人教版高中物理必修一第四章4.3牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計

1、牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)任務(wù)分析1教材的地位和作用： 牛頓第二定律是2003年人教版高一物理教材第一冊第三章的第二節(jié)內(nèi)容。牛頓第二定律具體的、定量的回答了加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系，是學(xué)習(xí)動量觀點和能量觀點的基礎(chǔ)，將深刻的影響著學(xué)生對整個高中物理的學(xué)習(xí)，是本章的重點和中心內(nèi)容，也是整個力學(xué)部分的核心內(nèi)容。二、學(xué)生分析知識方面:掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念知道質(zhì)量是慣性的量度、力是改變物體運動狀態(tài)的原因會分析物體的受力已具備一定的實驗操作技能學(xué)生對物理學(xué)的研究方法已有一定的了解情感方面:學(xué)生通過對前面物理知識的學(xué)習(xí)，對學(xué)習(xí)物理有較濃厚興趣有較強(qiáng)的好奇心和求知欲。三、教學(xué)目標(biāo):本節(jié)課不僅要使

2、學(xué)生理解掌握牛頓第二定律，更要注重如何通過運用控制變量法，引導(dǎo)學(xué)生思考，得出牛頓第二定律。1、知識與技能目標(biāo)（1）探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系，理解掌握牛頓第二定律。（2）初步掌握運用牛頓第二定律求解問題方法及步驟。2、過程與方法目標(biāo)（1）學(xué)生經(jīng)歷探究加速度、力、質(zhì)量的關(guān)系的過程。（2）學(xué)生感悟控制變量法，實驗歸納法等科學(xué)研究方法的應(yīng)用。3、感情態(tài)度與價值觀（1）實驗探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神；（2）讓學(xué)生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，增加學(xué)習(xí)物理的興趣。四、教材重點和難點學(xué)習(xí)本節(jié)課不僅要讓學(xué)生正確理解牛頓第二定律，更要重視如何通過控制變量實驗，啟發(fā)學(xué)生思考，得出牛頓第二定律。 重點：

3、引導(dǎo)學(xué)生探究加速度和力、質(zhì)量間的關(guān)系的過程并總結(jié)牛頓第二定律是本節(jié)教學(xué)的重點。由于本節(jié)課運用的是實驗探究式教學(xué)。因此難點：引導(dǎo)學(xué)生在猜想的基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗設(shè)計，提出可行的實驗方案、完成實驗并得出實驗結(jié)果。五、教法和學(xué)法1.教法選擇：實驗探究式教學(xué) 為了教學(xué)目標(biāo)的更好實現(xiàn)，采取提出問題、實驗探索、觀察歸納、分析討論、建立規(guī)律的教學(xué)方式，把主動權(quán)交給學(xué)生，使學(xué)生主動參與到課堂中來。并鼓勵學(xué)生從各個不同的角度發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。2學(xué)法指導(dǎo)： -協(xié)作學(xué)習(xí)，分組探究。 突出學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，開展合作探究，進(jìn)行實驗探索，引導(dǎo)分析總結(jié)等以學(xué)生為主體的特點。六、教學(xué)程序的設(shè)計由于本節(jié)課使用實

4、驗探究式教學(xué)，所以本節(jié)課將在實驗室中展開。1. 創(chuàng)設(shè)情境，提出問題。下面問題可以引導(dǎo)學(xué)生思考(1)神舟六號飛船返回艙返回時為何要打開降落傘？(2)賽車在開出起跑線的瞬間發(fā)生了怎樣的變化？這兩個例子使學(xué)生認(rèn)識到改變物體原有狀態(tài)是和作用在物體上的力的大小有關(guān)的。進(jìn)一步思考：賽車比起一般的家用汽車質(zhì)量上有什么不一樣?這一設(shè)計是為什么？通過這個問題，學(xué)生容易聯(lián)想到質(zhì)量越小，運動狀態(tài)越容易改變，所以加速度和物體質(zhì)量有關(guān)。提出疑問：加速度和力、質(zhì)量到底有什么關(guān)系呢？2、實驗設(shè)計和進(jìn)行試驗我將先介紹研究三個變量問題的研究方法 控制變量法然后給出實驗器材：小車、長木版、粗細(xì)線、小桶、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平、

