牛顿第二定律教案（精华十四篇）
时间：2019-05-30牛顿第二定律教案（精华十四篇）。
〈1〉牛顿第二定律教案
一、教学目标
1。知识目标
（1）掌握牛顿第二定律的文字资料和数学公式;
（2）理解公式中各物理量的好处及相互关系;
（3）明白在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。
2。潜力目标：
以实验为基础，透过观察、测量、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。培养学生的实验潜力、概括潜力和分析推理潜力。
3。方法目标
渗透物理学研究方法的教育。实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究;运用列表法处理数据，使学生明白结论是如何得出的;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。
二、学法引导
1。以分组实验的方法，让学生带着问题去研究。
2。“控制变量法”是我们经常用来分析问题、解决问题的有效途径。
3。归纳总结，构成规律性认识。
三、重点?难点?疑点及解决办法
1。重点
师生协作，在完成实验基础上，讨论得出牛顿第二定律。并掌握牛顿第二定律的初步应用。
2。难点
物理公式在确定物理量的数量关系的同时也确定了物理量的因果及相互关系。
3。疑点
1）。从牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都能够使物体产生加速度，但是当用力推一个停在地面上的较大的物体时，却推不动，这是什么原因呢？
2）。运用牛顿第二定律应注意的关键问题是什么？
4。解决办法
对实验分析、剖析、讲解例题及师生互动等方式加以解决。
四、教具学具准备
1。展示平台、多媒体背投。
2。带滑轮的长木板两块、小车两辆、细线、砝码盘、砝码、铁夹、直尺等
五、主要教学过程
一）引入新课
由牛顿第必须律可知，力是改变物体运动状态的原因。而物体运动状态的改变是物体运动速度发生变化，即加速度不为零。因而力又是产生加速度的原因，加速度与力有关。
由牛顿第必须律还可知：一切物体总持续静止或匀速直线运动状态，这种性质叫惯性。而质量是物体惯性大小的量度，因而加速度跟质量有关。
那么物体运动的加速度跟物体质量及受力之间存在什么样的关系？我们透过实验来探求。
二）教学过程设计
1。实验设计
（1）启发学生按如下思路得出实验方法：对于一个物体（使m不变），不受力时加速度为零→受力后加速度不为零→受力越大则加速度越大。
用同样的力（使F不变）作用于不一样物体→质量小的易被拉动→质量越小加速度越大。
就是说，在研究三个变量的关系时，要使其中一个量不变，即控制变量的方法。
（2）启发学生按如下思路得出实验原理：测定物体加速度的方法有多种，如利用打点计时器、分析纸带等，这些方法较精确但费时→寻找一种用其它物理量直观反应加速度大小的办法→由运动学公式S=1/2st2可知，在相同的时光内位移与加速度成正比
我们的实验就是由两个小车在相同时光内的位移来反映加速度大小跟力和质量的关系
2。 实验装置
在图1中a、b、c三个位置加装光滑金属环以控制线绳位置不使脱落;另外透过环a将两绳合并在一齐可直接用手操作，以避免铁夹操作的困难。这样虽然增大了阻力，但只需使木板稍前倾平衡摩擦力即可。木板侧面的刻度用以读出位移大小。
3。实验过程
（1）加速度跟力的关系
使用两个相同的小车，满足m1=m2，在连小车前的绳端分别挂一个钩码和两个钩码。将二小车拉至同一齐点处，记下位置。放手后经一段时光使二小车同时停止，满足时光t相同。读出二小车的位移填入表1:（投影）
表1
M/K 第一次 第二次
0。2K F/N S/m F/N S/m
0。2K 0。2 0。3
0。2K 0。1 0。1
将挂一个钩码的小车不变，将挂两个钩码的小车前换为三个钩码，重复实验。
引导学生分析力的比值和位移的比值，透过比较可得，在误差允许的范围内， 。
（2）加速度跟质量的关系
将小车1上加0。2kg砝码，使m1=2m2;二小车前面绳端都挂一个钩码，使F1=F2。将二小车拉至同一齐点处放开经一段时光使其同时停止，读出各小车位移记入表2:（投影）
表2
MF/N 第一次 第二次
0。1K M/K S/m F/N S/m
0。1K 0。4 0。6
0。1K 0。2 0。2
引导学生分析质量的比值和位移的比值，透过比较可得，在误差允许的范围内，
a1/a2=m2/m1 或 a∝
4。定律导出
成正比，跟物体的质量成反比，即牛顿第二定律的基本关系。写成数学
（2）上式可写为等式F=kma，式中k为比例常数。如果公式中的物理量选取适宜的单位，就能够使k=1，则公式更为简单。
在国际单位制中，力的单位是牛顿。牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的：使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N，即1N=1kg?m/s2。
可见，如果都用国际单位制中的单位，就能够使k=1，那么公式则简化为F=ma，这就是牛顿第二定律的数学公式。
（3）当物体受到几个力的作用时，牛顿第二定律也是正确的，但是这时F代表的是物体所受外力的合力。牛顿第二定律更一般的表述是：
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，加速度的方向跟合外力的方向相同。
数学公式是：F合=ma。
5。定律的理解
牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的，但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的状况，以及应用于变力作用的某一瞬时。还应注意到定律表述的最后一句话，即加速度与合外力的方向关系，就是说，定律具有矢量性、瞬时性和独立性，所以掌握牛顿第二定律还要注意以下几点：
（1）定律中各物理量的好处及关系
F合是物体（研究对象）所受的合外力，m是研究对象的质量，如果研究对象是几个物体，则m为几个物体的质量和。a为研究对象在合力F合作用下产生的加速度;a与F合的方向一致。
（2）定律的物理好处
从定律可看到：一物体所受合外力恒定时，加速度也恒定不变，物体做匀变速直线运动;合外力随时光改变时，加速度也随时光改变;合外力为零时，加速度也为零，物体就处于静止或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律以简单的数学形式证明了运动和力的关系。
6。例题
在光滑的水平桌面上，有一个质量为2K的物体，用两个互为1200的两个10N的水平方向上的力作用在物体上，求物体的加速度是多少？
（1）学生阅读例题
（2）解答：
如图所示，建立平面直角坐标系，把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解，F1的两个分力为：
F2的'两个分力为：
F1y和F2y大小相等，方向相反，相互抵消，F1x和F2x的方向相同，所以：
已知合力F合和质量m，据F合=ma，即可求得：
透过上方的例题，引导学生总结出用牛顿第二定律解题的一般步骤
1）选对象
2）分析力（画受力图）
3）建坐标
4）分解力
5）列方程
6）解联立（联立方程，求解结果）
7。总结、扩展：
1。学习用控制变量法研究问题，解决问题。
2。掌握牛顿第二定律及公式。牛顿第必须律确定了力的涵义，指出力是改变物体运动状态的原因，牛顿第二定律则描述出力是怎样改变物体运动状态的即力与物体加速度成正比，物体加速度方向与力的方向相同。
3。掌握牛顿第二定律的矢量性、同时性和独立性原理。
4。掌握运用牛顿第二定律解题的一般步骤。
〈2〉牛顿第二定律教案
这节课在高中物理中的地位非常重要。这节课，在前两节探究和总结牛顿第二定律的基础上，结合实例，展示了用牛顿第二定律解题的基本思路和方法。
2、学习这节课有以下几个作用：
（1）知道用牛顿运动定律解决的两类力学问题。
（2）学会解决这两类问题的基本思路和方法。
（4）帮助学生提高信息收集和处理的能力，分析、思考、解决问题的能力和交流、合作的能力。
学生已经学习了牛顿运动定律和运动学的基本规律，已经具备了进一步学习求解动力学问题的知识基础。同时，高中学生思维活跃，关心生活，对物理规律和现实生活的联系比较感兴趣。
结合以上教材分析和学情分析，充分考虑了学生的心理特点，根据新课程标准对三维目标的要求，我制定了这节课的教学目标：
1．知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。
2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
3．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。
1．通过实例感受研究力和运动关系的重要性。
2．培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。
3．帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题规律的能力。
1．初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响。
2．初步建立应用科学知识的意识。
3．培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。
重点：应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
难点：物体的受力分析及运动状态分析，解题方法的灵活选择和运用。正交分解法的应用。
突破途径：通过“三案”导学、交流讨论和多媒体辅助教学等多种教学方法和手段进行突破。
这节课我主要根据建构主义学习理论进行设计，在整个过程中主要采用自主探究、交流讨论和多媒体辅助教学等多种教学方法。当今建构主义对于学习做出了新的'解释，认为学习是学习者主动地建构内部心理表征的过程，并且认为知识具有情境性，知识是在情境中通过活动而产生的。建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。
教学过程的实施采用了“三案”导学法。即课前自主探究案、课堂互动导学案、课后应用提升案。
下面谈一下“三案”的具体设计和要达到的预期目标。
1．自主探究案。课前发给学生，引导学生回顾已学知识，主要是匀变速直线运动的公式、物体间的相互作用力。用牛顿运动定律解题有两大难点，一是受力分析，二是运动分析。由于学生对运动学公式和物体间的相互作用已经学过去较长时间，难免有所遗忘。所以，通过课前自主学习回顾已学知识是必须的。
2．课堂互动案。本案是这节课的核心，是实现三维目标的载体。
在本案中将通过多媒体辅助教学的手段引领学生掌握解题的思路和方法，感受用所学知识解决物理问题的快乐，体会与同学互动学习、一起探究的成功喜悦。师生互动、自主探究是本案的主旋律。
本案的核心内容是对两个例题的处理。
授课过程中，我充分挖掘了例题的示范作用，对例题进行多方面的拓展，同时引导学生自主创新，自己去拓展，培养学生的自主创新意识。
比如对例题1，我进行了两个拓展，学生自主讨论解决问题后，我再引导学生自主创新，比如把“水平地面”改成“倾角是30°的斜面”，物块沿斜面可以上升，还可以下滑；可以用力拉着物体竖直上升，也可以竖直下降等等。这样一个例题就变成了多个题，实现了一题多变、以点带面的教学效果。
在课堂互动环节，时时不忘规范化解题的教学要求和思想渗透。
具体措施：分成两个小组进行规范化解题的P大赛。A组推举一个代表，B组推举一个代表，到黑板上板书，其他同学在下面书写，然后由两组同学给对方点评，通过讨论、交流找到规范解答的标准。
3．应用提升案。是对这节课所学知识的巩固和落实，也是一个必不可少的教学环节。在该案中我精心编拟了6道针对性练习题和一个开放性作业。练习题供学生课后巩固提高。开放性问题是要求学生自编两道应用牛顿定律求解的题目，并要求学生交换解答，出题的同学给做题的同学写出评语。最后由小组长选出物理情景创设丰富、构思巧妙的试题在后面的黑板报上发表，以此激发学生的创新意识。
为了完成这节课的教学目标，我是这样安排的：
具体实施：投影学生的自主探究案，让学生交流讨论，教师点评。
新课学习：在“课堂互动案”的导学提纲引领下，完成这节课的三维教学目标。
课堂小结和布置作业：
为了体现课程改革的新理念——学生是学习的主人，我改变传统的教师总结为学生总结的模式，既强化了学生所学的知识，又培养了学生的归纳和概括能力。
作业分为两部分：
（1）书面作业p85，1、2、3、4。
由于多媒体在物理教学中仅是一种辅助手段，不能完全取代黑板，因此一节课的主要内容和学生的必要参与还需要借助黑板来帮助。我在这节课的板书设计中突出了主要内容，简洁明了。
本节课在教学设计上牢牢把握建构主义中的“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”四大要素，在具体实施中采用“三案”导学模式，使老师在整个课堂中仅仅处于一个学习环境创设者和学习组织者的地位，利用多媒体为学生创设了生动的情境，学生在讨论、活动和交流中学习新知识，充分体现出学生的主体地位，实现了师生关系的转变，较好地把握了建构主义教学理论的要求，体现了新课程所倡导的“积极参与，乐于探究，交流与合作”为特征的学习理念。
〈3〉牛顿第二定律教案
教学用具：
收集与教材P44图12.5—1中内容相关的录像资料让学生观看，同学们在录像中看到的这些现象，在日常生活中常会见到，你也一定有过这样的体验、运动的物体为什么会停下来呢？同学们看书12.5—2内容，先了解古人的思辨、亚里士多德和伽利略都是伟大的科学家，到底哪个说法正确呢？光靠思辨不能回答，同学们可以自己探究，通过实验来求证、
1、历史回顾：
对亚里斯多德提出力是维持物体运动的原因，提出疑问。
现象：
（1）小车受到阻力大，运动时间短，路程短；
（2）小车受到阻力较小，运动时间长点，路程远点；
（3）小车受到阻力最小，运动时间较长，路程较远。
3、推理：
当小车受到的`阻力为零时，小车将会怎样运动下去？
4、牛顿第一定律：
一切不受外力的物体，总保持静止或匀速直线运动状态。
说明：牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的，它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的。
教师：从牛顿第一定律知道，任何物体都具有保持静止状态或保持匀速直线运动状态的性质，这种性质叫做惯性。也可以说物体保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫惯性定律。
这里提出了一切物体都有惯性，物体在任何情况下都有惯性。
【演示1】用尺迅速打出下面的棋子。解释：叠在一起的棋子原来是处于静止状态的，当尺子打出了下面的棋子，由于上面的棋子有惯性，还要保持原来的静止状态。所以上面棋子落在正下方。
【演示2】惯性小球实验，解释：木片被弹出去之前，小球处于静止状态。小球由于有惯性，还应保持原有的静止状态，所以小球落在原处。
③物体由于惯性还要保持原来的（运动或静止）状态。
【演示3】刹车时的惯性现象。请同学们根据要领解释。
教师：这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。
〈4〉牛顿第二定律教案
教学目标
1、知识目标：
（1）能结合物体的运动情况进行受力分析．
（2）掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题．
2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力．
