矢量性：公式中的 和 均为矢量，且二者方向始终相同.由此在处理问题时，由合外力的方向可以确定加速度方向;反之，由加速度方向可以找到合外力的方向.

(3)瞬时性：物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化.

举例：静止物体启动时，速度为零，但合外力不为零，所以物体具有加速度.

汽车在平直马路上行驶，其加速度由牵引力和摩擦力的合力提供;当刹车时，牵引力突然消失，则汽车此时的加速度仅由摩擦力提供.可以看出前后两种情况合外力方向相反，对应车的加速度方向也相反.

(4)力和运动关系小结：

物体所受的合外力决定物体产生的加速度：

当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动

当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动

以上小结教师要带着学生进行，同时可以让学生考虑是否还有其它情况，应满足什么条件.

探究活动

题目：验证牛顿第二定律

组织：2-3人小组

方式：开放实验室，学生实验.

评价：锻炼学生的实验设计和操作能力.

扩展阅读

高一物理牛顿第二定律

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。那么如何写好我们的高中教案呢？为满足您的需求，小编特地编辑了“高一物理牛顿第二定律”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

牛顿第二定律
（课时为2学时）
一、教学内容分析
1．内容与地位
在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系．理解牛顿运动定律”．本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程．
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是学习其他动力学规律的基础，是本章的重点内容，它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在理论与实际问题中都有广泛的运用．在教学过程中要创设问题情境，让学生经历探究加速度、质量、力三者关系的过程，可以通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式．学习过程中引导体会科学的研究方法——控制变量法、图像法的应用，培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．在知识的形成中真正理解牛顿第二定律，同时体验到探究的乐趣．
2．教学目标
（1）经历探究加速度与力和质量的关系的过程．
（2）感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用．
（3）体验探究物理规律的乐趣．
（4）培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．
3．教学重点、难点
引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程是本节课教学的重点，通过实验数据画出图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式是本节的难点．
二、案例设计
（一）复习导入
教师：什么是物体运动状态的改变?物体运动状态发生变化的原因是什么?
学生：物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变，力是使物体运动状态发生变化的原因．
教师：物体运动状态的改变，也就是指物体产生了加速度．加速度大，物体运动状态变化快；加速度小，物体运动状态变化慢．弄清物体的加速度是由哪些因素决定的，具有十分重要的意义．那么物体的加速度大小是由哪些因素决定的呢?请同学们先根据自己的经验对这个问题展开讨论，让学生尝试从身边实例中提出自己的观点．讨论中体会到a跟力F、物体质量m有关．
（二）探究加速度a跟力F、物体质量m的关系
1．定性讨论a、F、m的关系
学生：分小组讨论．
教师：在学生分组讨论的基础上，请各组派代表汇报讨论结果．
引导学生总结出定性的结论：a与F、m有关系，当m一定时F越大，a就越大；当F一定时，m越大，a就越小．
请思考：
在这里为什么要组织学生开展这样的讨论？
2．定量研究a、F、m的关系
（1）设计实验方案
教师在肯定学生回答的基础上，提问：如何定量地研究a与F、m的关系呢?指出刚才大家在定性讨论a、F、m三者关系时，就已经采用了在研究a与F关系时保持m一定，在研究a与m的关系时保持F一定的方法，这种方法叫做控制变量法，它是研究多变量问题的一种重要方法．下面我们可应用这种方法，通过实验对a、F、m的关系进行定量研究．
教师进一步引导，使学生明确要在实验中研究a、F、m的关系必须有办法测出a、F、m．
教师在指出讲台上放有气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、细线、砝码、小桶、弹簧秤、托盘天平、一端带有滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺，并说明每个光电开关与数字计时器一起能测出一定宽度的遮光板通过它的时间进而测出物体的瞬时速度后，让学生根据给定的器材设计实验方案，并在小组讨论基础上，全班交流．在大家互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案．
