人教版物理（中职）类 1.5 牛顿运动定律 教案（表格式2课时）

课题第一章运动与力第五节牛顿运动定律2课时教学目标知识目标1.理解牛顿第一定律，知道质量是物体的惯性大小的量度；2.掌握牛顿第二定律，知道加速度与力和质量的关系；3.理解牛顿第三定律，进一步了解作用力与反作用力的性质；4.理解国际单位制中力学的基本量和基本单位。能力目标1.能够利用牛顿第一定律，解释一些惯性现象；2.能运用牛顿第二定律，进行简单的计算；3.通过对牛顿运动定律的学习，说出其在生产、生活中的一些应用。情感目标1.通过对牛顿第一定律的学习，增加自身的创造性思维品质；2.学习科学家敢于质疑、坚持真理的献身精神。重点牛顿第二定律难点牛顿第二定律、牛顿第三定律教具多媒体展示系统、牛顿第二定律实验演示仪器、牛顿第三定律实验演示系统主要教学过程学生活动教学过程设计一、引入课题用多媒体展示系统展示教材图1-55，展示出“嫦娥一号”探月卫星奔月的轨道图。提问：同学们通过观看这幅图片，能说出的大致过程吗？（一般情况下，学生能回答出卫星在此过程中，做什么运动，但是不知道卫星为什么能这样运动。）引入课题：我们今天就来讨论一下有关力和运动之间的关系问题——第五节牛顿运动定律。二、牛顿第一定律教师从历史的角度来讲述人类对力和运动关系的认识过程。公元前4世纪，古希腊的哲学家亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就保持静止。16世纪末，教师展示伽利略的理想实验——教材图1-56。给学生说明如果没有摩擦，小球将要沿着水平面以恒定的速度持续运动下去的推理过程。英国的物理学家牛顿总结出：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律，又叫惯性定律。结合生活，列举一些实例，如：带球上篮、汽车上的安全带的作用，等等。三、牛顿第二定律牛顿第一定律告诉我们，物体如果不受外力，它将保持原来的运动状态。由此可以知道，如果物体受到外力作用，物体的运动状态必将改变。牛顿第二定律就是描述外力与运动的改变之间的定量关系。教师通过几个实例说明：力是物体运动状态改变的原因。例如：火车的加速、减速；抛物体做的曲线运动。下面研究在直线运动中物体受力与加速度之间的关系。演示实验一：加速度与物体受力的关系。放在光滑的水平滑道上的两个质量相同的小车，在不同的水平拉力下做匀加速运动。（其中一个拉力是另一个的2倍）让学生注意观察两辆小车产生的位移的不同。（学生能发现位移之比也是1︰2，从而可以推断出加速度之比也是1︰2）教师总结：通过大量实验，我们可以归纳出：质量相同的物体，加速度与其所受的外力成正比。即结合生活：不同的汽车加速性能不同，就是因为它们的牵引力不同。演示实验二：加速度与物体质量的关系。在相同的拉力作用下，演示不同质量的小车的加速情况。（可以让一辆小车的质量是另一辆质量的2倍）让学生注意观察两辆小车产生的位移的大小。（进一步推出加速度与物体质量的关系。）教师总结：在大量实验的基础上，可以归纳出：在相同外力作用下，物体的加速度与其质量成反比，即物体的加速度跟所受的外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。通过选择合适的单位，牛顿第二定律可用数学公式表示为说明：由牛顿第二定律可以看出，质量不同的物体，运动状态改变的难易程度不同，或者说它们的惯性大小不同。因此，质量是物体惯性大小的量度。生活中的实例：多级火箭、歼击机的副油箱、锻工的铁砧、车床被固定在地面上、火车道口提前限行等。例题：吊车要在10s内将地面上的货物吊到10m高处，货物的质量是2.0×103kg，假设货物被匀加速吊起，问吊车缆绳对货物的拉力是多少？本题是向学生演示牛顿第二定律的应用方法，因此要引导学生学习分析问题的方法，了解牛顿第二定律的重要性。用多媒体展示系统展示教材图1-59。分析以货物为研究对象。货物匀加速向上运动，可判断货物受到的合力向上。由货物的运动状态和匀变速直线运动的规律，可以求出它的加速度。再对货物进行受力分析，如图所示，货物受到两个力的作用：竖直向上的拉力F和竖直向下的重力G，应用牛顿第二定律即可解出拉力的大小。解由匀变速直线运动的位移公式及，得m/s2=0.20m/s2由货物的受力分析，可知F合＝F－G=maF＝G+ma＝mg+ma＝（2.0×103×9.8+2.0×103×0.20）N＝2.0×104N结论由本题可以看出，在吊车向上加速吊起货物时，货物对缆绳的拉力要超过货物的重力，这种现象叫作超重现象。举例说明超重现象是生活中常见的现象，例如，在升降电梯里可以体验到超重现象，也可以体验到失重现象。教材中以凡尔纳设计的巨型大炮发射的宇宙飞船为例，让学生明白有些小说、影视作品中的情节在真实的生活中是不可能实现的。同时让学生了解现代宇航员工作的艰辛以及他们的献身精神，培养学生对科学工作的正确的态度。做一做：布置一个课后作业，即制作加速度计，下次上课时展示、讨论、计分。四、牛顿第三定律力是物体间的相互作用。两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体有力的作用，后一个物体一定同时对前一个物体有力的作用。