3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯．
教学建议
教材分析
本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法．这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况；已知物体的运动情况，求解物体的受力．
教法建议
1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析．
2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论．要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯．
3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2－3节课完成．
教学设计示例
教学重点：物体的受力分析；应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路．
教学难点：物体的受力分析；如何正确运用力和运动关系处理问题．
示例：
一、受力分析方法小结
通过基本练习，小结受力分析方法．（让学生说，老师必要时补充）
1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析．
答案：
2、受力分析方法小结
（1）明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来；
（2）按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析；
（3）注意：分析各力的依据和方法：产生条件；物体所受合外力与加速度方向相同；分析静摩擦力可用假设光滑法．
不多力、不丢力的'方法：绕物一周分析受力；每分析一力均有施力物体；合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力．
二、动力学的两类基本问题
1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况．
2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况．
3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：
选取研究对象；（注意变换研究对象）
画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯）
进行必要的力的合成和分解；（在使用正交分解时，通常选加速度方向为一坐标轴方向，当然也有例外）
根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解；（要选定正方向）
对解的合理性进行讨论．
四、处理连接体问题的基本方法
1、若连接体中各个物体产生的加速度相同，则可采用整体法求解该整体产生的加速度．
2、若连接体中各个物体产生的加速度不同，则一般不可采用整体法．（若学生情况允许，可再提高观点讲）
3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题，则必须采用隔离法．
以上各问题均通过典型例题落实．
探究活动
题目：根据自己的学习情况，编一份有关牛顿运动定律应用的练习题．
题量：4－6道．
要求：给出题目详细解答，并注明选题意图及该题易错之处．
评价：可操作性、针对性，可调动学生积极性．
〈5〉牛顿第二定律教案
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第必须律的资料及好处；理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念，明白质量是惯性大小的量度。
⑴透过回顾历史探究过程理解牛顿第必须律的构成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
⑴透过运动和力的关系的历史探究过程，使学生体会规律的构成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵透过理想斜面的教学，体会理想实验的魅力。
牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第必须律又是这个“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。
高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。
一是定律资料深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是持续静止状态或匀速直线运动状态”；高中教材叙述为“一切物体总持续匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第必须律的独立性和重要好处，也为学习牛顿第二定律做了必须的铺垫。
二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。
三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验；高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。
四是情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第必须律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。
经过初中的学习，学生初步明白了牛顿第必须律的资料和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第必须律建立历史的了解，对资料也是一知半解。
学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。
教学实践证明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常构成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的“口是心非”问题。
1．教学重点：透过回顾历史探究过程理解牛顿第必须律；惯性的理解。
猜一猜：
1．一张纸已剪成两截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截？
2．此刻把纸剪成三截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截？
大家不要动手，先猜一猜。
3．如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后迅速撕两边，纸会断成几截？
请大家想一想：为什么是这样一个结果呢？怎样解释我们的游戏呢？其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动：用力撕纸，纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢？带着这些问题，我们一齐来体验古人的探究过程，学习古人的探究方法，进一步理解论述运动和力关系的牛顿第必须律。
在人类历史的长河中，运动和力如影随形，总是和人们的生活、生产密切相关。比如：马拉车则车前进，不再拉，前进的车会停下来；人象推车则车前进，不再推，前进的车会停下来；踢球，球沿草地向前滚动，不再踢，滚动的球会慢慢停下来。
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想：务必有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验，还能用实际经验验证，所以被人们广泛理解，并维持了近两千年。
设问：我们此刻明白，他的观点是错误的。那么他有贡献吗？
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
当球沿斜面向下滚动时，它的速度增大，而向上滚动时，速度减小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度就应不增不减。实际观察的结果是：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。
按照亚里士多德的观点，球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发，对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑：滚动的球之所以停下来，真的是因为没有力的作用吗？
在伽利略之前，人们还没有意识到摩擦力这种无形的力，伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度，发现：水平面越光滑，球滚得越远。于是，他推断这是摩擦阻力作用的结果。
③假设：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将怎样运动呢？
左斜面固定，右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面，改变小球所受的摩擦，观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。
思考：
1．小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系？
2．摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系？
3．如果没有摩擦，小球会上升到多高的地方？
②减小右斜面倾角，观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考：
1．减小右斜面倾角，小球沿斜面运动的最远距离如何变化？
2．如果没有摩擦，减小右斜面倾角，沿斜面滚动的最远距离怎样变化？小球将上升到多高的地方？
③将右斜面放平，释放小球，观察小球的运动。
伽利略：小球先生（小姐），如果没有摩擦，你会爬上什么高度呢？
小球：我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬，直到爬上原先的高度。
伽利略；如果我减小右斜面的倾角，你还会爬到原先的高度吗？
小球：梦想有多高，我就能够爬多高，只是我要走的路程更长了。
伽利略：如果我把右斜面放平，你还会为了自己的梦想而前行吗？
小球：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。既然选取了高度，留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选：我要一步一步往上爬/在最高点乘着叶片往前飞/小小的天留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
期望同学们像小球一样怀着梦想，沿着人生的轨道一步一步往前行！总有一天，你有属于你的天！
透过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。
这种方法十分了不起！爱因斯坦是这样评价的：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是，从亚里士多德到伽利略，经历了多年，物理学徘徊不前；从伽利略到爱因斯坦，只经历300多年，物理学的大厦初步建立，大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
（3）伽利略：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考：
①静止的车、足球为什么运动起来？
②运动的车、足球为什么会停下来？
③力和运动之间有什么关系？
力是改变物体运动状态的原因。
车由静止变为运动，受到了推、拉力；由运动变为静止，受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动，受到了脚的力；由运动变为静止，受到了草地的摩擦阻力。
过渡：与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
（1）笛卡尔的补充：除非物体受到力的作用，物体将永远持续其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只持续在直线上运动。这应成为一个原理，它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时持续静止状态或匀速直线运动状态。
过渡：1642年，伽利略逝世，1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第必须律，它是牛顿物理学的基石。
（2）牛顿第必须律：一切物体总持续匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
思考：牛顿第必须律中论述的运动和力的关系是怎样的？
物体不受力，持续匀速直线运动状态或静止状态；运动状态变化，物体必须受到力的作用。
思考：物体不受力时“总持续匀速直线运动状态或静止状态”，这能不能透过实验验证呢？
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象能够帮忙我们理解牛顿第必须律。
从视频能够看出，冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变，直到碰上另一个冰壶。
3．惯性：
①概念：物体持续原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问：一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗？
当物体做变速运动时，由于惯性，物体会抵抗速度的改变，从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来，而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性，有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大，“本领”大，运动状态难改变；物体惯性小，“本领”小，运动状态易改变。
提起书，用最大力气吹垂下的封面；用手提起封面，用最大力气吹垂下的书。
思考：你观察到了什么现象？这个现象能说明惯性和质量的关系吗？
质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，单位符号为kg。
在初中质量定义为物体所含物质的多少；此刻进一步从惯性的角度认识了质量；以后还要从物体间的引力认识质量。
有夹子，增大了中部的质量，增大了惯性。当迅速撕开两边时，中部仍持续静止状态，所以撕成三截。无夹子，中间纸条惯性很小，静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异，所以撕成两截。
