高中物理-3 牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計(jì)（一）創(chuàng)設(shè)情景、引入新課

教師活動(dòng)：提出問(wèn)題讓學(xué)生復(fù)習(xí)回顧實(shí)驗(yàn)：

l、物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關(guān)系？

2、物體的加速度與其質(zhì)量之間存在什么關(guān)系？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生回顧思考討論。

教師活動(dòng)：（進(jìn)一步提出問(wèn)題，完成牛頓第二定律探究任務(wù)的引入）物體的加速度與其所受的作用力、質(zhì)量之間存在怎樣的關(guān)系呢？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生思考討論，并在教師的引導(dǎo)下，初步討論其規(guī)律．

點(diǎn)評(píng)；通過(guò)多媒體演示及學(xué)生的討論，復(fù)習(xí)回顧上節(jié)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題的能力。

（二）進(jìn)行新課

一、牛頓第二定律

教師活動(dòng)：學(xué)生分析討論后，教師進(jìn)一步提出問(wèn)題：

l、牛頓第二定律的內(nèi)容應(yīng)該怎樣表述？

2、它的比例式如何表示？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論分析相關(guān)問(wèn)題，記憶相關(guān)的知識(shí)

1、物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．

2、牛頓第二定律寫(xiě)成比例式：a

∝

F/m

F

∝

ma

寫(xiě)成等式：

F

=

kma

（

k：比例系數(shù)

）

教師活動(dòng):教師要求學(xué)生思考：若物體受多個(gè)力的共同作用，則力F指的是什么？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論分析若物體受多個(gè)力的共同作用，則力F指的是物體所受的合力。二、力的單位

1、教師活動(dòng)：提問(wèn)歷史上對(duì)力的單位“牛頓”是怎樣定義的，即規(guī)定多大的力作為“一個(gè)單位的力”，即1N？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生閱讀課本得出：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m／s2的加速度的力，叫做1N。2．教師活動(dòng)：讓學(xué)生討論分析規(guī)定了力的單位后，表達(dá)式F=kma中的各個(gè)物理量如果都采用國(guó)際單位，則變成了怎樣的形式？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論分析得出牛頓第二定律的表達(dá)式為F

=

ma

教師小結(jié)：F=kma中的比例常數(shù)k與式中各物理量單位的選取有關(guān)，若各量的單位均采用國(guó)際單位，則k=1.牛頓第二定律的表達(dá)式變?yōu)镕=ma教師引導(dǎo)學(xué)生完成例1例1：在牛頓第二定律公式中，關(guān)于比例系數(shù)k的數(shù)值，下列說(shuō)法正確的是（）A．在任何情況下k都等于1B．k的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力的大小決定C．k的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力的單位決定D．質(zhì)量、加速度和力分別用千克、米/秒2和牛頓做單位，k的數(shù)值等于1三、對(duì)牛頓第二定律的理解：

1、教師活動(dòng)：（我們學(xué)習(xí)了牛頓第二定律，下面我們通過(guò)例2深化一下對(duì)牛頓第二定律的理解）引導(dǎo)學(xué)生完成例2例2：如圖所示，在光滑的水平面上，物體m受一大小不變、方向向右的力F1的作用，那么，物體的加速度a1大小為多少？方向如何？F1m一段時(shí)間后，把力F1變?yōu)镕2，方向向左，那么，物體的加速度aF1m學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生通過(guò)牛頓第二定律計(jì)算得出在光滑的水平面上，物體m受一大小不變、方向向右的力F1的作用加速度a1=F1/m，方向與F1方向相同，向右；當(dāng)物體m受一大小不變、方向向左的力F2的作用加速度a2=F2/m，方向與F2方向相同，向左；2、教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合例2，探究以下四個(gè)問(wèn)題（1）．在的表達(dá)式中，在研究對(duì)象的選取上，F(xiàn)、m、a三者是否一致？（2）．中F與a的方向有什么關(guān)系？（3）．當(dāng)有力作用在物體上時(shí)，是先有力作用然后產(chǎn)生加速度呢，還是力和加速度是同時(shí)產(chǎn)生的？當(dāng)力發(fā)生變化時(shí)，加速度發(fā)生變化嗎？（4）．當(dāng)幾個(gè)力共同作用在物體上時(shí)，我們可不可以這樣來(lái)求加速度：先求每一個(gè)力產(chǎn)生的加速度，然后再把這些加速度進(jìn)行合成得到合加速度？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生先思考，再相互討論得出牛頓第二定律的一些性質(zhì)。教師歸納總結(jié)：對(duì)牛頓第二定律的深化理解（1）．同一性：a，F(xiàn)，m是對(duì)同一個(gè)物體而言（2）．矢量性：加速度的方向和合外力的方向一致