5、寬口文件夾、滑塊等。引導(dǎo)學(xué)生：把小車作為研究對象，小桶和砝碼作為施力物體。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材并思考以下問題：（1）實驗方案可以怎么設(shè)計？實驗的數(shù)據(jù)應(yīng)該怎么處理？（2）實驗時需要測量什么物理量？怎樣進(jìn)行測量？需要那些實驗器材？學(xué)生： 通過小組討論，以及我提供的系列實驗器材，提出一些可操作性的實驗方案，并把這些的實驗方案在小組內(nèi)討論和交流。得出實驗方案：利用兩小車位移之比就是加速度之比研究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系。aS首先交代清楚實驗裝置，研究對象及外力的施加等問題。怎樣克服實際實驗中的摩擦阻力呢？引導(dǎo)學(xué)生使用重力的分力來平衡阻力。所以墊高木板一端以傾斜木板達(dá)到目的。引導(dǎo)學(xué)生自主探究，進(jìn)行試驗。(1)

6、質(zhì)量一定時，加速度與力的關(guān)系。接著考慮如何保持質(zhì)量一定？利用兩個質(zhì)量相同的小車來做實驗。如何測定加速度？根據(jù)初速為零的勻變速直線運動規(guī)律，在時間相同的情況下，通過測位移來達(dá)到測加速度的目的。實驗一：小車質(zhì)量均為0.2kg，小車1受0.1N的拉力，小車2受0.2N的拉力，同時開始運動，觀察任一段時間內(nèi)的兩小車的位移關(guān)系。質(zhì)量M(kg)0.20.22車0.10.21車位移S (cm)力F(N)a SF1/F2 S1/S2a F (2)力一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系。如何保持外力一定？給兩個小車勾上相同質(zhì)量的砝碼。質(zhì)量M(kg)模擬實驗二：兩小車均受0.1N的拉力，小車1質(zhì)量為0.1kg，小車2質(zhì)量為

7、0.2kg，同時開始運動，觀察任一段時間內(nèi)的兩小車的位移關(guān)系。aS0.10.22車0.10.11車位移S (cm)力F(N)S1/S2M2/M1a1/M3、數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)論：本節(jié)課鼓勵學(xué)生直接在圖表中觀察，尋找規(guī)律。最后我將展示部分學(xué)生分析結(jié)果，全班同學(xué)參與討論，比較，分析誤差原因并初步得出結(jié)論。 物體的加速度與所受拉力成正比。aF物體的加速度與物體質(zhì)量成反比。a1/M另外很重要的一點是：必須向?qū)W生說明我們今天所謂的從實驗中得出結(jié)論，實際上是非?；\統(tǒng)的說法。當(dāng)初真正的牛頓第二定律得出是科學(xué)家經(jīng)過無數(shù)次的實驗，在大量事實的基礎(chǔ)上才得出的結(jié)論。4、課堂練習(xí)，鞏固小結(jié)。首先引導(dǎo)學(xué)生明確牛頓第二定律

8、的適用條件：即宏觀物體的低速運動問題。公式中的力為物體所受外力的合力。讓學(xué)生利用牛頓第二定律解釋說明引入課程時提出的問題，考察學(xué)生利用規(guī)律解釋問題的能力。課堂練習(xí)（1）根據(jù)牛頓第二定律，即使再小的力也可以產(chǎn)生加速度，那么我們用一個較小的力來水平推桌子，為什么沒有推動呢?這和牛頓第二定律是不是矛盾?（）下列說法中正確的是（ ）、物體所受合力為零，物體的速度必為零、物體所受合力越大，物體的加速度越大，速度也越大、物體的速度方向一定與物體受到的合力的方向一致、物體的加速度方向一定與物體所受到的合力方向相同研究本例題的目的有兩個：一是強(qiáng)化公式中的力是合力。二是理解牛頓第二定律最重要的兩個性質(zhì)：矢量性和

9、瞬時性。這部分我準(zhǔn)備了以下例題：例題 1：地面上放一木箱，質(zhì)量為40kg，用100N的力與水平方向成37角推木箱，如圖所示，恰好使木箱勻速前進(jìn)。若用此力與水平方向成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）目的是培養(yǎng)學(xué)生使用牛頓第二定律解決實際問題的能力，通過練習(xí)促使學(xué)生把知識轉(zhuǎn)化為能力。課堂小結(jié)內(nèi)容：物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。F=ma矢量性：加速度與合外力都是矢量，它們的方向始終相同，加速度的方向唯一由合外力的方向決定。瞬時性：物體的加速度跟它所受到的合外力之間存在著瞬時對應(yīng)關(guān)系，加速度隨合外力同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失。學(xué)習(xí)本節(jié)所用到的方法：控制變量法。