2．美国空军UFO档案记载，1952．12．6黎明前，一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时，一个很大的不明飞行物以4000km～15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中，不明飞行物能迅速增减速度，甚至还能骤然停止。
思考：1．如果没有个性的装置，UFO骤然停止时，外星人飞行员的命运是怎样的？
2．人们想象外星人持有惯性消除器，用来消除自身的惯性，以便应对速度的迅速变化，你怎样看？
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。期望大家在遇到问题时利用所学知识，冷静分析。
1．了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中，亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法；笛卡尔补充了伽利略的观点；牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
3．深入理解了牛顿第必须律，明白了质量是惯性大小的量度。
4．之后爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第必须律。没有哪一个定律是终极真理，物理学的大厦永不封顶，还等待你们为它添砖加瓦！
课外探究：有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第必须律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎样看？请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”，弄清刘谦螺丝魔术的原理。
〈6〉牛顿第二定律教案
牛顿运动定律的简单应用典型例题
【例1】一物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1s；随即把此力改为向西，大小不变，历时1s；接着又把此力改为向东，大小不变．历时1s；如此反复，只改变力的方向，共历时1min，在此1min内 [ ] A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置之东 B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置 C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末继续向东运动 D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1min末静止于初始位置之东 【分析】物体在第1s内受恒力作用向东作匀加速运动．在第2s内，受力向西，加速度方向向西，但速度方向仍向东，物体作向东的匀减速运动．由于力的大小不变，前、后两秒内物体的加速度大小不变，仅方向相反，所以至第2s末，物体向东运动的速度恰减为零，且第2s内的位移与第1s内的位移相同． 以后，力的方向又改为向东、继而向西„„如此往复，物体则相应地向东作匀加速运动、继而向东作匀减速运动，„„在1min内物体一直向东运动，至1min末恰静止． 【答】 D．
【说明】 物体运动的加速度方向必与受力方向相同，但不一定与速度方向相同．若以向东方向为速度的正方向，物体运动的v-t图如图所示，物体依次作着加速度大小相等、加速度方向相反的匀加速运动、匀减速运动，„„直到停止．整个1min内v＞0，表示物体一直向东运动．
【例2】汽车空载时的质量是4×103kg，它能运载的最大质量是3×103kg．要使汽车在空载时加速前进需要牵引力是2.5×104N，那么满载时以同样加速度前进，需要的牵引力是多少？
【分析】由空载时车的质量和牵引力算出加速度，然后根据加速度和满载时的总质量，再由牛顿第二定律算出牵引力．
空载时，m1=4×103kg，F1=2.5×104N，由牛顿第二定律得加速度： 满载时，总质量为m1+m2=7×103kg，同理由牛顿第二定律得牵引力：
F2=（m1+m2）a=7×103×6.25N=4.375×104N
【说明】根据牛顿第二定律F = ma可知，当加速度a相同时，物体所受的合外力与其质量成正比．因此可以不必先算出加速度的大小，直接由比例关系求解．即由
直接得
【例3】如图1所示，一根质量为m，长为L的均匀长木料受水平拉力F作用后在粗糙水平面上加速向右运动．在离拉力作用点x处作一断面，在这一断面处，左右两部分木料之间的相互作用力为多少？
【分析】 取整个木料和断面左端（或右端）为研究对象，由于它们的加速度相同，可根据它们所受合外力与质量成正比的关系得解．
【解】 设整个木料所受的摩擦力为f，断面两侧的相互作用力为T，作用在断面左端部分的摩擦力为
整个木料和断面左侧水平方向的受力情况如图2所示．根据加速度相同时力与质量的比例关系可知
【说明】本题由于利用了F∝m的关系，可以不必计算加速度，十分简捷．由解得结果可知，截面位置取得离拉力处越远，截面两侧的相互作用力越小，当x = L时，T=0，这是显然的结果．
如果木料受到水平推力作用，情况怎样？有兴趣的同学可自行研究．
【例4】物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图1所示．在A点物体开始与弹簧接触．到B点时，物体速度为零，然后被弹回，则以下说法正确的是 [ ]
A．物体从A下降和到B的过程中，速率不断变小 B．物体从B上升到A的过程中，速率不断变大
C．物体从A下降到B，以及从B上升到A的速程中，速率都是先增大，后减小
D．物体在B点时，所受合力为零
【分析】本题考察a与F合的对应关系，弹簧这种特殊模型的变化特点，以及由物体的受力情况判断物体的运动性质．对物体运动过程及状态分析清楚，同时对物体正确的受力分析，是解决本题思路所在． 【解】找出AB之间的C位置，此时F合=0 则（1）从A→C．由mg＞kx1，（2）在C位量mg = kxc，a=0，物体速度达最大（如图2乙）（3）从C→B，由于mg＜kx2，同理，当物体从B→A时，可以分析B→C做加速度越来越小的变加速直线运动；从C→A做加速度越来越大的减速直线运动．
【说明】由物体的受力情况判断物体的运动性质，是牛顿第二定律应用的重要部分，也是解综合问题的基础．
弹簧这种能使物体受力连续变化的模型，在物理问题（特别是定性判断）中经常应用．其应用特点是：找好初末两态，明确变化过程．
【例5】图中A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点．当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为 [ ]
A．F = Mg B．Mg＜F＜（M＋m）g C．F=（M + m）g D．F＞（M + m）g
【分析】以铁片为研究对象，它被吸引上升过程中受到电磁铁对它的吸引力Q（变力）、重力mg．在每一时刻
Q-mg = ma，即Q＞mg．
根据牛顿第三定律，铁片也对电磁铁A（包括支架C）施加向下的吸引力，其大小Q′=Q．
以A和C为研究对象，它受到细线向上拉力F、A′和C的重力Mg、铁片吸引力Q′．由力平衡条件知
F = Mg + Q′ = Mg + Q，∴F＞（M + m）g．
【答】 D．
【说明】必须注意，铁片能吸引上升是一个加速过程，因此，Q＞mg．同时，不要疏忽铁片对磁铁的吸引力．
【例6】如图1所示，一只质量为m的猫抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的垂直杆子．当悬绳突然断裂时，小猫急速沿杆竖直向上爬，以保持它离地面的高度不变．则杆下降的加速度为 [ ]
【分析】 设猫急速上爬时对杆的作用力为f，方向向下，则杆对猫的作用力的大小也为f，方向向上，绳断裂后，猫和杆的受力情况如图2所示
由于猫急速上爬，保持对地面的高度不变，意味着在这个过程中，猫对地无加速度，处于力平衡状态，所以f = mg
杆仅受两个竖直向下的力作用，根据牛顿第二定律，得杆的加速度大小为
其方向竖直向下． 答 C．
说明 本题反映了牛顿第二定律的相对性，即加速度a必须是地面而言的．如果不理解这一点，本题就难以求解．
【例7】如图1所示，一木块从h=3.0m、长L=5.0m的固定斜面的顶端，由静止开始沿着斜面滑至底端．如果木块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.30，求
（1）木块运动的加速度；
（2）木块从斜面顶端滑至底端所需的时间．
【分析】以木块为研究对象，它在下滑过程中受到三个力作用：重力mg、斜面支持力N、斜面的滑动摩擦力f（图2）由于这三个力不在同一直线上，可采用正交分解法，然后根据牛顿运动定律求出加速度，结合运动学公式可求出运动时间．
【解】（1）设斜面倾角为θ，由受力图2可知：沿斜面方向由牛顿第二定律得
mgsinθ-f = ma．
垂直斜面方向由力平衡条件得
N-mgcosθ=0．
又由摩擦力与正压力的关系得
f=μN．
联立上述三式可解得木块下滑的加速度为
a = g（sinθ-μcosθ）．
式中
∴a = g（sinθ-μcosθ）
=9.8（0.60-0.30×0.80）m／s2=3.60m／s2．
【说明】 这是属于已知力求运动的问题，通过加速度建立了力和运动的联系．题解中基本上遵循了牛顿第二定律应用的步骤。
【例8】 两重叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为θ的斜面上，如图1所示，滑块A、B的质量分别为M、m，A与斜面间的滑动摩擦因数为μ1，B与A之间的滑动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块B受到的摩擦力 [ ]
A．等于零 B．方向沿斜面向上 C．大小等于μ1mgcosθ D．大小等于μ2mgcosθ
【分析】把A、B两滑块作为一个整体，设其下滑加速度为a．由牛顿第二定律（M + m）gsinθ-μ1（M + m）gcosθ=（M + m）a，得
a = g（sinθ-μ1cosθ）．
由于a＜gsinθ，可见B随A一起下滑过程中，必然受到A对它沿斜面向上的摩擦力，设力fB（图2）由牛顿第二定律
mgsinθ-fB = ma，得fB =mgsinθ-ma
= mgsinθ-mg（sinθ-μ1cosθ）=μ1mgcosθ． 【答】 B、C．
【说明】由于所求的摩擦力是未知力，如果不从加速度大小的比较先判定其方向，也可任意假设，若设B受到A对它的摩擦力沿斜面向下．则牛顿第二定律的表达式为
mgsinθ+fB = ma，得 fB = ma-mgsinθ
=mg（sinθ-μ1cosθ）-mgsinθ =-μ1mgcosθ．
式中负号表示所求摩擦力的方向与假设的方向相反，应为沿斜面向上．
【例9】 一个质量为m的物体放在水平地面上，设物体与地面间的摩擦系数为μ，对物体施以作用力F。问：
（1）若F是拉力，则F应沿怎样的方向拉，才能使物体获得最大的加速度？（2）若F是推力，则为了不产生加速度，F应朝什么方向推？ 【误解】
（1）当F沿着水平方向拉，物体才有最大的加速度。
（2）为了使物体不获得加速度F的方向必须与水平地面垂直。【正确解答】
（1）如图1所示，物体受重力mg、支持力N′、摩擦力f和拉力F作用。设F与竖直方向成α角，与水平方向成θ角。
在y轴方向有
N′=mg-Fcosα 则f=μ（mg-Fcosα）
在x轴方向上的物体的加速度为
令 μ=tgθ，则
在F是拉力情况下，当90°-α=θ时，也就是作用力F的方向与地面的夹角恰为θ=arctgμ时，物体能获得最大的加速度。很明显，若μ=0，则θ=0°，也就是α=90°时，物体能获得最大的加速度。
（2）如图所示，若F是推力，设推力与竖直方向的夹角为α，与水平地面的夹角为θ，则
f=μ（mg + Fcosα）
在x轴方向上物体的加速度为
推力使物体在x方向上获得加速度，即a＞0，所以
Fsinα-μ（mg + Fcosα）＞0 即 F（sinα-μcosα）-μmg＞0 当α角使
F（sinα-μcosα）-μmg≤0时，即 sinα-μcosα≤
sinα-μcosα≤0
来求解α角的范围。令μ = tgβ 则有
sinα-tgβcosα≤0
即
sin（α-β）≤0，在α、β均为锐角时得
α≤β=arctgμ
当用力推物体时，施力的方向与竖直方向的夹角α小于β，不论F多大都不能使物体获得加速度。
【错因分析与解题指导】[误解]的主要错因是没有注意摩擦力的影响，由于外力F的方向不同，会使摩擦力的大小发生变化。无论是滑动摩擦力还是最大静摩擦力，都和物体与地面间的正压力有关。当外力F以与地面成不同的角度来推、拉物体时，正压力就有不同的值，所以物体所受的合力就有不同的值。只有在正确分析物体的受力情况后，对问题才能作出正确的解答。
【例10】 质量为m=2kg的木块原来静止在粗糙水平地面上，现在第1，3，5„奇数秒内给物体施加方向向右、大小为F1=6N的水平推力，在第2，4，6„偶数秒内，给物体施加方向仍向右、大小为F2=2N的水平推力，已知物体与地面间的摩擦因数μ=0.1．取g=10m／s2，问：（1）木块在奇数秒和偶数秒内各做什么运动？（2）经过多长时间，木块位移的大小等于40.25m？
【分析】以木块为研究对象，它在竖直方向处于力平衡状态，水平方向仅受推力F1（或F2）和摩擦力f的作用．由牛顿第二定律可判断出木块在奇数秒和偶数秒的运动，结合运动学公式，即可求出运动时间． 【解】（1）木块在奇数秒内的加速度为
木块在偶数秒内的加速度为
所以，木块在奇数秒内做a = a1=2m／s2的匀加速直线运动，在偶数秒内做匀速直线运动．
（2）在第1s内木块向右的位移为
至第1s末木块的速度
v1=at=2×1m/s=2m/s．
在第2s内，木块以第1s末的速度向右做匀速运动，在第2s内木块的位移为
s2=v1t=2×1m=2m．
至第2s末木块的速度
v2=v1=2m/s．
在第3s内，木块向右做初速等于2m/s的匀加速运动，在第3s内的位移为
至第3s末木块的速度
v3=v2+at=2m/s+2×1m/s=4m/s．
在第4s内，木块以第3s末的速度向右做匀速运动，在第4s内木块的位移为
S4=v3t=4×1m=4m．
至第4s末木块的速度
v4=v3＝4m/s．
„„
由此可见，从第1s起，连续各秒内木块的位移是从1开始的一个自然数列．因此，在ns内的总位移为
当sn=40.25m时，n的值为8＜n＜9．取n=8，则8s内木块的位移共为
至第8s末，木块的速度为
v8=8m/s．
设第8s后，木块还需向右运动的时间为tx，对应的位移为
sx=40.25m-36m=4.25m，由
得合理解
tx=0.5s．
所以，木块的位移大小等于40.25m时需运动时间
T=8s+0.5s=8.5s．
【说明】木块运动的v-t图如下图所示．
因为v-t图线与t轴间的面积表示对应时间内的位移，所以每秒内位移成一等差数列，其公差等于划有斜线的小三角形面积，即
△s=s1=1m．
[例11]如图1所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球．当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？
【分析】当小球贴着滑块一起向左运动时，小球受到三个力作用：重力mg、线中拉力T、滑块A的支持力N，如图2所示．小球在这三个力作用下产生向左的加速度．当滑块向左运动的加速度增大到一定值时，小球可能抛起，滑块的支持力变为零，小球仅受重力和拉力两个力作用．
由于题设加速度a=2g时，小球的受力情况未确定，因此可先找出使N=0时的临界加速度，然后将它与题设加速度a=2g相比较，确定受力情况后即可根据牛顿第二定律列式求解．