学生：设计出如下实验方案．
方案一以小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、砝码、刻度尺、天平为器材，研究小车的运动．用天平测出小车的质量m1，测出小桶的质量m2，把小桶与小桶中砝码的总重力m′g当作小车受到的拉力F，从打点计时器打出的纸带上测出△s，由△s＝at2计算出小车的加速度a．
方案二以气垫导轨、气源、两个光电开关、数字计时器、滑块、刻度尺、细线、小桶、砝码、钩码、天平为器材研究滑块的运动．用天平测出滑块的质量m1，测出小桶的质量m2，把小桶与小桶中砝码的总重力m′g当作滑块受到的拉力F，用导轨旁边的刻度尺测出两光电开关的距离s0，用刻度尺测出固定在滑块上的遮光片的宽度△s，根据数字计时器给出的遮光片分别通过前后两个光电开关所经历的时间△t1、△t2，由于△ss0，因此可以根据v1＝△s／△t1和v2＝△s／△t2计算出滑块在两光电开关间运动时的初、末速度，再由计算出滑块的加速度a．
教师引导学生讨论两种方案的可行性，让学生踊跃发表自己见解．
教师：上述两种方案都是可行的．但前一种方案中小车受到的摩擦力较大，实验误差较大，因此就得想办法消除摩擦力的影响，那么如何消除摩擦力呢?建议有兴趣的同学自己利用课余的时间去实验室用前一种方案或其他方案进行实验探索．本节课我们采用上述后一种方案进行实验探究．
教师：不论采用上述哪种方案，我们把小桶与小桶中砝码的总重力mg当作小车（包括上面的钩码）或滑块（包括上面的钩码）受到的拉力，这是有条件的，这条件就是mm′（m为小车与钩码或滑块与钩码的总质量）．
（2）进行实验探究
教师：引导学生在气垫导轨上研究a、F、m三者关系，为了让学生能有条不紊地进行实验，用电子幻灯片打出研究内容、实验步骤和数据记录表格如下：
【研究内容】研究m一定时，a与F的关系
【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m1＝__________g，小桶质量m2＝__________g，则滑块总质量m等于m1加上放在它上面的钩码的质量△m1．
②在桶中放置质量为△m2的砝码，则m′＝m2＋△m2，当mm′时，认为F＝m′g（g取9.8m／s2）．
③用刻度尺测出遮光片的宽度△s＝__________m，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s0＝__________m．
④实验时，保持s0不变，把各次滑块运动中遮光片经过前后光电开关的时间△t1、△t3代入公式计算出各次滑块运动的加速度，并把实验数据填入表11-1．
表11-1研究m一定时，滑块加速度a与其受力F的关系
单个滑块质量
m1＝_____g
滑块总质量
m＝_____g
小桶质量
m2＝_____g
遮光片宽度
△s＝_____m
两光电开关间距
s0＝_____m实验次数小桶上的砝码质量△m2/g小桶与坛码总质量m′/g△t1/s△t2/s滑块加速度a/（m﹒s-2）滑块受的拉力F/N
1
2
3
4
【实验的结论】____________________________________________________
【研究内容二】研究a与m的关系（F一定）
【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m1＝__________g，小桶质量m2＝__________g，则各次实验中滑块总质量m等于m1加上放在它上面的钩码的质量△m1．
②在小桶中放置质量为△m2的砝码，则m′＝m2＋△m2，当mm′时，认为F＝m′g（g取9.8m/s2），并保持m不变．
③用刻度尺测出遮光片的宽度△s＝__________m，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s0＝__________m．
④实验时，保持s0不变，把各次滑块运动中遮光片经过光电开关的时间△t1、△t2代入公式，计算出各次滑块运动的加速度，把实验数据填入表11-2．
表11-2研究滑块加速度a与滑块总质量m的关系（拉力F一定）
单个滑块质量
m2＝_____g
小桶质量
m2＝_____g
小桶与砝码的总质量
m′＝_____g
遮光片宽度
△s＝_____m
两光电开关间距
s0＝_____m实验次数滑块砝码质量△m1/g△t1/s△t2/s滑块加速度a/（m﹒s-2）滑块与砝码总质量m/g
1
2
3
4
【实验的结论】____________________________________________________
说明在简要说明数字计时器的使用方法，强调实验过程应使气垫导轨保持水平，两光电开关间距要尽可能大些，尽可能使m′远大于m（如果m′≥20m，则可认为m′m）等注意事项后，请两位学生上台操作并报告测量数据，其他学生边观察边在课前印发的实验数据记录表（表11-1、表11-2）上填上实验测量数据．
教师：把全班学生分成8个小组，第1组～第4组学生分别完成（表11-1）中从实验次数1～4各项目的计算与填写，第5组～第8组学生分别完成（表11-2）中从实验次数1～4各项目的计算与填写．
教师：让学生反馈计算结果，并填入电子幻灯片（表11-1）、（表11-2）的对应栏目中．
教师：引导学生对表11-1的数据①通过直接观察；②通过在坐标纸上画出a－F图像进行分析，得出a∝F（m一定时）的结论．
