牛頓第二定律的簡單應用
一、教學目標
1.物理知識方面的要求：
(1)鞏固記憶牛頓第二定律內容、公式和物理意義；
(2)掌握牛頓第二定律的應用方法.
2.通過例題分析、討論、練習使學生掌握應用牛頓定律解決力學問題的方法，培養學生的審題能力、分析綜合能力和運用數學工具的能力.
3.訓練學生解題規范、畫圖分析、完善步驟的能力.
二、重點、難點分析
1.本節為習題課，重點內容是選好例題，講清應用牛頓第二定律解決的兩類力學問題及解決這類問題的基本方法.
2.應用牛頓第二定律解題重要的是分析過程、建立圖景；抓住運動情況、受力情況和初始條件；依據定律列方程求解.但學生往往存在重結論、輕過程，習慣于套公式得結果，所以培養學生良好的解題習慣、建立思路、掌握方法是難點.
三、教具
投影儀、投影片、彩筆.
四、主要教學過程
(一)引入新課
牛頓第二定律揭示了運動和力的內在聯系.因此，應用牛頓第二定律即可解答一些力學問題.
我們通過以下例題來體會應用牛頓第二定律解題的思路、方法和步驟.
(二)教學過程設計
1.已知受力情況求解運動情況
例題1(投影) 一個靜止在水平面上的物體，質量是2kg，在水平方向受到5.0n的拉力，物體跟水平面的滑動摩擦力是2.0n.
1)求物體在4.0秒末的速度；
2)若在4秒末撤去拉力，求物體滑行時間.
(1)審題分析
這個題目就是根據已知的受力情況來求物體的運動情況.前4秒內運動情況：物體由靜止在恒力作用下做勻加速直線運動，t=4.0s.受力情況：f=5.0n，f=2.0n，g=n；初始條件：v0=0；研究對象：m=2.0kg.求解4秒末的速度vt.4秒后，撤去拉力，物體做勻減速運動，v′t=0.受力情況：g=n、f=2.0n；初始條件：v′0=vt，求解滑行時間.
(2)解題思路
研究對象為物體.已知受力，可得物體所受合外力.根據牛頓第二定律可求出物體的加速度，再依據初始條件和運動學公式就可解出前一段運動的末速度.運用同樣的思路也可解答后一段運動的滑行距離.
(3)解題步驟(投影)
解：確定研究對象，分析過程(畫過程圖)，進行受力分析(畫受力圖).
前4秒 根據牛頓第二定律列方程：
水平方向
f-f=ma
豎直方向
n-g=0
引導學生總結解題步驟：確定對象、分析過程、受力分析、畫圖、列方程、求解、檢驗結果.
(4)討論：若無第一問如何解？實際第一問的結果是第二問的初始條件，所以解題的過程不變.
(5)引申：這一類題目是運用已知的力學規律，作出明確的預見.它是物理學和技術上進行正確分析和設計的基礎，如發射人造地球衛星進入預定軌道，帶電粒子在電場中加速后獲得速度等都屬這一類題目.
2.已知運動情況求解受力情況
例題2(投影) 一輛質量為1.0×103kg的小汽車正以10m/s的速度行駛，現在讓它在12.5m的距離內勻減速地停下來，求所需的阻力.
(1)審題分析
這個題目是根據運動情況求解汽車所受的阻力.研究對象：汽車m=1.0×103kg；運動情況：勻減速運動至停止vt=0，s=12.5m；初始條件：v0=10m/s，求阻力f.
(2)解題思路
由運動情況和初始條件，根據運動學公式可求出加速度；再根據牛頓第二定律求出汽車受的合外力，最后由受力分析可知合外力即阻力.
(3)解題步驟(投影)
畫圖分析
據牛頓第二定律列方程：