【解】根据小球贴着滑块运动时的受力情况，可列出水平方向和竖直方向的运动方程分别为
Tcos45°-Nsin45°=ma，（1）Tsin45°+Ncos45°=mg．（2）
联立两式，得
N=mgcos45°-masin45°．
当小球对滑块的压力等于零，即应使N=0，滑块的加速度至少应为
可见，当滑块以a=2g加速向左运动时，小球已脱离斜面飘起．此时小球仅受两个力作用：重力mg、线中拉力T′，（图3）设线与竖直方向间夹角为β．同理由牛顿第二定律得
T′sinβ=ma，T′cosβ=mg．
联立两式得
【说明】 如果没有对临界状态作出分析，直接由（1）、（2）两式联立得线中拉力
这就错了！
【例12】如图1质量为M的斜面体放在有摩擦的地面上，质量为m1的物体A与质量为m2的物体B之间有摩擦，但物体B与斜面间的摩擦不计，物体B的上表面水平．AB在加速下滑的过程中相对静止，斜面的倾角为θ，求：
①物体B对物体A的摩擦力和弹力 ②地面对斜面体的摩擦力和弹力
【分析】 本题考察整体和隔离法研究动力学问题，恰当的选取研究对象并正确受力分析是解题关键．
【解】（1）取A和B组成的系统为研究对象，受力如图2（a），沿斜面方向
（m1+m2）gsinθ=（m1+m2）a
∴ a=gsinθ（1）
再以A研究受力如图2（b）则 x方向
m1gsinθ+f1cosθ-N1sinθ=m1a（2）y方向
N1cosθ+f1sinθ=m1gcosθ（3）
由式（1）（2）（3）得
f1=m1gcosθ·sinθ 方向：水平向左 N1=m1gcos2θ方向：竖直向上
（2）对物体B受力分析如图2（c）沿y方向
N′2=m2gcosθ+N′1cosθ+f′1sinθ（4）
由牛顿第三定律知 N1=N′1（5）
f1= f′1（6）∴N′2=（m1+m2）gcosθ
对斜面体C分析受力如图2（d），则沿x方向：
N2sinθ-f2=0（7）
沿y方向：
N-Mg-N2cosθ=0（8）
有牛顿第三定律知 N=N′2（9）由式（7）（8）（9）得
f2=（m1+m2）gcosθsinθ 方向水平向左 N = Mg +（m1+m2）g·cos2θ 方向竖直向上
【说明】 本题研究对象很多，在分析各力时，力要清晰，且标好各自符号。题目考察综合分析能力．在运用牛顿第二定律解决问题的应用中，我们应当具备把一个复杂问题分解成若干简单问题的能力，找准它们之间的联系，这既是一种解题方法，也是解复杂题目的关键所在．
【例13】 如图1所示的三个物体质量分别为m1和m2和m3，带有滑轮的物体放在光滑水平面上，滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计，为使三个物体无相对运动．水平推力F等于多少？
【分析】由于三个物体无相对运动，因此可看作一个整体，列出整体的牛顿第二定律方程．然后再隔离m1、m2，分别列出它们的运动方程． 【解】 由整体在水平方向的受力列出牛顿第二定律方程为
F=（m1+m2+m3）a．（1）
分别以m1、m2为研究对象作受力分析（图2）设绳张力为T． 对m1，在水平方向据牛顿第二定律得
T=m1a．（2）
对m2，在竖直方向由力平衡条件得
T-m2g=0．（3）
联立式（1）、（2）、（3），得水平推力
【说明】也可以全部用隔离法求解．设连接m1与m2的绳中张力为T，m2与m3之间相互作用力为N，滑轮两侧绳子张力形成对m3的合力为F′，画出各个物体的隔离体受力图如图3所示（m1、m3竖直方向的力省略）．
对于m1，由受力分析知
T=m1a．（4）
对于m2，由水平方向与竖直方向的受力情况，分别可得
N=m2a，（5）T-m2g=0．（6）
对于m3，设滑轮两侧绳中张力的合力为F′，其水平分力化都表示物体运动状态已发生了改变．（向左）等于T，因此
F-N-T=m3a．（7）
由（4）、（5）、（6）三式得
把它们代入式（7）得水平推力
显然，全部用隔离法求解时，不仅未知数和方程数多，还可能因疏漏滑轮两侧绳子拉力对m3的影响而造成错误．所以应注意灵活地有分有合，交替使用隔离法和整体法．
【例14】 在升降机地面上固定着一个倾角α=30°的光滑斜面，用一条平行于斜面的细绳拴住一个质量m=2kg的小球（图1）当升降机以加速度a=2m／s2竖直向上匀加速运动时，绳子对球的拉力和小球对斜面的压力分别为多少？（取g=10m／s2）
【分析】以小球为研究对象，它随升降机向上加速运动过程中受到三个力作用：重力mg、绳子拉力T、斜面支持力N．由于这三个力不在一直线上，可采用正交分解法，然后列出牛顿第二定律方程，即可求解．
【解】 根据小球的受力情况（图2），把各个力分解到竖直、水平两方向．在竖直方向上（取向上为正方向），根据牛顿第二定律得
Tsinα + Ncosα-mg = ma．（1）
在水平方向上（取向右为正方向），根据力平衡条件得
Tcosα-Nsinα=0．（2）
将（1）式乘以sinα，（2）式乘以cosα，两式相加得绳子对球的拉力为
将（1）式乘以cosα，（2）式乘以sinα，两式相减得斜面对球的支持力为
根据牛顿第三定律，球对斜面的压力
N′=-N=-20.8N，式中“-”号表示N′与N方向相反，即垂直斜面向下．
【说明】 本题是已知运动求力，解题基本步骤与例2相同．需注意题中求出的N是斜面对球的支持力，还必须用牛顿第三定律，得出球对斜面的压力．
【例15】如图所示，在一个盛水的容器中漂浮一个物体，这时水面到达物体的某一位置。如将这个容器放在升降机中，在升降机以加速度a由静止开始向上匀加速直线上升的过程中，物体浸入水中的深浅如何变化？
【误解】 设漂浮物体的密度为ρ，体积为V，浸入水中的体积为V′，水的密度为ρ水。当容器静止时
ρgV=ρ
水gV′
当容器以加速度a向上做匀加速直线运动时
F浮-mg = ma
∴ F浮=m（g+a）=ρV（g+a）设此时排开水的体积为V″，则有 ρ水V″g=ρV（g+a）
物体浸入深度将大些。
【正确解答】当容器处于静止状态时
当容器以加速度a向上运动时，则有 F浮-mg = ma 即 ρ水（g + a）V″-ρgV =ρaV
∴V″=V′ 物体浸入深度不变。
【错因分析与解题指导】当容器以加速度a竖直向上做匀加速运动时，容器中的漂浮物和水同样处于“超重”状态，因此，水对漂浮物的浮力应变成ρ水（g + a）V″而不是ρ水gV″，这也就是[误解]的根源之所在。
我们不妨再来考虑一种特殊情况：即当盛水容器放在自由下落的升降机上，物体浸入水中的深浅又如何变化呢？
全决定于自由下落前物体浸入水中的情况。由于下落前物体已静浮液在
结论。
[例16]一个质量m为3.0kg的物块，静置在水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数为0.20，现在给物块施加一个大小为15N，方向向右的水平推力F，并持续作用6s，在6s末撤去F1，在撤去F1的同时给物块施加一个大小为12N，方向向左的水平推力F2，持续作用一段时间后又将它撤去，并立即给物块施加一个大小仍为12N、方向向右持续作用的水平推力F3，已知物块由静止开始运动，经历14s速度达到18m/s，方向向右，g取10m/s2，求物块在14s内发生的位移。[分析]本题是物块多次受不同恒力而运动的题目，显然研究对象是物块。物块的运动情况可分为三个阶段： 第一段：v10=0
物体向右做初速为零的匀加速运动，历时6s 第二段：v20=a1t1=3.0×6m/s=18m/s
物体将向右做匀减速运动，由于t2末知，t2秒末物体可能有向右速度，可能速度为零，可能有向左的速度。第三段：v3t=18m/s（向右）
由分析知道各段的速度和加速度情况，根据速度和加速度可画出v-t图象，用图象来求解。
第二段末尾速度是第三段初始速度，两段速度图线交点在横轴之上（即正值），且说明物体在第二段一直向右运动，t2=2sv2t=6m/s
[解]
解法一：用图象解
物体运动的v-t图线与横轴所围“面积”为位移大小，即
解法二：用牛顿定律和运动学公式解
v1t=a1t1=18m/s ②
v2t=v1-a2t2=18-6t2④
t3=t总-t1-t3=8-t2 ⑥
v3=v2t+a3t3=18-16t2+2(8-t2)=18 ⑦ 解得：
t2=2s t3=6s v2t=6m/s
解法二：用动量定律求解 对全程有
F1t1-F2t2+F3(t-t1-t2)-ft=mv
解得
t2=2s从而t3=6s 对第一段（F1-f）t1=mv1 v1=18m/s
对第二段
（F2+f）t2=mv2-mv1 v2=6m/s
∴ s=s1+s2+s3=150m [说明]
1.物体的运动性质由两个条件决定：一是运动的初始状态，即初速度，二是物体所受合外力的大小方向。
2.同一个物体做几个不同的运动时，前一过程的末速度，是后一过程的初速度。3.一题往往有几种不同的解法，注意各种解法的特点，正确运用物理公式求解。[例17]图为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行，每台发动机开始时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动，开始时，探测器以恒定的速率v0向正x方向平动，要使探测器改为向正x偏负y60°的方向以原来的速率v0平动，则可
A.．先开动P1适当时间，再开动P4适当时间 B．先开动P3适当时间，再开动P2适当时间 C．开动P4适当时间
D．先开动P3适当时间，再开动P4适当时间
[分析]每台发动机开动时，都能向探测器提供的是“推力”
最后探测器是向x偏负y60°的方向以原来的速度v0平动，对此速度进行分解
沿x正方向速率减小，要开动P1 , [解]正确答案为A。
[说明]判断物体的运动时，要考虑初速度和受力情况。速度分解时，由于合速度处于直角三角形的斜边所以合速度大小要大于水平分速度大小。
〈7〉牛顿第二定律教案
牛顿第二定律是动力学的核心规律，动力学又是经典力学的基础，也是进一步学习热学、电学等其它部分知识所必须掌握的内容。所以，牛顿第二定律是本章的中心内容，更是本章的教学重点。为了使学生对牛顿第二定律的认识自然、和谐，本节之前的“运动状态的改变”就是起到了承上启下的作用。承上，使学生对第一定律的认识得到强化;启下，即是通过实例的分析使学生定性地了解了牛顿第二定律的内容。本节教材是在前一节的基础上借助电脑通过实验分析，再进行归纳后总结出定量描述加速度、力和质量三者关系的牛顿第二定律。
由实验归纳总结出物理规律是我们认识客观规律的重要方法。由于本实验涉及到三个变量：a、m、F，因此我们用控制变量的方法来进行研究：先确定物体的质量，研究加速度与力的关系;再确定力，研究加速度和质量的关系。在以后学习气体的状态变化规律，平行板电容器的电容，金属导体的电阻等内容中都用到了这一方法。控制变量法也是我们研究自然、社会问题的常用方法。通过教学，使学生学习分析实验数据，得出实验结论的两种常用方法一列表法和图象法，了解图象法处理数据的优点：直观、减小误差(取平均值的概念)，及图象的变换，从a-m图(曲线)变到a-1/m图(直线)，在验证玻-马定律中也用了这种方法。根据以上分析，我们知道本节课的教学目的不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义，重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中如何控制实验条件和物理变量，如何用数学公式表达物理规律。让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。
通过本节课的学习，要让学生记住牛顿第二定律的表达式;理解各物理量及公式的物理意义;了解以实验为基础，经过测量、论证、归纳总结出结论并用数学公式来表达物理规律的研究方法，使学生体会到物理规律的简单美。
本节课的重点是成功地进行了演示实验和用电脑对数据进行分析。这是本节课的核心，是本节课成败的关键。
本节课采用以电脑辅助演示实验为主的，知识教学与科学方法教育相结合的“同步调控”模式。
按系统论的整体性功能原理，整体功能要大于各要素功能之和。物理的知识、方法、能力、科学态度等都是教学的要素，如果把这些要素有机地联系起来，达到共同促进的作用，则物理教学的效果会更好，更有利于提高学生的素质。“同步调控”模式中，没有单纯地就方法讲方法，而是将知识的学习，方法的掌握，能力的培养，实事求是的科学态度的养成有机地结合起来，就是基于系统的整体性功能原理考虑的。
[牛顿第二定律说课稿]
〈8〉牛顿第二定律教案
一、教材分析
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是第四章牛顿运动定律的中心内容，更是本章的教学重点。本节在第二节实验探究结果的基础上分析得出牛顿第二定律，它具体的、定量的回答了运动物体速度的变化率，即加速度和力、质量的关系。牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具。此定律是联系力与运动的桥梁，所以本节课的教学在整个教材教学中处于相当重要的地位。
二、重点、难点
在确定本节的重点、难点时我认为不只是让学生停留在掌握牛顿第二定律的内容，更应注重学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性，以及如何利用该定律来解决实际问题。故重点是理解并运用牛顿第二定律;难点是通过简单应用正确理解牛顿第二定律的。
三、教学目标
根据课程的要求和学生的实际需要，确定本节课的三维目标
1、知识与技能
掌握牛顿第二定律的文字内容及数学表达式;理解公式中各物理量的意义及相互因果关系;知道国际单位制中力的单位"牛顿"的定义;会用牛顿第二定律的公式进行有关计算。
2、过程与方法
以实验为基础归纳出物体的加速度跟它的质量、所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律;培养学生的概括能力和分析推理能力。
3、情感态度与价值观
通过定律的探索过程，渗透物理学研究方法;体验物理方法的魅力;从认识到实验归纳总结出物理规律并加以运用，让学生体验成功的喜悦，树立学好物理学科的信心。
四、教法与学法
"教无成法，但教要得法",高一学生创造力比较欠缺，对于利用已有的知识创造出新理论的能力很弱，在学习过程中对知识的把握还不是很准确，数学推理能力较弱，根据实验数据总结归纳规律能力不强。牛顿第二定律的数学表达式虽简单完美，记住也不难，但要全面、深入理解该定律中物理量的意义和相互联系，牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景，尤其对于我们偏远地区的城步苗乡学生来说是较为困难的。何况物理是一门以实验为基础与生活密切相连的科学，因此我认为在教学过程中应运用讲解、讨论、分析相结合的教学方法，并从学生的认识心理出发，采用设问引入——自主探究——分析讨论——交流合作——得出规律——巩固练习加强应用的教学程序。让学生观察与提问相结合，自主探究与交流合作相结合，培养学生的阅读思维能力，并根据学生的认知效果适当讲解、引导、纠错、分析，对牛顿第二定律的数学表达式的物理加以深化。
五、教学过程
(一)引入：首先利用多媒体观看火箭升天、运动员刘翔在110米栏比赛的起跑、奥运会上女子100米赛跑的起跑等录像资料，然后引导学生讨论他们的速度变化快慢即加速度由哪些因素决定?进而让学生回顾上节实验的结论，共同探讨物体的加速度与其所受的外力、质量存在怎样的关系?(目的：通过实际生活现象分析，激发学生兴趣，培养学生发现问题的能力，通过探讨加速度与物体所受外力、质量的关系来完成牛顿第二定律探究任务的引入)
(二)新课进行：
先引导学生自主阅读教材回答下列问题：
l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述?