在描点画图时，让学生体会为什么要让描出的点尽可能多地分布在某一直线的两侧，尝试说出实验误差的原因．
教师：引导学生对表11-2的数据①通过直接观察②通过在坐标纸上画出a－m图像进行分析，只能得出当F一定时，m越大a就越小的结论．
教师：能不能就此马上断言a与m成反比?让学生展开讨论．
教师：在引导学生进行全班交流的基础上，问学生能不能猜想a与m成反比?
如何证明这种猜想是否正确?请思考讨论．
学生：可以画出a与图像，看它是否为过原点的直线．
学生：还可以通过计算a与m的比值来判断．
教师：让学生分组计算出对应各次实验的，并在全班反馈填人表11-2后，在坐标纸上作出a－图像．
学生：确实实验得到的直线是接近过原点的，实验误差允许范围内a与m是成反比（F一定时）的．
说明这里开展一系列讨论的目的是为了让学生体会从a－m图像转化到a－图像的意义，认识图像法描述物理规律的作用．
教师：本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就能得出，还需要通过大量的实验事实来论证．
3．牛顿第二定律
通过大量的实验探究得到加速度与力、质量的关系是：
当物体的质量一定时，物体的加速度跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律．
加速度和力都是矢量，它们都有方向，牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系，还确定了它们的方向之间的关系：加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同．
牛顿第二定律也可用数学公式来表示：
a∝F/m或F∝ma
上式可改写为等式：F＝kma，式中的k是比例常数．
教师指出：
（1）如果各物理量都采用国际单位，k＝1；
（2）力的单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的．
定义：使质量1kg的物体产生1m／s2的加速度所需要的力，叫做1N．即1N＝1kgm／s2
可见，如果都用国际制单位，则k＝1．
牛顿第二定律可简化为
F＝ma
这就是牛顿第二定律的数学表达式．
三、案例评析
本节课教学设计的思路是：首先提出物体的加速度是由哪些因素决定的这个问题，引导学生根据自己已有的经验进行定性探究，在此基础上，进一步引导学生应用控制变量法进行定量探究，让学生经历自己设计实验方案、观察实验现象、记录实验数据、全班合作处理实验数据、分析实验数据得出结论的过程，最后总结出牛顿第二定律的数学表达式．
本节课教学设计为创设问题情境，让学生主动参与探究加速度、质量、力三者关系的全过程，在实验方案设计分析、应用图像探究规律等问题解决的过程中较为关注学生自己的观念，让学生在问题讨论中完善自己的观点，学习应用物理和数学的方法研究自然规律，有效地培养学生的实验设计能力、观察能力、分析能力、解决问题的能力以及合作交流的能力．教师在实验完成后的一句话“本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就得出，还需要通过大量的实验事实来论证”充分体现了注重对学生进行科学态度和科学精神的教育．对于实验的方案可以根据学校、学生的情况，选择一种或两种或三种做，让学生比较实验的结果，对实验进行多方面的反思．
四、相关链接
探究牛顿第二定律中的图像问题
典型例题1在“探究牛顿第二定律”实验中，研究加速度与力的关系时得到如图11-1所示的图像，试分析其原因．
分析：在做a－F关系实验时，用砂和砂桶所受重力mg代替了小车所受的拉力F，如图11-2所示：
事实上，砂和砂桶的重力mg与小车所受的拉力F是不相等的，这是产生实验系统误差的原因，为此，必须根据牛顿第二定律分析mg和F在产生加速度问题上存在的差别．由图像经过原点知，小车所受的摩擦力已被平衡．设小车实际加速度为a，由牛顿第二定律可得
mg＝（m＋m0）a即
若视F＝mg，设这种情况下小车的加速度为a′，则a′＝mg／m0．在本实验中，m0保持不变，与mg（F）成正比，而实际加速度a与mg成非线性关系，且m越大，图像斜率越小．理想情况下，加速度a与实际加速度a差值为
上式可见，m取不同值，△a不同，m越大，△a越大，当m0m时，a≈a′△a→0，这就是要求该实验必须满足m0m的原因所在．
本题误差是由于砂及砂桶质量较大，不能很好满足m0m造成的．
点评：本实验的误差来源：因原理不完善引起的误差，本实验用砂和砂桶所受的总重力mg代替小车的拉力，而实际小车所受的拉力要小于砂和砂桶所受的总重力，这个砂和砂桶的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大；反之砂和砂桶的总质量越小于小车和砝码的总质量，由此引起的误差就越小．因此满足砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量m0的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差．此误差可因为mm0而减小，但不可能消去此误差．
典型例题2在利用打点计时器和小车做“探究牛顿第二定律”的实验时，实验前为什么要平衡摩擦力?应当如何平衡摩擦力?
分析：牛顿第二定律表达式F＝ma中的F，是物体所受的合外力，在本实验中，如果不采用一定的办法平衡小车及纸带所受的摩擦力，小车所受的合外力就不只是细绳的拉力，而应是细绳的拉力和系统所受的摩擦力的合力．因此，在研究加速度a和外力F的关系时，若不计摩擦力，误差较大；若计摩擦力，其大小的测量又很困难．在研究加速度a和质量m的关系时，由于随着小车上的砝码增加，小车与木板间的摩擦力会增大，小车所受的合外力就会变化（此时长板是水平放置的），不满足合外力恒定的实验条件，因此实验前必须平衡摩擦力．
