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1、牛顿第二定律 教学设计,云南省富源县第二中学 李果,牛顿第二定律教学设计,一、教材分析,二、学生分析,五、教法与学法,四、重点与难点,六、教学媒体,七、教学过程,三、教学目标,八、板书设计,一、教材分析,使用的教材为；人民教育出版社出版的全日制普通高级中学教科书（必修）物理第一册，第三章，第3节牛顿第二定律。 本节“牛顿第二定律”定量研究力和加速度的关系。由于高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建的体系，在牛顿三定律中，牛顿第二定律为核心内容。 本节通过实验定量分析，得出牛顿第二定律。教材中使用了三个变量，通过控制变量法来研究物理规律，在以后的知识如电容、电阻等内容都会用到此法 。,二、学生分析
2、,1、基础知识储备 （1）运动学知识。 （2）以受力分析为核心的基本力学知识。 （3）牛顿第一定律。 2、实验操作技能 学生具有比较熟练的实验操作技能。 3、思维能力 形象思维能力比较好，但抽象思维能力不强。,三、教学目标,（一） 知识与技能 1、使学生理解并掌握牛顿第二定律的内容并知道其确 切含义。 2、让学生对加速度这一物理量有更进一步的认识，认 识加速度的矢量性，认识加速度与合外力间的瞬时 对应关系。 3、通过实验，提高学生的实验设计、实验操作技能， 培养学生观察、分析、归纳、总结的能力。 4、利用“牛顿第二定律”解释实际生活中的相关物理现象。,（二） 过程与方法,1、利用“控制变量法”
3、来研究牛顿第二定律。 2、引导学生通过“自主探究实验”和电子表格处理实验数据并作图，分析总结出“牛顿第二定律”。,（三） 情感态度与价值观,1、通过实验培养学生的团结合作精神和协作意识，自主探究，敢于提出与别人不同的见解，勇于改正错误。从学习的过程中体验探索真理的自信心和成就感。 2、培养学生认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯。,四、重点与难点,利用控制变量法，通过实验探究，建立“牛顿第二定律”。,五、教法与学法,教师引导，学生探究，以实验为主的探究式教学方法。 学生分组进行实验，并各自对实验记录分析讨论得出各个小组的结论，最后全班同学进行比较性的探讨性的总结。,六、教学媒体,多媒体、CAI
4、软件、实验器材（细线、天平、砝码、弹簧秤、小车、夹子、钩码、刻度尺等）,七、教学过程,（一） 创设情景，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？ 2、引课提问： 观看图片,观看下面两张图片,战斗机,F1赛车,上图中的战斗机和赛车都是用比较轻质的材料做成而且体积比较小质量比较小，为什么要这样设计？讨论回答。 （由此可推测加速度跟什么因素有关？）,战斗机进入战斗之前抛弃副油箱并加速引擎,通过列举这种贴近现实生活，贴近学生兴趣的实例，培养学生在生活中发现科学，学习科学的好习惯。 观看后回答下面问题 “战斗机为什么要抛弃副油箱，并且加速
5、引擎？”,分析视频得到答案：两种操作都是为了使机器更“灵活”，而“灵活”的物理表述就是更容易改变其运动状态，即具有较大的加速度 “a”。 （继续引导学生思考，通过以上内容，能不能猜测加速度到底与什么因素有关系呢？）,当学生由以上内容推测出加速度与物体的质量m有关，同时，与所受和外力F有关时，教师将给予肯定及相应的鼓励表扬，激发他们前进的动力和对物理这一门自然科学的热情。进而继续引导学生思考,通过视频和图片的分析请同学们考虑以下问题：,物体的加速度与物体所受外力及物体F的质量m之间是存在一定的关系的。那么这种关系具体是什么？是不是成比例呢？ 猜想：物体加速度可能与物体受力成正 比，与物体的质量成
6、反比 。 带着猜想 进行实验探究。,（二）活动探究物体的加速度a与质量m和所受作用力F的关系,1、确定研究方法控制变量法. 一共涉及两个因素与a有关系，固定其中一个物理量，然后改变另一个物理量，来探究此物理量与加速度a的关系 。,2、设计试验方案 (1) 分组设计探究实验的方案 ，包括（器材的选择，实验步骤的制定， 数据的记录与处理等）（器材的合理巧妙的选择 也是比较重要的一部分，通过对实验中 夹子的利用 可以灵活控制两个小车的运动，通过这个器材的选择 告诉学生 合理选择实验器材 可以简化实验步骤，提高实验的精确性。） (2) 选择某一个代表小组上台叙述本组的实验设计方案，然后鼓励其他组的学生