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。演示实验：用传感器研究作用力与反作用力的关系（也可以用两个弹簧秤进行演示）。由于学生对此知识点的内容在初中就有所了解，因此不需要详细讲解。但要强调以下内容：大量实验证明：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，作用在同一条直线上。这就是牛顿第三定律。用公式可表示为F=－F＇（1）作用力和反作用力总是成对出现，同时产生，同时消失。（2）作用力与反作用力是同种性质的力。如：作用力是万有引力，反作用力也一定是万有引力；作用力是弹力，反作用力也是弹力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力。（3）作用力和反作用力总是分别作用在两个物体上，各自产生各自的作用效果，不能平衡，不能抵消。生活中的实例：人走路、自行车前进、火箭和喷气式飞机的飞行。五、力学单位制在力学中，我们已经学过很多物理量，如长度、时间、质量、速度、加速度、力、压强等。然而，其中最基本的物理量只有三个：长度、时间和质量，其余的物理量都是由它们通过公式推导出来的。例如速度、加速度等。我们把长度、时间和质量这三个物体量的单位叫作基本单位，其余的物体量的单位叫作导出单位。基本单位和导出单位一起组成了单位制。在国际单位制（SI）中，取m（长度单位）、kg（质量单位）、s（时间单位）作为基本单位。学生观看图片学生思考并尝试回答板书学生观察板书板书学生观察板书学生观察板书板书板书板书板书板书学生自己设计、制作学生观察板书板书板书板书板书小结牛顿运动定律1．牛顿第一定律一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律。由于我们把物体总保持原来运动状态的性质叫作惯性。因此，牛顿第一定律又叫惯性定律。2．牛顿第二定律物体的加速度跟所受的外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。用数学公式表示为：由牛顿第二定律可以看出，质量是物体惯性的大小的量度。3．牛顿第三定律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，作用在同一条直线上。这就是牛顿第三定律。4．力学单位制在力学中，我们把长度、时间和质量这三个物体量的单位（m、s、kg）叫作基本单位，其余的物体量的单位叫作导出单位。基本单位和导出单位一起组成了单位制。回顾本节知识；体会思考方法；感受情感态度因为本节内容较多，因此以教师讲解为主。与学生互动的机会较少，因此本节课后最好安排一节习题课，帮助学生消化理解本节知识随堂练习练习1－51．答典型的气囊系统包括两个组成部分：探测碰撞点火装置(或称传感器)，气体发生器的气囊(或称气袋)。当传感器开关启动后，控制线路即开始处于工作状态，并借着侦测回路来判断是否真有碰撞发生。如果信号是同时来自两个传感器的话才会使安全气囊开始作用。由于汽车的发电机及蓄电池通常都处于车头易受损的部位，因此，安全气囊的控制系统皆具有自备的电源以确保作用的发挥。在判定施放安全气囊的条件正确之后，控制回路便会将电流送至点火器，借着瞬时快速加热，将内含的氮化钠推进剂点燃。在近乎爆炸的化学反应快速发生的同时，会产生大量无害的以氮气为主的气体，将气囊充气至饱满的状态，并借着强大的冲击力，气囊能够冲开方向盘上的盖而完全展开，以保护驾驶者头部不受伤害。同时在推进剂点燃的过程之中，点火器总成中的金属网罩可冷却快速膨胀的气体，随即气囊可由设计好的小排气口排气，以发挥逐渐缓冲功能，并避免在车身仍继续移动时阻碍碰撞后的视线。2．解运载火箭起飞时除受到向上的推力F外，还受到重力G的作用，火箭所受合力为：F合＝F－G＝F－mg＝（5.92×106－4.6×105×9.8）N＝1.41×106N根据牛顿第二定律F合＝ma，可知：m/s2＝3.1m/s23．解以动车组列车为研究对象。它除在竖直方向上受到重力、支持力外，在水平方向上还受到牵引力F和阻力Ff的作用。列车的重力、支持力平衡、抵消，牵引力和阻力产生的合力在水平方向上，使列车做匀变速直线运动。由受力分析及牛顿第二定律可知：m/s2＝0.4m/s25．答这种说法错误在于：作用力与反作用力是分别作用于两个物体上，马拉车的力作用在车上，车拉马的力作用在马上，不能抵消。车能否被拉动决定于车在水平方向上所受合力的作用。车在水平方向上，受到马的拉力和地面摩擦力的共同作用。当马的拉力大于地面摩擦力时，合力向前，车就会向前加速运动。6．答分别用左右手的两根手指捏住一张平整的纸片的两端，慢慢用力，不能将纸同时撕成三块。因为纸片只受两个力的作用，只能将纸一下撕成两块，不可能同时撕成三块。如果在中间先撕开两个缺口（即使是轻轻一拉就将断开的两个缺口），用左右手的两根手指捏住纸片的两端，慢慢用力，也只能将它撕成两块。这是因为根据牛顿第三定律可知，作用在两个缺口上的力都是相等的，