应如何平衡摩擦力?怎样检查平衡的效果?有人是这样操作的：把如图11-3所示装置中的长木板的右端垫高一些，使之形成一个斜面，然后把实验用小车放在长木板上，轻推小车，给小车一个沿斜面向下的初速度，观察小车的运动情况，看其是否作匀速直线运动．如果基本可看作匀速直线运动，就认为平衡效果较好．这样操作有两个问题：一是在实验开始以后，阻碍小车运动的阻力不只是小车受到的摩擦力，还有打点计时器限位孔对纸带的摩擦力及打点时振针对纸带的阻力，在上面的做法中没有考虑后两个阻力；二是检验平衡效果的方法不当，靠眼睛的直接观察判断小车是否做匀速直线运动是很不可靠的．正确的做法是：将长木板的末端（如图11-3中的右端）垫高一些，把小车放在斜面上，轻推小车，给小车一个沿斜面向下的初速度，观察小车的运动，当用眼睛直接观察可认为小车做加速度很小的直线运动以后，保持长木板和水平桌面的夹角不动，并装上打点计时器及纸带，在小车后拖纸带、打点计时器开始打点的情况下，给小车一个沿斜面向下的初速度，使小车沿斜面向下运动．取下纸带后，如果在纸带上打出的点的间隔基本上均匀，就表明小车受到的阻力跟它所受的重力沿斜面的分力平衡．
点评：
（1）打点计时器工作时，振针对纸带的阻力是周期性变化的，所以，难以做到重力沿斜面方向的分力与阻力始终完全平衡，小车的运动也不是严格的匀速直线运动，纸带上的点的间隔也不可能完全均匀，所以上面提到要求基本均匀．
（2）在实验前对摩擦力进行了平衡以后，实验中需在小车上增加或减少砝码，因为改变了小车对木板的压力，从而使摩擦力出现了变化，有没有必要重新平衡摩擦力?我们说没有必要，因为由此引起的摩擦力变化是极其微小的．从理论上讲，在小车及其砝码质量变化时，由力的分解可知，重力沿斜面向下的分力G1和垂直斜面方向的分力G2（大小等于对斜面的压力），在斜面倾角不变的情况下是成比例增大或减小的，进而重力沿斜面方向的分力G1和摩擦力f成比例变化，仍能平衡．但实际情况是，纸带所受阻力F′f，在平衡时有G1＝Ff＋F′f，而当F′f和Ff成比例变化后，前式不再相等，因而略有变化．另外，小车的轴与轮的摩擦力也会略有变化，在我们的实验中，质量变化较小，所引起的误差可忽略不计．
典型例题3用如图11-4（a）所示的装置研究质量、定时加速度与作用力的关系．实验中认为细绳对小车的作用力F等于砂和桶所受的总重力，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数值，然后根据测得的数据作a－F图线．一学生作出如图11-4（b）所示的图线，发现横轴上的截距OA较大，明显地超出了偶然误差的范围，这是由于实验中没有进行什么步骤?
分析：这是一个验证性的实验，作出的a－F图线理应通过原点，表明质量m0一定时，加速度a与F成正比，作出图11-4（b）所示的图线，表示什么意思呢?设截距OA＝Ff，现变换一下坐标原点，把原点移至A点，纵坐标仍表示加速度a，横坐标表示F－Ff，设直线的斜率为，则图11-4（c）表示
a＝k（F－Ff），F－Ff＝m0a
即：由牛顿第二定律可知，在某同学所做的这个实验中，合外力并不是细绳对小车的作用力F，而是F－Ff，显然，这个f是水平长木板对小车的摩擦力，这个摩擦力在实验中是不能忽略的，实验中需平衡此摩擦力，采用的办法是：“在长木板的不带定滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直到小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面上的分力平衡”．（见高中课本）这时小车所受的合外力F－Ff＋m0gsinθ＝F，画出的图线应当通过原点，该同学作出如图11-4乙所示的a－F图线，是因为他在实验中没有进行平衡摩擦力这一步骤．
典型例题4利用例3图11-4（a）所示的装置做“探究牛顿第二定律”实验，甲同学根据实验数据画出的小车的加速度。和小车所受拉力F的图像为图11-5中的直线Ⅰ，乙同学画出的a－F图像为图11-5中的直线Ⅱ．直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是（）
A．实验前甲同学没有平衡摩擦力
B．甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
C．实验前乙同学没有平衡摩擦力
D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
分析：图像Ⅰ在纵轴上有较大的截距，说明在绳对小车的拉力F＝0（还没有挂砂桶）的情况下，小车就有了沿长木板向下的加速度a0．设长木板与水平桌面间的夹角为θ，小车所受的重力mg沿长木板向下的分力应为mgsinθ，长木板对小车的摩擦阻力应为μmgcosθ．又设运动系统所受的其他阻力为Ff（可视为定值），则应有mgsinθ－（μmgcosθ＋Ff）＝ma0，在此式中m、g、μ、Ff为定值．如果适当减小θ值，可使sinθ减小而cosθ值增大，实现a0＝0，图像起点回到坐标系的原点．图像Ⅱ在横轴上有较大的截距，说明乙同学在实验前没有平衡摩擦力，因此在绳对小车有了较大的拉力F以后，小车的加速度仍然为零，其原因如例3所述．由上述分析可知，B、C选项的叙述正确．
分析：（1）关键分析纵截距及其物理意义；（2）在实验中平衡摩擦力的标准是物体在不挂砂桶时匀速运动，即所连纸带上的点应是均匀分布的．

