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 kg·m/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作用力成正比,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。[来
[讨论与交流]
以问题探究的形式深刻理解牛顿第二定律:
通过蚂蚁推不动砖块→理解F为合外力;
通过加速度的决定式与定义式的比较→理解力与加速度的因果关系及其同向性;
通过球压缩弹簧→理解加速度与力的瞬时对应关系;