高中物理 第四章第三節(jié)牛頓第二定律Ⅰ教案 新人教版必修1

1、牛頓第二定律教材依據(jù)人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理必修一第四章第三節(jié)教學(xué)流程圖復(fù)習(xí)提問 牛頓第二定律的推導(dǎo)理解 應(yīng)用、解決實(shí)際問題小 結(jié)教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能目標(biāo)理解牛頓第二定律一般表達(dá)的含義知道物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向與合外力方向一致會(huì)用牛頓第二定律解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題。會(huì)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)問題過程與方法目標(biāo)：二、過程與方法目標(biāo). 掌握課程題解決的思維程序步驟 發(fā)現(xiàn)問題形成建立檢驗(yàn)評(píng)價(jià)發(fā)展.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維過程以及的觀察、分析和概括能力；三、情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo).使學(xué)生形成愿意與他人合作學(xué)習(xí)的意識(shí)。有將自己的見解與他人交流的愿望。.培養(yǎng)學(xué)生的

2、創(chuàng)造態(tài)度、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及勇于修正錯(cuò)誤的健康心理、具有團(tuán)隊(duì)精神教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)牛頓第二定律的推導(dǎo)及其物理意義。教學(xué)媒體礦泉水瓶、小鐵球、細(xì)線、投影儀教學(xué)過程一、引入新課教師：上節(jié)課我們完成了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)中我們采取了什么方法，在數(shù)據(jù)處理過程中采用了什么方法？學(xué)生：實(shí)驗(yàn)中我們采取了控制變量法，在數(shù)據(jù)處理過程中采用圖象法。教師：控制變量法是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中經(jīng)常要采用的方法，利用圖象將實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)通過描點(diǎn)作出圖象，可以非常直觀的看出兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，也可以有效的減小實(shí)驗(yàn)誤差，確定并排除實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的一些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，通過探究我們得出了什么結(jié)論。學(xué)生：物體的加速度與所受的力成正比

3、，與物體的質(zhì)量成反比。教師：這是我們通過有限的幾次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，帶有猜想和推斷的性質(zhì)，要想把結(jié)論上升為“定律”應(yīng)該怎么辦？學(xué)生：做大量的實(shí)驗(yàn)，看事實(shí)與結(jié)論是否一致。教師：對(duì)，前人通過大量的實(shí)驗(yàn)和觀察到的事實(shí)，把我們的結(jié)論上升為定律，本節(jié)課我們要學(xué)習(xí)牛頓第二定律。大家想了解牛頓第二定律的哪些知識(shí)？歡迎大家提出來。二、進(jìn)行新課學(xué)生：（以下問題是來自于學(xué)生的）1.想了解牛頓第二定律怎么推導(dǎo)出來的？2.想了解牛頓第二定律的表述、物理意義？3.想了解牛頓第二定律的使用范圍？4.想了解牛頓第二定律在生活中的應(yīng)用？5.想了解牛頓第二定律與牛頓第一定律的聯(lián)系與區(qū)別？教師：同學(xué)們提出了這么多關(guān)于牛頓第二定律的

4、問題，你們的問題將在今天的學(xué)習(xí)中被一一解答。首先我們先研究牛頓第二定律的表述。大量的研究表明，當(dāng)物體的質(zhì)量相同時(shí)，加速度跟作用在物體上的合外力成正比，即112233或者當(dāng)物體所受的合外力相同時(shí)，加速度跟作用在物體的質(zhì)量成反比，即112233或者綜合以上兩個(gè)結(jié)論，我們可以得到什么結(jié)論？學(xué)生：，或教師：用文字如何表述呢？學(xué)生：（討論、交流）物體的加速度跟作用力成反比，跟物體的質(zhì)量成反比。教師：棒極了，牛頓第二定律的表述正是：物體的加速度跟作用力成反比，跟物體的質(zhì)量成反比。（板書） 牛頓正是在總結(jié)了前人大量的理論和實(shí)驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，再經(jīng)過自己長(zhǎng)期研究，才提出牛頓第二定律的。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)和研究歸納出