高一物理 牛顿第二定律习题课

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，帮助教师提高自己的教学质量。那么如何写好我们的教案呢？以下是小编为大家收集的“高一物理 牛顿第二定律习题课”希望对您的工作和生活有所帮助。

5、用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤
略
例1：物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合外力的方向之间的关系是：A．速度方向、加速度方向、合外力方向三者总是相同的
B．速度方向可与加速度成任何夹角，但加速度方向总是与合外力的方向相同
C．速度方向总是与合外力方向相同，而加速度方向可能与速度方向相同，也可能不相同
D．速度方向总是与加速度方向相同，而速度方向可能与合外力方向相同，也可能不相同。
此正确答案应为B

例2：一个物体受几个力的作用而处于静止状态，若保持其余几个力不变，而将其中一个力F1逐渐减小到零，然后又逐渐增大到F1（方向不变），在这个过程中，物体的
A．加速度始终增大，速度始终增大
B．加速度始终减小，速度始终增大
C．加速度先增大，后减小，速度始终增大直到一定值
D．加速度和速度都是先增大后减小
此题答案应为“C”

例3：如图所示，在马达驱动下，皮带运输机的皮带以速率v向右水平运行，现将一块砖正对皮带上的A点轻轻地放在皮带上，此后
A．一段时间内，砖块将在滑动摩擦力的作用下对地做加速运动
B．当砖的速率等于v时，砖块与皮带间摩擦力变为静摩擦力
C．当砖块与皮带相对静止时它位于皮带上A点的右侧的某一点B
D．砖块在皮带上有可能不存在砖块与皮带相对静止的状态
此题答案应为AD

