高中物理人教版 (新课标)必修1第四章 牛顿运动定律3 牛顿第二定律教学设计

一.牛顿第二定律的得出

①一定时，加速度与合外力成正比；∝F

②一定时，加速度与质量成反比。∝

③综合以上两个因素，加速度与合外力和质量的关系表达为；

④规定力的单位为牛顿，符号为，且，那么，这样牛顿第二定律可以表达为。

⑤牛顿第二定律的表述：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

二.对牛顿第二定律的理解

①牛顿第二定律是实验定律

②是牛顿第二定律的最准确的表达

③、、具有同体性、同时性、瞬时性；加速度的方向与合外力的方向瞬时一致

④指的是物体所受的合外力

⑤力的独立性原理：互相垂直的两个方向上的力各自产生两个方向上的加速度，物体的合加速度决定于合外力与质量的比值，分加速度与合加速度符合矢量运算法则。

三.举例

【例析1】一质量为的物体放在光滑的水平面上，先对它施加一个向东的水平恒力，经历时间，恒力的方向改为向西，大小不变，又经历时间，力的方向又改为向东而大小不变，如此反复，共经历时间（为自然数），求物体离出发点的位移。

【分析】由牛顿第二定律，在第一个时间内，加速度的方向向东，大小为；物体做初速度为零的匀加速直线运动，其末速度为，这段时间内的位移为；第二个时间内，由于外力方向变为向西，则加速度方向立即变为向西，而速度不能突变，仍然向东，做匀减速直线运动，可以计算出其末速度为，期间运动的位移为。可以画速度图线辅助分析：

【例析2】物体在粗糙的水平桌面上，受到水平向右的恒力的作用做匀加速直线运动，产生的加速度为；现把恒力改为，方向不变，产生的加速度为。则、的关系为

A.         B.       C.         D.无法确定

【解析】。选B

【例析3】电梯与水平面的夹角为，当电梯加速向上运动时，黑柱对梯面的压力是其重力的，求黑柱对梯面的摩擦力是其重力的多少倍？

【解析】从受力分析看，黑柱受到重力、电梯表面的支持力、电梯表面的摩擦力，这三种力要么在水平方向，要么在竖直方向。但人和电梯一起是有斜向上的加速度的，为什么？原来，人的斜向上的加速度是由水平分加速度和竖直分加速度合成而来。

所以，要把加速度进行分解：

在竖直方向：

在水平方向：

【课堂小结】

①牛顿第二定律的得出的实验方法

②对牛顿第二定律的理解

③简单的应用