2、它的比例式如何表示?
3、各符号表示什么意思?
4、各物理量的单位是什么?其中，力的单位"牛顿"是如何定义的?
实例探究与巩固练习
讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法对不对?为什么?
A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度。
B、力恒定不变，加速度也恒定不变。
C、力随着时间改变，加速度也随着时间改变。
D、力停止作用，加速度也随即消失。
E、物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。
F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。
教师总结：力是使物体产生加速度的原因，力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性，牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的，但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况，以及应用于变力作用的某一瞬时。
对牛顿第二定律的理解
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：
A、由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比;
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：
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教师总结：定义力的单位"牛顿"使得k=l,得到牛顿第二定律的简单形式F=ma、使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义。
对牛顿第二定律的应用
地面上放一木箱，质量为40kg,用100N的力与水平方向成37°角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大?(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(三)课堂小结及作业布置：略
六、教学后记
重点的突出、难点的突破方法：
我是通过定律的辨析和有针对性的练习进行的，当然另外还需在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解;使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，并着实应用到生活中去解决问题。避免学生将活的规律变成死的公式。
有待思考的教学问题：
高中物理新课程标准要求学生对牛顿第二定律有比较精确的理解和熟练的运用。但是对于我们地处偏僻的城步苗乡来说，无论是教学资源还是学生素质，我们要想在教学中充分地达到新课标的要求，面临着巨大的困难。
〈9〉牛顿第二定律教案
本文题目：高一化学教案：牛顿第一定律学案
第一节 牛顿第一定律 学案
一. 教学内容：
牛顿第一定律
二. 本周教学目标
1. 知道伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识。
2. 知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论.
3. 知道什么是惯性，会正确理解有关现象.
4. 理解牛顿第一定律的内容和意义.
[教学过程]
1 .理想实验的魅力
(1)伽利略的理想斜面实验
理想实验：
如图甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度.
如果第二个斜面倾斜角度小，如图乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而是沿水平面以恒定的速度持续运动下去.
伽利略的思想方法
伽利略的实验+科学推理的方法推翻了亚里士多德的观点。
伽利略的理想斜面实验虽然是想像中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的.以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律.
(2)伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去.
(3)笛卡尔的观点：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动.笛卡尔补充和完善了伽利略的观点.
2. 牛顿物理学的基石惯性定律
牛顿总结了伽利略等人的工作，并提出了三条运动定律，先看牛顿第一定律：
牛顿第一定律：
(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止.
(2)如何正确理解牛顿第一定律?
对牛顿第一定律应从以下几个方面来理解：
①明确了惯性的概念:
定律的前半句话一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，揭示了物体所具有的一个重要的属性惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性、因此牛顿第一定律又叫惯性定律.
②确定了力的含义：
定律的后半句话直到有外力迫使它改变这种运动状态为止，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因，这一点要切实理解.
③定性揭示了力和运动的关系：
牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力的作用相同.但是，我们不能把不受外力作用理解为合外力为零.
3. 理解惯性和惯性定律
(1)对惯性定律的理解
牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，即一切物体都具有惯性.同时，牛顿第一定律还定性地指出了力的动力学意义：力是改变物体运动状态的原因，即改变速度的原因.物体在速度发生改变时，就有加速度.因此也可以说：力是使物体产生加速度的原因.不能认为力是维持物体运动(匀速直线运动)的原因，也不能认为有力就有运动，没有力就没有运动，更不能认为物体向哪个方向运动就一定受到那个方向的力的作用.
(2)对惯性的理解
①惯性是物体的固有属性：一切物体都具有惯性.
②惯性与运动状态无关：不论物体是处于怎样的运动状态，惯性总是存在的，当物体原来静止时，它一直想保持这种静止状态;当物体运动时，它一直想以那一时刻的速度做匀速直线运动.
③惯性与物体是否受力无关，与物体速度大小无关，仅由物体的质量决定.
4. 惯性与力的比较
(1)从概念比较
惯性是物体保持匀速直线运动或静止状态的性质，而力是物体与物体之间的相互作用，力是迫使物体改变运动状态的原因.
(2)从意义比较
任何物体都具有惯性，而物质无处不在，惯性也就无处不有，一切物体均具有惯性，我们所处的世界是惯性的世界，也叫惯性系。
惯性不是力，惯性与力毫无关系，二者有着本质的区别。
力是物体与物体之间的相互作用，是迫使物体改变运动状态的原因，也是使物体产生加速度的原因
5. 决定物体运动状态发生变化的内因与外因
决定物体运动状态发生变化的因素有两个：一个是物体受到的外力;另一个是物体本身的质量.外力是物体运动状态发生变化的外部因素，质量是决定物体运动状态发生变化难易程度的内部因素。
在物体的质量一定时，物体受到的力越大，其运动状态的.变化就越迅速;反之，物体受到的力越小，其运动状态的变化就越缓慢。
在物体所受外力一定时，物体质量越大，其运动状态的变化就越困难;反之，物体的质量越小，其运动状态的变化就越容易.物体质量的大小决定了运动状态发生变化的难易程度。
6. 明确区分运动状态改变的难易与让运动物体停止运动的难易的不同
有同学认为：汽车的速度越大，让它停下来即刹车所用的时间越长，即让汽车停止运动就越困难，因此认为汽车的速度越大其惯性就越大.其实这是错误的.
比较物体惯性大小的方法是：在相同外力作用下，加速度大的其惯性小;加速度小的其惯性大;加速度相等时其惯性等大.同辆汽车，刹车时所受阻力相同，加速度相同，即单位时间内速度改变量相同，惯性大小就相同.行驶速度大的汽车，停下来的速度改变量越大所用时间就越长，而单位时间内的速度改变量仍然相同，即加速度相同，惯性大小相同.所以惯性的大小与速度大小无关。
【典型例题】
例1. 关于牛顿第一定律，下面说法正确的是( )
A. 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律
B. 牛顿第一定律就是惯性
C. 不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性
D. 物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用
解析：对A，由牛顿第一定律可知，该定律反映的就是不受外力作用时物体静止或匀速直线运动的规律.故A选项正确.
对B，惯性与惯性定律二者的物理意义截然不同.惯性是一切物体都具有维持匀速直线运动或静止状态的性质，无论物体处于什么状态，物体的惯性都会以不同的形式表现出来.而惯性定律则是说：一切物体在不受外力作用时总是保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使物体改变这种状态为止.它是物体不受外力作用的条件下所遵守的规律.惯性与惯性定律这二者极易混淆，只有从概念的物理意义上分析、对比，从而作出正确判断.故B选项错误。
对C，由牛顿第一定律可知，物体保持原来运动状态不变的原因，就是由于物体不受外力和具有惯性.故C选项正确.
对D，由牛顿第一定律的含义可知，力就是迫使物体运动状态发生改变的原因，故D选项正确.
惯性与质量关系的定性分析
例2. 在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外谷粒中也有瘪粒.为了将它们分离，可用扬场机分选，如图所示。它的分选原理是( )
A. 小石子质量最大，空气阻力最小，飞得最远
B. 空气阻力对质量不同的物体影响不同
C. 瘪谷粒和草屑质量最小，在空气阻力作用下，反向加速度最大，飞得最远
D. 空气阻力使它们的速度变化不同
解析：各种杂物以相同的速度从机器中抛出，由于所受空气阻力不同，产生的加速度也不一样，使它们的速度变化不同，故D选项正确.或者这样理解：小石子质量大，惯性大，运动状态较杂质要难改变得多，故飞得最远，而实谷粒质量和惯性介于小石子和瘪粒之间，故最后实谷粒位置居中.
答案：D
例3. 如图(1)所示，重球M系于细线DC的下端，重球M的下方又系一条同样的细线BA，下列说法正确的是( )
(1)
A. 在线的A端缓慢加大拉力时，线DC先断
B. 在线的A端缓慢加大拉力时，线BA先断
C. 在线的A端猛力一拉，线BA先断
D. 在线的A端猛力一拉，线DC先断
解析：重球M的受力如图(2)所示.
(2)
对A，当在线的A端缓慢加大拉力时，使得重球M能够发生向下的微小位移，从而使得上部细线CD的拉力 逐渐增大，又由于这个过程是极其缓慢地进行的，故可以认为重球M始终处于受力平衡状态，重球M的受力是 。当AB线下端的力 增大时， 也随之增大，并且总是会有上部的CD绳先到达受力极限的程度，因而CD绳先被拉断.故A选项正确.