例4：自由下落的小球下落一段时间后与弹簧接触，从它接触弹簧开始到弹簧后缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的变化情况是怎样的？
解答：运动过程分三段
（1）加速度逐渐减小的变加速运动
（2）速度达到最大
（3）加速度逐渐增大的变减速运动，直到速度减小为零
例5：如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一条不计质量的轻弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠墙壁，今用力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间，则
A．A球的加速度为
B．A球的加速度为零
C．B球的加速度为
D．B球的加速度为0
此题正确答案应为BC
例6：一质量为m的小球，用两根细绳悬吊处于静止，其中A、B绳水平，OB绳与竖直方向成角，如图所示
（1）当剪断水平绳AB的瞬间，小球加速度多大？方向如何？此时绳OB的拉力多大？（2）若剪断绳OB，则小球的加速度又是多大？方向如何？绳AB的拉力多大？
解：（1）剪断水平绳AB时，由于得力的作用效果，重力的一个分力拉BO绳，另一个分力使球沿垂直于绳OB的方向向下运动，mgsin=ma,∴a=gsin，方向垂直于OB向下，绳OB的拉力TOB=mgcos
（2）当剪断OB绳，此时小球在重力作用下沿竖直方向向下运动，其加速度就是重力加速度g，而绳AB的拉力为零。

例7：一根质量为M的木棒，上端用细绳系在天花板上，棒上有一质量为m的猴子，如图所示，若将绳子剪断，猴子沿棒向上爬，仍保持与地面间高度不变，求这时木棒下落的加速度。
解法一：分别以棒和猴为对象，作其受力分析图。
猴子：mg=f（1）
木棒：Mg+f=Ma（2）
（1）（2）联立：Mg+mg=Ma
∴
解法二：
由牛顿第二定律有：
(M+m)g=Ma，∴
五、力学单位制
1、什么是单位制：
基本单位和导出单位一起组成了单位制
2、力学单位制
在力学中，我们选定长度、质量和时间三个物理量的单位，作为基本单位，力学中的导出单位，如：速度单位，加速度单位，力的单位，密度单位等。
3、国际单位制的物理意义。

高三物理教案：《牛顿第二定律教案》教学设计

第二讲、牛顿第二定律

主备教师：杨维君

一、【内容与解析】

1.内容：牛顿第二定律。

2.解析：本讲的内容牛顿第二定律指的是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，其核心是F=ma,理解它关键就是要注意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。若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。。学生已经学过力和加速度，本节课的内容牛顿第二定律就是在此基础上的发展。教学的重点是会用牛顿第二定律解题，解决重点的关键是注意解题的要领，明确研究对象，对物体进行受力分析，然后进行正交分解。

二、【教学目标与解析】

1．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

2．目标解析

（1）理解牛顿第二定律就是指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。

（2）．理解力与运动的关系，会进行相关的判断就是指若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。

三、【问题诊断分析】

在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是对牛顿运动定律的不理解，产生这一问题的原因是没考虑方向。要解决这一问题，就要注意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。

四、【教学支持条件分析】

五、【教学过程】

问题一：牛顿第二定律的内容是什么？

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F和m、a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。

若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。

问题二：怎样理解牛顿第二定律？

（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 F与a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

【例1】 如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是

A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大

B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上

C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小

D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大

解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。选CD。

变式练习1：如图所示．弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的阻力恒定，则

A．物体从A到O先加速后减速

B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动

C．物体运动到O点时所受合力为零

D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小

解析：物体从A到O的运动过程，弹力方向向右．初始阶段弹力大于阻力，合力方向向右．随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大．所以初始阶段物体向右做加速度逐渐减小的加速运动．

当物体向右运动至AO间某点（设为O′）时，弹力减小到等于阻力，物体所受合力为零，加速度为零，速度达到最大．

此后，随着物体继续向右移动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左．至O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大．所以物体从O′点后的合力方向均向左且合力逐渐增大，由牛顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向左且逐渐增大．由于加速度与速度反向，物体做加速度逐渐增大的减速运动．