5、規(guī)律是人們認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律的一種重要發(fā)法。請(qǐng)同學(xué)回憶上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)過程中我們把小車看成什么？通過增減砝碼改變小車的什么力？學(xué)生：把小車看成質(zhì)點(diǎn)，增減砝碼改變小車的合外力。教師：可見，在牛頓第二定律中質(zhì)量指什么的質(zhì)量？作用力指什么力？加速度指什么加速度？學(xué)生：質(zhì)量指質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，也就是說所研究的物體能看成質(zhì)點(diǎn)；作用力指物體所受的合外力；加速度指合外力作用下物體獲得的加速度。教師：好極了，如果合外力發(fā)生變化時(shí)，加速度變化么？為什么？學(xué)生：因?yàn)槲矬w的質(zhì)量一定，根據(jù)在牛頓第二定律，合外力發(fā)生變化時(shí)，加速度變化。教師：這反映了加速度與合外力什么關(guān)系。學(xué)生：（小組討論）加速度與合外力之間的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系教師：太好了

6、！同學(xué)們能不能用學(xué)過的知識(shí)對(duì)加速度與合外力之間的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行具體闡述？小組交流：學(xué)生：（小組交流，派代表用投影儀投影，補(bǔ)充完善）（）當(dāng)合外力恒定不變時(shí)，加速度為恒量，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。（）當(dāng)合外力是變力時(shí)，加速度為變量，物體做變速運(yùn)動(dòng)。（）合外力為零，加速度為零，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止不動(dòng)。教師：前面學(xué)過的知識(shí)掌握得不錯(cuò)，大家的討論說明了什么？學(xué)生：說明了合外力是產(chǎn)生加速度的原因，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由合外力決定。教師：對(duì)，下面我們看到題目。質(zhì)量為的物體在光滑的水平面上受的力作用，產(chǎn)生2的加速度。請(qǐng)大家想一想，要使質(zhì)量為的物體在光滑的水平面上2的加速度，需要多大的外力？學(xué)生：需要的外力作

7、用。教師：同樣產(chǎn)生2的加速度，質(zhì)量為的物體需要的力作用，而質(zhì)量為的物體需要的力作用，說明了什么？學(xué)生：激烈討論 （以下是學(xué)生觀點(diǎn)）學(xué)生：要產(chǎn)生同樣大小的加速度，質(zhì)量越大的物體，所需的外力越大。學(xué)生：質(zhì)量越大的物體，越難改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。學(xué)生：質(zhì)量越大的物體，慣性越大，越難改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（由學(xué)生討論、互相補(bǔ)充、完善觀點(diǎn)，得出正確結(jié)論）教師：同學(xué)的發(fā)言非常精彩，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家對(duì)物體的慣性應(yīng)該有更深入的認(rèn)識(shí)。慣性不僅表現(xiàn)在物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)上，也表現(xiàn)在物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度上。教師：用投影儀展示賽車轉(zhuǎn)彎的圖片。我們知道賽車能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的運(yùn)動(dòng)速度。現(xiàn)在假設(shè)大家都

8、是設(shè)計(jì)師，根據(jù)牛頓第二定律，該怎么設(shè)計(jì)賽車呢？學(xué)生：（討論補(bǔ)充）在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的運(yùn)動(dòng)速度，也就是要有盡可能大的加速度，由牛頓第二定律可知，要使物體獲得較大的加速度，除了對(duì)物體施加較大的作用力外，還要使物體的質(zhì)量盡可能小，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的賽車除了裝備大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)外，還使用新型輕質(zhì)材料。教師：事實(shí)上設(shè)計(jì)師就是這么設(shè)計(jì)，我相信不久的將來，一定能看到同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的賽車奔馳在五大洲。根據(jù)牛頓第二定律的結(jié)論，前人把比例式寫成，說明的數(shù)值跟、和選擇的單位有關(guān)，前人發(fā)現(xiàn)如果物體的質(zhì)量，得到的加速度2，那么這時(shí)作用在物體上的外力的數(shù)值就等于的數(shù)值，前人把這時(shí)作用在物體的力的大小定義為 “個(gè)單位的力”，

9、的數(shù)值就等于，×2后人為了紀(jì)念牛頓，把力的單位×2叫做 “牛頓”，用符號(hào) “”表示。根據(jù)前人的推導(dǎo)過程，在運(yùn)用牛頓第二定律時(shí)，單位要注意什么？學(xué)生：、的單位必須分別是、2。教師：有人根據(jù)說，合外力的方向由加速度的方向決定，你們同意么？學(xué)生：不同意，因果倒置，根據(jù)牛頓第二定律我們知道，合外力是引起加速度的原因，加速度的大小、方向由合外力決定。教師：有人根據(jù)說，物體受的外力越大，加速度越大，速度越大。作用力減小，物體的速度一定減小。你們同意么？如果不同意，用生活的例子來說明。學(xué)生：（以下是學(xué)生觀點(diǎn)）學(xué)生：同意，生活中推車時(shí)，力越大，車越快。學(xué)生：不同意，例如汽車啟動(dòng)時(shí)，牽引力很