对B，由上面的分析可知，B选项错误.
对C，当在A端猛力一拉时，由于重球M的质量较大，其惯性也就较大，并且力的作用时间又极短，故重球M向下发生的位移也极小，以至于上部的线CD还没来得及发生伸长的形变，下端线中的拉力 已经达到了极限强度，因而下部的线AB必然会先断.故C选项正确。
例4. (20xx年广东)下列对运动的认识不正确的是( )
A. 亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用时才会运动
B. 伽利略认为力不是维持物体速度的原因
C. 牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动
D. 伽利略根据理想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去
解析：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，故A项错，其他三项与史实吻合。
答案：A
例5. (20xx年上海市综合试题)科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段.在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法.理想实验有时更能深刻地反映自然规律.咖利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论.
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面;
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度;
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动.
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_______(只要填写序号即可).在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列有关事实和推论的分类正确的是( )
A. ①是事实，②③④是推论
B. ②是事实，①③④是推论
C. ③是事实，①②④是推论
D. ④是事实，①②③是推论
解析：本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论，而②是可靠事实，因此放在第一步，③①是在高度上作无摩擦的设想，最后推导出水平面④上的理想实验，因此正确顺序是②③①④。
答案：②③①④ B
【模拟试题】(答题时间：20分钟)
1. 人从行驶的汽车上跳下来后容易( )
A. 向汽车行驶的方向跌倒
B. 向汽车行驶的反方向跌倒
C. 向车右侧方向跌倒
D. 向车左侧方向跌倒
2. 有道是坐地日行八万里，可见地球自转的线速度是相当大的，然而当你在原地向上跳起后会发现仍落在原处，这是因为( )
A. 你跳起后，会得到一向前的冲力，使你随地球一同转动
B. 你跳起的瞬间，地面给你一个力，使你随地球一同转动
C. 你跳起后，地球也在转，但由于你留在空中时间太短，以至于落地后的距离太小，看不出来
D. 你跳起到落地，水平方向速度同地球一样
3. 歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了( )
A. 减小重力，使运动状态保持稳定
B. 增大速度，使运动状态易于改变
C. 增大加速度，使状态不易变化
D. 减小惯性，有利于运动状态的改变
4. 下列事例中，利用了物体的惯性的是( )
A. 跳远运动员在起跳前的助跑运动
B. 跳伞运动员在落地前打开降落伞
C. 自行车轮胎做成凹凸不平的形状
D. 铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转
5. 关于惯性，以下说法正确的是( )
A. 人在走路时没有惯性，被绊倒时才有惯性
B. 百米赛跑到达终点时不能立即停下来是由于有惯性，停下来后也就没有惯性了
C. 物体在不受外力作用时有惯性，受到外力作用后惯性就被克服了
D. 物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关
6. 你试着自己学做蛋炒饭，你两手分别握住一只鸡蛋，现用右手的鸡蛋去碰停在你左手中的鸡蛋，结果如何?大部分情况是只破了一只鸡蛋，则先破的蛋是( )
A. 右手的 B. 左手的 C. 同时破 D. 无法判定
7. 当人们的衣服上沾了一些灰尘时，都习惯地用手在沾有灰尘的地方拍打几下，这样灰尘就会掉了，请同学们用学过的知识解释.
8. 在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球(即盘带)又如为了不使自行车减速，总是不断地用力蹬脚踏板.这些现象不正说明了运动需要力来维持吗?那为什么又说力不是维持物体运动的原因?
【试题答案】
1. A 2. D 3. D 4. AD 5. D 6. B
7. 当你拍打沾有灰尘的衣服时，衣服受力突然运动，而灰尘因惯性要保持静止，所以与衣服脱离，就掉下来了。
8. 足球在草地上时，受到阻力作用，运动状态发生改变，速度变小，最终会停下来，所以在盘带足球时，人对足球施加力的作用，恰好是起了使足球已经变小的速度再变大的原因。
〈10〉牛顿第二定律教案
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.通过对上节课实验结论的总结，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，体会大师的做法与勇气.
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.
教学重难点
教学重点
牛顿第二定律的特点.
教学难点
1.牛顿第二定律的理解.
2.理解k=1时，F=ma.
教学过程
[复习巩固]见课件
[新课导入]
师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去.
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，我们知道当物体所受的力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?
生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比，
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：a∝F/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.
选取合适的单位，上式可以，简化。前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿.其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：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 kgom/s2 .
可见，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.
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?
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5 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求物体的加速度.若2 s后撤去外力，物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何?
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/m，代入数据可得a=lm/s2，2s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：刚才这位同学说2s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.
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合的关系，并判断下面哪些说法不对，为什么.
A.只有物体受到力的作用，物体才具有加速度
B.力恒定不变，加速度也恒定不变
C. 力随着时间改变，加速度也随着时间改变
D.力停止作用，加速度也随即消失
答案：ABCD
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的瞬时性.
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，我们看下面一个例题.
多媒体展示例题
(例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l：物体向东的力逐渐减小，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先增大后减小.
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，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.
〈11〉牛顿第二定律教案
三、牛顿运动定律
教学目标 1．知识目标：
（1）掌握牛顿第一、第二、第三定律的文字内容和数学表达式；（2）掌握牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性和对应性；（3）了解牛顿运动定律的适用范围． 2．能力目标：
（1）培养学生正确的解题思路和分析解决动力学问题的能力；（2）使学生掌握合理选择研究对象的技巧． 3．德育目标：
渗透物理学思想方法的教育，使学生掌握具体问题具体分析，灵活选择研究对象，建立合理的物理模型的解决物理问题的思考方法．
教学重点、难点分析
1．在高
一、高二的学习中，学生较系统地学习了有关动力学问题的知识，教师也介绍了一些解题方法，但由于学生掌握物理知识需要有一个消化、理解的过程，不能全面系统地分析物体运动的情境，在高三复习中需要有效地提高学生物理学科的能力，在系统复习物理知识的基础上，对学生进行物理学研究方法的教育．本单元的重点就是帮助学生正确分析物体运动过程，掌握解决一般力学问题的程序．
2．本单元的难点在于正确、合理地选择研究对象和灵活运用中学的数学方法，解决实际问题．难点的突破在于精选例题，重视运动过程分析，正确掌握整体—隔离法．
教学过程设计
一、引入
牛顿运动定律是经典力学的基础，应用范围很广．
在力学中，只研究物体做什么运动，这部分知识属于运动学的内容．至于物体为什么会做这种运动，这部分知识属于动力学的内容，牛顿运动定律是动力学的支柱．我们必须从力、质量和加速度这三个基本概念的深化理解上掌握牛顿运动定律．这堂复习课希望学生对动力学的规律有较深刻的理解，并能在实际中正确运用．
二、教学过程 教师活动
1．提问：叙述牛顿第一定律的内容，惯性是否与运动状态有关？ 学生活动
回忆、思考、回答：
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止． 教师概括．
牛顿第一定律指明了任何物体都具有惯性——保持原有运动状态不变的特性，同时也确定了力是一个物体对另一个物体的作用，力是改变物体运动状态的原因．
应该明确：
（1）力不是维持物体运动的原因；
（2）惯性是物体的固有性质．惯性大小与外部条件无关，仅取决于物体本身的质量．无论物体受力还是不受力，无论是运动还是静止，也无论是做匀速运动还是变速运动，只要物体质量一定，它的惯性都不会改变，更不会消失，惯性是物体的固有属性．
放投影片：
[例1]某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见：
A．力是使物体产生运动的原因 B．力是维持物体运动速度的原因 C．力是使物体产生加速度的原因 D．力是使物体惯性改变的原因 讨论、思考、回答： 经讨论得出正确答案为：C． 2．提问：牛顿第二定律的内容及数学表达式是什么？ 学生回忆、回答：
物体受到外力作用时，所获得的加速度的大小跟外力大小成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力方向相同．
ΣF=ma
理解、思考． 教师讲授： 牛顿第二定律的意义
（1）揭示了力、质量、加速度的因果关系．（2）说明了加速度与合外力的瞬时对应关系．（3）概括了力的独立性原理
提问：怎样应用牛顿第二定律？应用牛顿第二定律解题的基本步骤如何？ 讨论：归纳成具体步骤．
应用牛顿第二定律解题的基本步骤是：（1）依题意，正确选取并隔离研究对象．
（2）对研究对象的受力情况和运动情况进行分析，画出受力分析图．（3）选取适当坐标系，一般以加速度的方向为正方向．根据牛顿第二定律和运动学公式建立方程．