7、对本组的实验设计方案进行讨论并提出建议，并改进代表组的方案。最后得出最优方案 （通过 优化组合，去劣从优，共同探讨，在讨论中碰撞出智慧的火花。 ）,实验方案及实物图,实验注意事项,1、注意导轨、砝码、钩码的使用。 2、注意夹子的利用，控制两小车同时运动。 3、实验中滑块由静止释放，应防止砝码盘摆 动且滑块最好在同一位置处释放，这样便 于检查数据的正确性。 4、注意测量的准确性。 5、整理仪器，注意夹子、砝码等放回原处。,1、加速度和力的关系,两小车质量m相同，作用在小车上的拉力F不同,上一页,下一页,退 出,目 录,2、加速度和质量的关系,作用在小车上的力F相同，小车的质量m 不同,上一页,下
8、一页,退 出,目 录,(三)数据处理 （让学生利用电子表格处理实验数据，锻炼学生处理数据的能力）,由实验数据利用描点作图方法得出图像使所得数据直观形象化，使学生更容易总结出探究结论。,a 1 / m,a与质量成反比,a F,m一定， 研究a与F的关系,F一定， 研究a与m的关系,结论得出后，教师会给予一定的表扬，让学生体验到得出正确结论后的成就感。在整个实验过程中学生的实验能力，合作意识，成就感，都得到相应的提高，对物理知识的学习兴趣也会在结论的成功得出后得到更大的激发。,（四）得出结论,结论1：在质量m一定的情况下，加 速度与作用力F成正比， 即aF 结论2：在外力F一定的情况下，加 速度与
9、质量m成反比， 即a1/m,由实验结论1和2得出：,物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律。 公式表达： aF/m F=kma，（k比例系数 ） 如果各量都用国际单位，则k=1 即,牛顿第二定律的进一步表述,物体的加速度跟物体所受合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟物体所受合外力的方向相同。 公式表达： F合 =ma,对牛顿第二定律的几点说明：,（1）F=ma 是矢量式，F与a都具有方向性，a的方向与物体所受合外力的方向相同。 （2）加速度具有瞬时性，与物体所受的合外力具有同时性，即力和加速度同时存在。 （3）力应该指的是合外力，牛顿第二定律说的是合
10、外力与加速度的关系。,此后，我将给学生提供并讲解一道典型的利用牛顿第二定律的例题，帮助学生巩固学习到的新内容。并强调一下解题步骤，具体如下：,例1 质量为8000Kg的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为14500N，所受阻力为2500N 求：汽车前进时的加速度 解题步骤： 研究对象：汽车 受力分析、 建立坐标系 由F合ma列方程 解得：a.,解题步骤： 解:对汽车受力分析如图. 建立如图所示坐标系. 由图的受力分析 根据牛顿第二定律有； F-f=ma 代入数据解得,a=1.5 m/s2,（五） 结论的应用,1、利用探究出来的牛顿第二定律分析战斗机在进入战斗状态之前抛弃副邮箱并且加大
11、引擎的问题。 2、生活中牛顿第二定律的应用（两个方面） 通过改变力F的大小改变加速度a 通过改变质量m的大小改变加速度a,（六） 回顾总结,1、学生回顾本节课的探究过程及过程中使用的物理思想和研究方法控制变量法。 2、归纳总结本节课的知识重点，牛顿第二定律的内容。 3、回顾牛顿第二定律产生的过程： 观察现象发现规律抽象出物理模型提出假设实验探究实验数据的处理与分析理论得出结论的验证 。（在这里向学生强调，科学并不是神秘的高不可攀，鼓励学生培养这种探索科学的精神。）,（利用一个思考题来加深学生对牛顿第二定律的理解） 课后思考,一小球从竖直在地面上轻弹簧正上方某处自由落下,试分析小球从刚接触弹簧到
12、被压缩最短过程中小球的速度、加速度怎样变化?,（七） 作业,课后题1 、3,八、板书设计 3.3 牛顿第二定律,一. 探究加速度与质量和物体受力F的关系： 初步得出与F成正比，与m成反比。 二. 处理实验数据 结论：a与F成正比，与m 成反比。 三. 得出探究结论 牛顿第二定律： 物体的加速度与物体所受作用力成正比，与物体的质量成反比。 公示表达为：F=ma。 牛顿第二定律的进一步描述： 物体的加速度跟物体所受合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟物体所受合外力的方向相同。 公式表达；F合 =ma。,四对牛顿第二定律的说明 （1）F=ma 是矢量式，F与都具有方向性。的方向与物体所受合外力的方向相同。 （2）加速度具有瞬时性，与物体所受的合外力具有同时性，即力存在加速度存在。 （3）力应该指的是合外力，牛顿第二定律说的是合外力与加速度的关系。 五. 回顾总结 （1） 探究过程及过程中使用的物理思想和研究方法控制变量法。 （2） 牛顿第二定律的内容及公式：F=ma 。,我希望，通过对上面的整个教学设计的操作，在我的引导与协助下，使学生在一种积极，愉悦的氛围中，较好的掌握本节的内容，而且对于自己的能力 学习方法 和对物理这门学科的兴趣得到相应的提高，整个教学设计到此结束 谢谢各位评委和各位老师。,谢 谢,