10、大，加速度很大，速度并不大；開動(dòng)后，司機(jī)換檔，減小牽引力，加速度減小，速度卻在增加。學(xué)生：不同意，火車啟動(dòng)時(shí)，牽引力很大，加速度很大，速度很小，經(jīng)過一段時(shí)間后，牽引力減小到與阻力大小相等，加速度為零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度最大。（讓不同的學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)背景的差異構(gòu)成寶貴的學(xué)習(xí)資源）教師：同學(xué)們平常的生活中觀察的很仔細(xì)，希望以后繼續(xù)保持下去。同學(xué)們中有同意的也有不同意的，到底哪種觀點(diǎn)正確呢？生活中的經(jīng)驗(yàn)可靠么？請(qǐng)大家繼續(xù)討論？學(xué)生：激烈辯論 （讓問題來自學(xué)生，也解決于學(xué)生）生活中的經(jīng)驗(yàn)不可靠，合外力、加速度和速度之間沒有必然聯(lián)系。教師：通過大家的討論，我們知道了生活中的直覺不可靠，直覺雖然不可靠，但

11、在科技發(fā)明中，直覺卻常常起著意想不到的重要作用。偉大的物理學(xué)家愛因斯坦為了創(chuàng)立狹義相對(duì)論進(jìn)行了多年的思考，一天晚上，突然，絕望中的他頭腦閃現(xiàn)希望的火花，他馬上伏案疾書，五個(gè)星期后，狹義相對(duì)論的論文寫成了。我們平時(shí)要多動(dòng)腦、多思考，說不定哪天直覺來，發(fā)明出對(duì)人類有用的產(chǎn)品。教師：速度、速度變化量、加速度之間有什么聯(lián)系學(xué)生：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，速度的大小取決于初速度的大小、加速度的大小、加速的時(shí)間。加速度大小取決于速度變化量與變化量所用時(shí)間教師：下面我們看一道題目：（投影儀投影）質(zhì)量為的汽車在平直路面試驗(yàn)車，當(dāng)達(dá)到的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過停下來，汽車受到的阻力多大？重新起動(dòng)加速時(shí)牽引力為，產(chǎn)生的加速度

12、應(yīng)為多大？假定驗(yàn)車過程中汽車受到的阻力不變。請(qǐng)分析：剎車、啟動(dòng)過程中汽車的受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？題目中已知什么，可以推出什么，要求什么？學(xué)生：（分組討論，得出結(jié)論）剎車階段：汽車在豎直方向上受到重力和地面的支持力而平衡，水平方向上受到地面的阻力做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，使汽車產(chǎn)生加速度的是地面的阻力。已知初速度、末速度和作用時(shí)間，可以求出加速度，進(jìn)而由牛頓第二定律計(jì)算出阻力啟動(dòng)過程：汽車在豎直方向上受到重力和地面的支持力而平衡，水平方向上受到地面的阻力和牽引力作用，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，使汽車產(chǎn)生加速度的是地面的阻力和牽引力的合力。已知阻力（上題求得）、牽引力、質(zhì)量，可以牛頓第二定律 （）求出加速度。教師：

13、分析很到位，下面請(qǐng)四位同學(xué)到黑板上寫出解答過程，看誰(shuí)又快又好，剩下的同學(xué)拿出筆記本動(dòng)手算算。學(xué)生：（討論評(píng)析，讓學(xué)生充當(dāng)老師的角色，發(fā)揮他們的主動(dòng)性）教師：下面我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)大家拿出抽屜中的空礦泉水瓶、拴有細(xì)線的小鐵球。裝滿水，將小鐵球放入水中，線的另一端固定在瓶蓋上，蓋上瓶蓋，請(qǐng)同學(xué)們猜猜，如果用手拿著瓶水平向右做加速直線運(yùn)動(dòng)，小球在瓶中的位置會(huì)變化么？如果會(huì)，位置如何變化？學(xué)生：（小組討論交流，得出猜想，以下是小組的觀點(diǎn)）學(xué)生：不會(huì)。學(xué)生：會(huì)，偏離原來位置向右。學(xué)生：會(huì)，偏離原來位置向左。教師：大家的意見不統(tǒng)一，到底會(huì)不會(huì)偏離呢，繼續(xù)討論。學(xué)生：（激烈辯論，互相置疑，互相指出對(duì)方的邏輯