（4）统一单位，求解方程组．对计算结果进行分析、讨论． 在教师的引导下，分析、思考． 依题意列式、计算．
[例2]有只船在水中航行时所受阻力与其速度成正比，现在船由静止开始沿直线航行，若保持牵引力恒定，经过一段时间后，速度为v，加速度为a1，最终以2v的速度做匀速运动；若保持牵引力的功率恒定，经过另一段时间后，速度为v，加速度为a2，最终也以2v的速度做匀速运动，则a2=______a1．
放投影片，引导解题： 牵引力恒定：
牵引力功率恒定：
提问：通过此例题，大家有什么收获？随教师分步骤应用牛顿第二定律列式． 学生分组讨论，得出结论：
力是产生加速度的原因，也就是说加速度与力之间存在即时直接的因果关系．被研究对象什么时刻受力，什么时刻产生加速度，什么时刻力消失，什么时刻加速度就等于零．这称做加速度与力的关系的同时性，或称为瞬时性．
放投影片：
[例3]已知，质量m=2kg的质点停在一平面直角坐标系的原点O，受到三个平行于平面的力的作用，正好在O点处于静止状态．已知三个力中F2=4N，方向指向负方向，从t=0时起，停止F1的作用，到第2秒末物体的位置坐标是（-2m，0）．求：（1）F1的大小和方向；（2）若从第2秒末起恢复F1的作用，而同时停止第三个力F3的作用，则到第4秒末质点的位置坐标是多少？（3）第4秒末质点的速度大小和方向如何？（4）F3的大小和方向？
读题，分析问题，列式，求解． 画坐标图：
经启发、讨论后，学生上黑板写解答．
（1）在停止F1作用的两秒内，质点的位置在x轴负方向移动，应
所以F1=-Fx=-ma=2（N）F1的方向沿X轴方向．
（2）当恢复F1的作用，而停止F3的作用的2秒内，因为F1在x轴正方向，F2在y轴负方向，直接用F1和F2列的动力学方程
所以第4秒末的位置坐标应是
其中v1x=a1t1=-2（m/s），t2=2s
（3）第4秒末质点沿x轴和y轴方向的速度分别为v2x和v2y，有
即第4秒末质点的速度为4m/s，沿y轴负方向．
限，设F3与y轴正向的夹角为θ，则有
对照解题过程理解力的独立作用原理． 教师启发、引深：
大量事实告诉我们，如果物体上同时作用着几个力，这几个力会各自产生自己的加速度，也就是说这几个力各自产生自己的加速度与它们各自单独作用时产生的加速度相同，这是牛顿力学中一条重要原理，叫做力的独立作用原理，即：
3．提问：叙述牛顿第三定律的内容，其本质是什么？ 回忆，思考，回答：
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上． 放投影片：
牛顿第三定律肯定了物体间的作用力具有相互作用的本质：即力总是成对出现，孤立的单个力是不存在的，有施力者，必要有受力者，受力者也给施力者以力的作用．这一对作用力和反作用力的关系是：等大反向，同时存在，同时消失，分别作用于两个不同的物体上，且具有相同的性质和相同的规律．
[例4] 如图1-3-2，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则：
[
]
A．A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的 B．A对桌面的摩擦力的方向总是水平向右的 C．绳对A的拉力小于A所受桌面的摩擦力
D．A受到的重力和桌面对A的支持力是一对作用力与反作用力 思考、讨论、得出正确结论选B，并讨论其它选项错在何处． 放投影片：
4．牛顿运动定律的适用范围
牛顿运动定律如同一切物理定律一样，都有一定的适用范围．牛顿运动定律只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子；只适用于物体的低速（远小于光速）运动问题，不能用来处理高速运动问题．牛顿第一定律和第二定律还只适用于惯性参照系．
理解，记笔记．
三、课堂小结
提问：你怎样运用牛顿运动定律来解决动力学问题？ 组织学生结合笔记讨论并进行小结．
由牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma，可以看出凡是求瞬时力及作用效果的问题；判断质点的运动性质的问题，都可用牛顿运动定律解决．
解决动力学问题的基本方法是：
（1）根据题意选定研究对象，确定m．
（2）分析物体受力情况，画受力图，确定F合．（3）分析物体运动情况，确定a．
（4）根据牛顿定律，力的概念、规律、运动学公式等建立有关方程．（5）解方程．（6）验算、讨论．
四、教学说明
1．作为高三总复习，涉及概念、规律多．因此复习重点在于理解概念、规律的实质，总结规律应用的方法和技巧．
2．复习课不同于新课，必须强调引导学生归纳、总结．注意知识的连贯性和知识点的横向对比性．如一对作用力和反作用力与一对平衡力有什么不同？
3．复习课可以上得活跃些，有些综合题可以由学生互相启发，互相讨论去解决，这样既可以提高学生的学习兴趣又可提高学生分析问题的能力．
同步练习
一、选择题
1．如图1-3-3所示，物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg．A、B间动摩擦因数μ=0.2．A物上系一细线，细线能承受的最大拉力是20N，水平向右拉细线，下述中正确的是（g=10m/s2）
[
]
A．当拉力F＜12N时，A静止不动 B．当拉力F＞12N时，A相对B滑动 C．当拉力F=16N时，B受A摩擦力等于4N D．无论拉力F多大，A相对B始终静止
2．如图1-3-4所示，物体m放在固定的斜面上，使其沿斜面向下滑动，设加速度为a1；若只在物体m上再放上一个物体m′，则m′与m一起下滑的加速度为a2；若只在m上施加一个方向竖直向下，大小等于m′g的力F，此时m下滑的加速度为a3，则
[
]
A．当a1=0时，a2=a3且一定不为零 B．只要a1≠0，a1=a2＜a3 C．不管a1如何，都有a1=a2=a3 D．不管a1如何，都有a1＜a2=a3
3．如图1-3-5所示，在光滑的水平面上放着两块长度相等，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端分别放有一个大小、形状、质量完全相同的物块．开始都处于静止状态，现分别对两物体施加水平恒力F1、F2，当物体与木板分离后，两木板的速度分别为v1和v2，若已知v1＞v2，且物体与木板之间的动摩擦因数相同，需要同时满足的条件是
[
]
A．F1=F2，且M1＞M2 B．F1=F2，且M1＜M2 C．F1＞F2，且M1=M2 D．F1＜F2，且M1=M2
二、非选择题
4．如图1-3-6所示，一质量为M=4kg，长为L=3m的木板放在地面上．今施一力F=8N水平向右拉木板，木板以v0=2m/s的速度在地上匀速运动，某一时刻把质量为m=1kg的铁块轻轻放在木板的最右端，不计铁块与木板间的摩擦，且小铁块视为质点，求小铁块经多长时间将离开木板？（g=10m/s2）
5．一艘宇宙飞船飞近一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员着手进行预定的考察工作．宇航员能不能仅仅用一只表通过测定时间来测定该行星的平均密度？说明理由．
6．物体质量为m，以初速度v0竖直上抛．设物体所受空气阻力大小不变，已知物体经过时间t到达最高点．求：
（1）物体由最高点落回原地要用多长时间？（2）物体落回原地的速度多大？
7．如图1-3-7所示，质量均为m的两个梯形木块A和B紧挨着并排放在水平面上，在水平推力F作用下向右做匀加速运动．为使运动过程中A和B之间不发生相对滑动，求推力F的大小．（不考虑一切摩擦）
8．质量m=4kg的质点，静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O，先用F1=8N的力沿x轴作用了3s，然后撤去F1，再用y方向的力F2=12N，作用了2s，问最后质点的速度的大小、方向及质点所在的位置．
参考答案
1．CD
2．B
3．BD
4．2s
7．0＜F≤2mgtanθ
〈12〉牛顿第二定律教案
牛顿运动定律·牛顿第二定律·教案
一、教学目标
1．在学生实验的基础上得出牛顿第二定律，并使学生对牛顿第二定律有初步的理解。
2．通过学生分组实验，锻炼学生的动手实验能力。3．渗透科学的发现、分析、研究等方法。
二、重点、难点分析
1．牛顿第二定律本身是力学的重点内容，所以在学生最初接触这个规律时就应打好基础。
2．由于采用新的教学方法，在课堂密度加大的情况下如何完成教学进度，成为教学过程中的一个难点。
三、教具
1．学生分组实验牛顿第二定律器材(木板、小车、打点计时器、电源、小筒、细线、砝码、天平、刻度尺、纸带等)。
2．计算机及自编软件，电视机(作显示)。3．投影仪，投影片。
四、教学过程(一)引入新课
1．复习提问：物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述，物体运动状态改变与何因素有关？关系是什么？(学生回答：物体运动状态改变快慢用加速度来描述；加速度与物体质量及物体受力有关，关系是：物体受力越大，物体加速度越大；物体质量越大，物体加速度越小。)2．引课提问：物体的加速度与物体所受外力及物体的质量之间是否存在一定的比例关系？如果存在，其关系是什么？请同学猜一猜。(当学生提出物体加速度可能与物体受力成正比，与物体的质量成反比时，教师予以表扬。)我们的猜想是否正确呢，需要用实验来检验。这就是我们这节课所要研究的牛顿第二定律。
(二)教学过程 1．实验介绍 投影：实验装置图
讲解：我们用小车作为研究对象，通过在小车上增减砝码可以改变小车质量。在小车上挂一根细线，细线通过定滑轮拴一个小桶，小桶内可以放重物，这时小车受到的拉力大致是小桶及重物的重力，我们可以通过改变小桶内的重物来改变小车受到的拉力。我们研究小车的加速度a与拉力F及小车质量M的关系时，可先保持M一定，研究a与F的关系；再保持F一定，研究a与M的关系。这是物理学中常用的研究方法。
下面我们先保持小车质量不变，拉力F取几次不同的数值，测出每一次小车的加速度a，从而研究a与F的关系。
提问：如何测出小车的加速度？(学生回答：可用打点计时器。)再追问：测加速度的公式是什么？(学生回答公式，若学生回答不清时，可帮助其答出。)
讲解：怎样才能直观地反映出a与F是否成正比呢？我们可以借助图象：用横轴表示拉力，用纵轴表示加速度，若加速度随拉力的变化图线是一条过原点的直线，就可以说明a与F成正比。我们改变几次拉力的大小，并测出每次拉力所对应的小车加速度，就可以得到几组数据，每组数据对应图象中的一个点，根据这几个点就可以连出加速度随拉力变化的图象，并根据图象作出是否成正比的判断。
板图：
讲解：在小车运动过程中不可避免的要受到摩擦力的作用，这个摩擦力也会影响到小车的加速度，如何消除摩擦力的影响呢？我们可以把木板的一端垫高，使小车在没有受到拉力时恰能够在木板上做匀速运动，就是用重力的下滑分力与摩擦力平衡，这时再加拉力，小车的加速度就只由拉力而产生了。
由于一节课时间有限，所以我们共同完成这个实验：每组只做一个拉力作用下小车产生加速度的情况，但不同的组取的拉力值不同，如第一组拉力为0.1N、第二组拉力为0.2N、第三组拉力为0.3N„„而我们所用的小车质量是相同的，这样我们把大家的数据综合起来，就得到质量相同的小车在若干个不同拉力作用下的加速度了。
另外为了节约时间，我们采用计算机处理数据。
开机并讲解：这个数据处理软件功能是这样的：我们只要把s1、s2、s3、s4、s5、s6及记数点的时间间隔T输入，计算机就会自动算出小车的加速度a，并且根据输入的对应拉力F的数值，作出a随F变化的图线。
2．学生实验
实验：(约8至10分钟)教师巡视； 提问：学生实验数据报出并输入计算机； 操作：由数据得出图线；
讲解：由实验可知，物体的加速度与所受拉力成正比。板书：a∝F 3．实验介绍
讲解：下面再保持拉力不变，研究a与M的关系。刚才我们猜测a与M可能是反比关系，怎样才能从图象上反映a与M是否反比呢？我们可以以1/M为横轴，以a为纵轴，若所得图线为过原点的直线，则表明a与1/M成正比，也就是a与1/M成反比。
下面我们仍然分组来进行实验，我们都选拉力为0.1N，通过在小车上增加砝码来改变小车质量，第一组取小车的质量为0.2kg、第二组取小车的质量为0.3kg、第三组取小车的质量为0.4kg„„实验数据的处理也与刚才相似，只是此时不再输入拉力，而是输入小车的质量M并自动换算出质量的倒数1/M，并根据几组质量值及对应的加速度作出a随1/M变化的图线。4．学生实验
实验：(约7到8分钟)教师巡视； 提问：学生实验数据报出并输入计算机； 操作：由数据得出图线；
讲解：由实验可知，物体的加速度与物体质量成反比。板书：a∝1/M 5．结论分析
根据实验我们证实了我们的猜想：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比。这就是著名的牛顿第二定律。
板书：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比。用公式表示为 a∝F/M F∝Ma 若改写为等式，应乘一系数k F=kMa 如果我们把1牛顿定义为：使质量1千克的物体产生1米/秒2加速度的力为1牛顿，这时等式左侧为1，等式右侧为k。也就是说我们采用这种定义方式可以使k=1，此时牛顿第二定律的表达式为