正确选项为A、C．

点评：（1）解答此题容易犯的错误就是认为弹簧无形变时物体的速度最大，加速度为零．这显然是没对物理过程认真分析，靠定势思维得出的结论．要学会分析动态变化过程，分析时要先在脑子里建立起一幅较为清晰的动态图景，再运用概念和规律进行推理和判断．

（2）通过此题，可加深对牛顿第二定律中合外力与加速度间的瞬时关系的理解，加深对速度和加速度间关系的理解．譬如，本题中物体在初始阶段，尽管加速度在逐渐减小，但由于它与速度同向，所以速度仍继续增大．

问题三．如何应用牛顿第二定律解题？

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合=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=m1a1，∑F2=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。

【例2】如图所示，质量为4 kg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取10 m/s2）

解析：以物体为研究对象，其受力情况如图所示，建立平面直角坐标系把F沿两坐标轴方向分解，则两坐标轴上的合力分别为

物体沿水平方向加速运动，设加速度为a，则x轴方向上的加速度ax＝a，y轴方向上物体没有运动，故ay＝０，由牛顿第二定律得

所以

又有滑动摩擦力

以上三式代入数据可解得物体的加速度a=0.58 m/s2

点评：当物体的受力情况较复杂时，根据物体所受力的具体情况和运动情况建立合适的直角坐标系，利用正交分解法来解．

变式练习2：质量为2kg的物体放在水平地面上，与水平地面的动摩擦因数为0．2，现

对物体作用一向右与水平方向成37°，大小为10N的拉力F，使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度?

六、本课小结

牛顿第二定律的内容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F和m、a必须相对应）

高一物理教案：《牛顿运动定律的应用》教学设计（二）

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助教师提前熟悉所教学的内容。那么怎么才能写出优秀的教案呢？以下是小编收集整理的“高一物理教案：《牛顿运动定律的应用》教学设计（二）”，相信您能找到对自己有用的内容。

高一物理教案：《牛顿运动定律的应用》教学设计（二）

目标解读

1.认识影响加速度的因素——力和质量。

2.通过实验得出物体的加速度与物体的质量、所受力的关系。

3.会用图象法处理实验数据,分析得出结论。

4.体会控制变量法在问题研究中的意义。体验实验探究过程。

学法指导 实验探究要先明确目标、器材、操作步骤、注意事项，另外要注意分工合作。

课程导学建议 重点难点 实验目的、实验设计、实验操作和实验结论,理解控制变量法和平衡摩擦力的做法。

教学建议

本节内容需要安排1个课时教学,若自主学习安排在课外,建议用15~20分钟,安排在课内则只需15分钟左右。通过教材中“讨论交流”的对比分析,让学生再次认识控制变量法,为后面的学生实验探究做好准备。在学生实验探究时要分析清楚原理、步骤、数据处理,特别是如何确定合外力和加速度以及它们的测量方法。

课前

准备 研读教材，估计学生自主学习过程中可能出现的问题和疑难点，在导学案的基础上根据本班学生学习情况进行二次备课，准备课堂演示的实验器材或视频资料。

授课年级 高一 课题 课时3.7《牛顿运动定律》整合与评价 课程类型 复习课

课程学习目标 目标解读 1.梳理本章知识结构,进一步理解牛顿运动定律。

2.深化对运动和力的关系的认识和理解,能熟练运用运动学规律和牛顿运动定律解决有关的问题。

3.能够运用整体法和隔离法分析物体的受力情况和运动情况,运用学过的知识和方法解释生活和科技中的现象。

学法指导 理解好力和运动的关系，包括力和速度、力和加速度。理性的分析受力，正确的应用力的合成与分解，都是本章学习的关键。

课程导学建议 重点难点 运用牛顿运动定律分析物体的运动和力的综合问题。

教学建议 本章复习建议用两个课时,着重复习对牛顿运动定律的基本认识及规律运用,深入理解力和运动的关系。通过对两类基本问题的复习,让学生深刻理解在物理问题分析中画受力分析和运动情况草图的重要性,还可以根据学生情况进一步介绍瞬时性、整体性、临界性等问题。

课前

准备 本章知识学生的掌握情况可能有比较大的差异，要了解大多数学生处于什么状况。公式的了解、理解和应用有一个过程，初速为零的匀加速直线运动（自由落体运动为代表）的规律掌握到什么程度也决定以什么方式复习本章内容。