14、矛盾，引發(fā)認(rèn)知沖突，完善自己的觀點(diǎn)）會(huì)偏離，可能偏離原來位置向左。教師：到底你們的猜想對(duì)不對(duì)呢？請(qǐng)大家開始動(dòng)手做做看。學(xué)生：動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，教師到同學(xué)中指點(diǎn)。現(xiàn)象：小鐵球可能偏離原來位置向左教師：通過大家的探究，證實(shí)了大家的猜想。大家想過沒有為什么小鐵球會(huì)偏離原來位置？學(xué)生：（討論交流得出）小鐵球作為整體中的一部分，具有和整體一樣的加速度，所以小鐵球要偏離原來位置。教師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以說明了什么？（提示從受力分析考慮）學(xué)生：（討論交流得出）加速度的方向與合外力的方向一致。教師：想一想：在探究的過程中，你有什么收獲？你還有什么問題無法解決？（點(diǎn)評(píng)：作為教師，不僅僅只關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，而且還重視學(xué)生

15、的學(xué)習(xí)過程， “收獲”不僅是指學(xué)到了什么知識(shí)，而且在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的情感體驗(yàn)，包括學(xué)生嘗到成功的喜悅及與同伴合作的快樂，即使是失敗了，學(xué)生經(jīng)歷情感上的波動(dòng)，這也是一種難得的經(jīng)歷，學(xué)生失敗后會(huì)反思，會(huì)進(jìn)行再實(shí)踐，再驗(yàn)證，這也是他們的收獲。）三、本課小結(jié)教師利用板書，總結(jié)出本節(jié)課的內(nèi)容、方法。教師：今天，我們研究了牛頓第二定律的推導(dǎo)、表述、物理意義以及應(yīng)用。其中，牛頓第二定律的推導(dǎo)、表述、物理意義是本節(jié)課的重點(diǎn)。應(yīng)該能運(yùn)用它去解決日常生活中簡(jiǎn)單的問題。本節(jié)課更重要的是通過知識(shí)的學(xué)習(xí)與探索使我們獲得了一些研究、思考問題的方法。首先，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)和研究歸納出規(guī)律是人們認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律的一種重要方法。其次

16、，直覺是一種重要的物理思維方式，在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中、在科技發(fā)明中常常起著意想不到的重要作用。最后是貫穿在本節(jié)課整個(gè)探索過程中的思維程序：即 “提出問題、猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論”對(duì)待任何問題，我們?cè)诓磺宄湓蛑熬纱竽懙牟孪胨赡艿母鞣N可能性，然后在運(yùn)用物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法去檢驗(yàn)、驗(yàn)證猜想是否正確。這是一種科學(xué)探索的方法。四、布置作業(yè)閱讀課本頁(yè)，科學(xué)漫步 “用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量”，完成其中的計(jì)算。上網(wǎng)搜索有關(guān)牛頓第二定律應(yīng)用的資料，寫一篇小文章。（通過布置小作文，去充分訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造力或想象力）教學(xué)設(shè)計(jì)說明“牛頓第二定律”是牛頓物理學(xué)的核心內(nèi)容，牛頓第二定律的推導(dǎo)、表述、物理意義是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本節(jié)是一節(jié)集物理規(guī)律、物理探究于一身的課，其中牛頓第二定律的推導(dǎo)、表述、物理意義是本節(jié)的核心，實(shí)驗(yàn)探究是實(shí)施新的教學(xué)理念的陣地。在授課中，教師通過交給學(xué)生一些有效的科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。點(diǎn)評(píng)該教案有以下特點(diǎn)：注重物理學(xué)科以邏輯推理、實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，從物理學(xué)方法的高度去指導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)，堅(jiān)持運(yùn)用引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)的方法讓學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦，自我塑造 “發(fā)現(xiàn)者”的形象。注重培養(yǎng)學(xué)生研究問題的方法。課堂教學(xué)的真正目的是培養(yǎng)學(xué)生的能力，而能力的形成需要通過學(xué)生方法的獲得去實(shí)現(xiàn)。在本節(jié)的教學(xué)過程中，教師不失時(shí)機(jī)的傳授給學(xué)生一些思