板书：F=Ma 讲解：下面我们对牛顿第二定律进行进一步的讨论：首先我们可以注意刚才小车所受到的拉力，实际是小车所受到的合外力，所以牛顿第二定律中的F应为物体受到的合外力。
板书：(1)F为合外力
其次我们可以注意到小车的加速度方向与拉力方向是一致的，这就是牛顿第二定律的方向性。
板书：(2)a的方向与 F一致
另外，物体某一时刻的加速度，只由它此刻的受力决定，而与其他时刻的受力无关，这就是牛顿第二定律的即时性。
板书：(3)即时性(三)课堂小结：这节课我们通过实验得出了牛顿第二定律，并且对这个规律有了初步的了解。牛顿第二定律是力学中的一个很重要的规律，今后我们还要进一步学习和讨论。
五、说明
1．设计思路：本节课的设计出发点在于更多地调动学生参与，使其动手动脑，以提高其能力。本节课的关键在于电脑辅助实验数据处理，提高了课堂密度，有可能在一节课内完成讲授与实验。本节课设计时隐含了“假说”——“实验验证”的科学研究方法，电脑辅助实验数据处理，烘托了科学研究气氛。2．本节课学生实验器材即学生分组验证牛顿第二定律器材，电脑软件系自制软件：包括表格(输入s1至s6及T即可算出a，根据a和F或1/M的值即可在图象中描点连线)和图象，也可以用一些现成的软件如Excel等。
(北京市第156中学 王方毅)
〈13〉牛顿第二定律教案
信用工具和外汇
★新课标要求
（一）知识目标
1、知道经济往来结算中常用的信用工具：信用卡、支票、汇票
2、知道外汇和汇率的含义
3、理解各种信用工具的用途和使用范围
4、保持人民币币值稳定的意义
5、运用初步掌握的信用工具知识，联系实际谈谈信用工具在现代经济生活中的作用
（二）能力目标
1、通过演绎信用卡、支票、汇票等几种信用工具的使用，使学生感受现代经济生活中学会正确使用信用工具的好处，增强学生参与经济生活的能力。
（三）情感、态度与价值观目标
通过本框学习，使学生确立与市场经济相适应的商品货币观念，树立正确的金钱观
★ 教学重点
1、信用工具
2、外汇
★教学难点
1、外汇
2、汇率 ★教学方法
教师启发、引导，学生收集、整理有关资料，并组织学生亲自办张借记卡、灵通卡，用借记卡和灵通卡消费，体验信用消费；课上采取讨论等学生主体参与的课堂教学活动。
★ 教学过程
（一）［走进新课］
（用多媒体或音像资料展示下列实际生活中的真实场景：商场里人们选购了自己称心如意的商品后，将小推车推到收银台前，有的用现金进行结算，有的则将卡交给服务员，进行刷卡结算；在法国著名的香榭里大街，一群中国游客在用欧元买法国香水）师：在上面的场景中，从人们购物结算中你发现了什么？
生1：我发现人们在购物时，有的用现金结算，有的用信用卡结算。
生2：我发现在国内购物时，是用人民币进行结算的，在国外则是用所在国的货币进行结算的。
师：（小结且导入）是的，正如刚才大家所看到的情景一样，在现代生活的各种经济往来中，人们既可以用现金进行结算，又可进行转账结算。并且，随着信息技术的日益深入，“无纸贸易”已经成为21世纪的时代特色，人们越来越多地借助于信用工具和电子货币进行经济往来中的业务结算。随着国际化日益影响着我们的生活，人们不再只熟悉和使用本国货币，人们对外国货币也不再感到十分陌生，这一节课，我们就一起来学习“信用工具和外汇”。（用多媒体打出课题“信用工具和外汇”）
（二）［推进新课］
一、信用工具
1.现金结算与转账结算
用心
爱心
专心 1
师：在刚才展示的生活场景中，大家已感受了现金结算和转账结算。那么，你们能不能根据这两种结算方式的特征，尝试给现金结算和转账结算下一个描述性定义，并列举出常见的信用工具？
生1：现金结算是指那些用纸币来完成经济往来活动中的收付行为的结算方式；转账结算是指那些收付双方通过银行转账来完成经济往来活动中的收付行为的结算方式。
生2：在进行转账结算中，常用的信用工具有信用卡、支票、汇票等。
师：（肯定并启发）刚才的两位同学回答得很准确。现在又有一个问题横在我们面前：现金消费和刷卡消费有什么不同？请大家在看了下面的短片后，回答问题。
（用多媒体播放校园生活“一卡通”的动画短片：小明用“校园一卡通”在学校超市购物、食堂就餐、理发店理发、打电话等生活情境）师：看过短片后，哪位同学率先发表自己的见解？
生1：现金消费往往会遇到找零、真假币识别和容易出差错的问题，我隔壁家的王阿姨上星期就收了一张拾元假币。
生2：现金消费需要带大量的现金，携带既不方便，又不安全，《天下无贼》的故事大家不会忘记吧！而刷卡消费既简便、实用，又高效、安全。
师：（小结）是的，现金消费的确存在携带不方便、使用不安全、操作较复杂的问题，而刷卡消费除较简便、实用、高效和安全外，还可降低成本。
师：（进一步提出问题）既然刷卡消费这么好，那么，什么是信用卡？它的优点有哪些？ 2.信用卡
（1）信用卡的含义和优点。
课前对班级里拥有信用卡、使用信用卡等同信用卡进行过亲密接触的同学进行调查，请这些同学根据自己的亲身体会去进行有意义的建构。
生1：信用卡是具有消费、信用贷款、转账结算、存取现金等功能的电子支付卡。其中，银行信用卡是银行对资信状况良好的客户发行的一种信用凭证。卡是其外在形式，本质是信用凭证。银行信用卡持卡人可以在发卡银行指定的消费场所购物和消费，也可以在指定的营业机构存取现金或转账。
生2：信用卡的优点很多，概括起来应有以下几点：第一是功能多，集存款、取款、消费、结算、查询为一体；第二是方便，既能减少现金的使用，简化收款手续，又能方便购物消费；第三是节省，能节省交易费用；第四是安全，能增强消费安全。（2）信用卡的使用。
师：信用卡与现代生活已密不可分了，在使用信用卡时要注意下面的一些问题：一是申领信用卡时要持个人身份证，在设置密码时注意不要用容易被别人猜到的数字，如出生日期、电话号码等，并且尽量避免密码让别人获取；二是在ATM机上使用信用卡时，若发现吞卡现象，要立即拨打ATM机上载明的银行客户服务电话，询问吞卡的原因及下步该采取的措施；三是发现银行卡丢失后，要立即到附近发卡行的分支机构办理挂失手续。3.支票
用心
爱心
专心
（用多媒体展示教材第9页的探究活动：小张的一项发明给公司带来巨大的经济效益。公司重奖小张，发给他一张载明一定金额、付款单位、签发日期等内容的票据。看着这张票据，小张有点儿不知所措）合作探究：
（1）小张拿到的这张票据是不是白条？为什么？（2）请你告诉小张如何把这张票据换成现金。
（3）与这张票据类似的，同属于支票的另一种类型的票据是什么？
（学生分工合作探究，查找课本，相互讨论交流，最后选出代表展示探究结果）
生1：这张票据不是白条，是现金支票，银行将按照票面上签注的金额付款给持票人。支票是活期存款的支付凭证，是出票人委托银行等金融机构见票时无条件支付一定金额给受款人或者持票人的票据。凡在银行开立支票存款账户的，银行给予空白的支票簿，存户可在存款数量内签发支票。
生2：小张可以拿这张支票到支票开户银行领取现金，因为现金支票是由付款单位开出的，收款人凭票到银行可支取现金。
生3：支票除现金支票外，还有转账支票。
生4：我就现金支票使用中应注意的问题作些补充：（1）现金支票要妥善保存，不得折叠。（2）拿到现金支票要查验金额的大小写是否一致，单位书写是否正确。（3）要在支票有效期内到银行支取现金。（4）支票被银行退回，或不能支取现金，应尽快向出票单位索换。（5）现金支票不能作转账支票使用，不能直接购物。
二、外汇
师：（过渡）我们现在是生活在一个开放的、国际化的社会里，同外国人做生意，出国旅游、购物或学习、交流是经常发生的事情。因此，我们不能不掌握一些外汇知识。1.外汇的含义
师：（讲授）外汇是用外币来表示的用于国际间结算的支付手段。例如中国游人在法国用欧元购买香水，欧元对于我国来说就是外汇。当前，在国际市场上用于国际间结算的主要是美元、英镑、欧元、日元等货币。
师：（进一步讲授）之所以出现外汇，是由于世界市场的形成与发展，国与国之间的商品交换频繁进行，又没有统一发行的国际货币，于是就需要将各国一定量的货币单位折合成外汇。2.汇率的含义
师：使用外汇必须了解汇率。那么，什么是汇率？怎样表示？
生1：汇率又称汇价，是两种货币之间的兑换比率。我国通常采用100单位外币作为标准，折算为一定数量的人民币。
师：很好！能不能用具体例子或数字说明汇率？
生2：我来试试。假若今天美元兑换人民币的汇率是8.29，即表示100美元可兑换829元人民币。
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专心 3
师：（再问）我们经常在电视里收看到汇率涨跌方面话题的报道，外汇汇率升高或跌落是怎么回事？
生：如果用100单位外币可以兑换成更多的人民币，说明外币对人民币的汇率升高了。例如，昨天100美金可兑换人民币829元，今天100美金可兑换840元，就是美元兑换人民币的汇率升高了。如果用单位外币可以兑换成较少的人民币，说明外币对人民币的汇率跌落了。（用多媒体打出：我国人民币币值稳定报告）
生1：我发言的题目是：我国应继续保持人民币的稳定。
首先，我们对货币升值作具体分析。一个国家的货币升值后，虽然同量的这种货币能比以前换取更多的他国货币，买到更多的他国的商品，且提高其国际经济地位。但是，货币升值后，出口商品价格随之提高，进口商品价格相应降低，这会导致出口减少、进口增加，既对国际收支产生不利影响，又造成国内生产下降、失业增加，激化国内矛盾。
其次，我向大家报告一下我国政府关于人民币汇率问题的态度。我国政府的态度是，我国现行的汇率制度符合中国国情，也符合国际经济发展状况，我国将继续保持人民币汇率基本稳定，同时也将探索和完善人民币汇率形成机制。
再次，我谈一谈保持人民币币值稳定的意义。保持人民币币值稳定，即对内保持物价总水平稳定，对外保持人民币实际有效汇率稳定，这对保持人民安定、国民经济持续快速健康发展，对保持世界金融的稳定、经济的发展，具有重要意义。
师：很好，谈得很精彩。刚才这位同学的思路是先从货币升值的理论层面进行分析，再报告我国的态度和政策，又将二者结合起来分析意义，方法得当，条理清楚。还有没有同学有补充的？
师：从货币的形式上看，迄今为止，大致经历了“实物货币－－金属货币－－信用货币”三个阶段。这节课学习的信用工具（信用卡、支票）属于信用货币。外汇是用外币表示的，用于国际间结算的支付手段。根据我国的基本国情，保持人民币汇率基本稳定，有利于促进国民经济持续快速健康发展。［延伸新课］
（例题剖析）简答题：某地的建设银行为龙卡设计并推出了这样的广告词：“一卡在手，龙游天下。”虽然有些夸张，但同时也说明了龙卡的优点。请简要说说信用卡的优点。
剖析：这道题是以建行龙卡的“一卡在手，龙游天下”的广告词为情境，考查对信用卡的理解能力。信用卡的优点要从两个方面进行把握：一是信用卡集多种功能于一体，二是在使用中节省、方便、安全。
答案要点：信用卡的优点为，信用卡集存款、取款、消费、查询为一体，能减少现金的使用，简化收款手续，节省交易费用，方便购物消费，增强消费安全，给持卡人带来极大便利。
（三）课堂总结、点评
这节课我们重点学习信用工具、外汇和汇率的有关知识。深刻理解这些概念，弄清它们之间的区别和联系，是进一步学习经济生活知识的基础。也是大家参与经济生活的重要基础，有利于提高大家参与经济生活的能力。
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（四）实例探究
［例1］ 下列关于信用卡的说法正确地是（）A、任何机构都可向社会发行信用卡
B、持有信用卡，可在任何消费场所进行消费和购物 C、持有信用卡，在消费时就可不受存款数量的限制
D、持有信用卡，可集存款、取款、消费、结算、查询为一体 答案：D ［例2］支票和汇票的共同点在于（）A、其使用都避免和减少了现金交易带来的麻烦 B、都能在市场上流通转让 C、都用于外埠结算
D、都是商品，和货币一样充当一般等价物的职能 答案：A ［例3］外汇的作用我们可以这样来表述（）A、是用于同城结算的支付手段 B、是用于外埠结算的支付手段 C、是用于国际间结算的支付手段
D、是用于电子计算机系统完成的支付手段 答案：C ［例4］（1999年广东，30）在国际外汇市场，1998年7月份，美元兑换日元的汇率为100美元＝14000日元，到了1999年1月，汇率是100日元＝0.909美元。这就是说（）A、日元升值了 B、美元升值了
C、日元对美元的汇率下降了 D、美元对日元的汇率下降了 答案：A D ★课余作业
1、利用业余时间到银行调查了解信用卡的有关知识与使用情况
2、有条件的同学亲自办张借记卡、信用卡，用借记卡和信用卡消费，体验信用消费的优点。★教学体会
本节学习了信用卡、外汇和汇率的有关知识，知识点比较多，涉及面比较广。根据新课程目标要求，要把握住信用卡和外汇这两个重点，引导学生思考、讨论、理解。涉及的相关链接知识让学生了解即可，不可以展开。教学中注意双向互动，让学生在积极思考与讨论中，在社会实践中，自主探索、领会有关经济生活中包含的经济学道理，学会独立分析，增强参与经济生活的能力，切忌机械记忆。
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专心 5
〈14〉牛顿第二定律教案
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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