（3）．

瞬時(shí)性：有力就有加速度，力恒定不變，加速度也恒定不變。力隨著時(shí)間改變，加速度也隨時(shí)間改變。力停止作用，加速度也隨著消失。（4）．

獨(dú)立性：作用在物體上的每個(gè)力都能獨(dú)立地各自產(chǎn)生各自的加速度，物體運(yùn)動(dòng)的加速度為每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和四：牛頓第二定律的應(yīng)用教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律解決一些實(shí)際問(wèn)題例3：某質(zhì)量為1100kg的汽車(chē)在平直路面試車(chē)，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)70s停下來(lái)，汽車(chē)受到的阻力是多大？學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律求解例3，教師先讓一位學(xué)生講解自己的解題思路教師再精講點(diǎn)撥：例3是知道物體的運(yùn)動(dòng)情況求受力情況，先利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度，再利用牛頓第二定律求物體的受力情況。解題過(guò)程應(yīng)注意的問(wèn)題有：統(tǒng)一單位，km/h要化成m/s；應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度時(shí)要規(guī)定正方向；應(yīng)用牛頓第二定律求物體的受力情況時(shí)要先對(duì)物體受力分析，再求汽車(chē)受到的阻力等。教師再引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律解決例3的變式訓(xùn)練：例3中汽車(chē)重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？10s后汽車(chē)的速度多大？假定試車(chē)過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力不變。（教師先讓一位學(xué)生到黑板上寫(xiě)一下變式訓(xùn)練的解題過(guò)程，教師根據(jù)學(xué)生解題時(shí)存在的一些問(wèn)題讓其他學(xué)生分析討論，讓學(xué)生了解如何規(guī)范解題。）教師再精講點(diǎn)撥：變式訓(xùn)練是知道物體的受力情況求運(yùn)動(dòng)情況，先對(duì)物體受力分析求出合力，再利用牛頓第二定律求加速度，最后利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求物體的運(yùn)動(dòng)情況。最后讓學(xué)生展開(kāi)討論應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟，并歸納總結(jié)出應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟：1、確定研究對(duì)象2、對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確的受力分析或運(yùn)動(dòng)情況分析3、利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度4、利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓第二定律進(jìn)一步求解要求的物理量5、檢驗(yàn)結(jié)果是否合理最后讓學(xué)生總結(jié)這一節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，并完成當(dāng)堂檢測(cè)學(xué)情分析本節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)是要求學(xué)生對(duì)牛頓第二定律有一定的理解和掌握。所以不僅要使學(xué)生了解牛頓第二定律的內(nèi)容，更重要的是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到牛頓第二定律在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的重要性，以及如何利用該定律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，更不能忽略要在教學(xué)過(guò)程中時(shí)刻注意對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

學(xué)生在上一節(jié)課已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，知道了加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，，這些都為本節(jié)學(xué)習(xí)準(zhǔn)備了知識(shí)基礎(chǔ)；牛頓第二定理通過(guò)加速度把物體的運(yùn)動(dòng)和受力緊密的聯(lián)系在一起，使前三章構(gòu)成一個(gè)整體，是解決力學(xué)問(wèn)題的重要工具。應(yīng)使學(xué)生明確對(duì)于牛頓第二定律應(yīng)深入理解、全面掌握，即理解個(gè)物理量和公式的內(nèi)涵和外延。因此在課堂上要通過(guò)多種方法創(chuàng)設(shè)情景，為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)情景。在教學(xué)過(guò)程中更要注重對(duì)學(xué)生思想觀念和心理的影響，即讓學(xué)生感受到物理學(xué)在認(rèn)識(shí)自然上的本質(zhì)性、深刻性、有效性。

效果分析1、檢測(cè)目標(biāo)檢測(cè)學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的理解以及運(yùn)用能力2、檢測(cè)方式課中，本人以當(dāng)堂檢測(cè)的形式對(duì)學(xué)生當(dāng)堂學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了檢測(cè)

課后，本人以評(píng)測(cè)練習(xí)的形成對(duì)學(xué)生所掌握的知識(shí)進(jìn)行了檢測(cè)。3、效果分析通過(guò)對(duì)牛頓第二定律的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本上掌握了牛頓第二定律的內(nèi)容與公式，了解了牛頓第二定律的四性，如：同一性、矢量性、瞬時(shí)性、獨(dú)立性等。并能運(yùn)用牛頓第二定律解決一些實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生對(duì)于用牛頓第二定律求加速度已經(jīng)能基本掌握其解題步驟，對(duì)定律的理解也能達(dá)到大綱的要求，有些同學(xué)對(duì)受力分析還是不熟悉，有時(shí)會(huì)多力或者漏力，可以多加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練?？傮w來(lái)說(shuō)學(xué)生該掌握的都已基本掌握，知識(shí)理解運(yùn)用都達(dá)到了基本的教學(xué)要求，不足之處是學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的靈活應(yīng)用還有所欠缺，需要繼續(xù)加強(qiáng)相應(yīng)的訓(xùn)練。教材分析1．教材的地位和作用

牛頓第二定律是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的重要規(guī)律，它是動(dòng)力學(xué)的核心規(guī)律，也是學(xué)習(xí)其它動(dòng)力學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)。本課以必修1教材為依據(jù)。通過(guò)定律的探求過(guò)程，滲透物理學(xué)研究方法，是整個(gè)物理教學(xué)的重要內(nèi)容和任務(wù)。這是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的常用方法。所以本節(jié)課不只是讓學(xué)生知道牛頓第二定律的表達(dá)式，更應(yīng)理解牛頓第二定律。本章教科書(shū)將牛頓第二定律的探究實(shí)驗(yàn)和公式表達(dá)分成兩節(jié)內(nèi)容，目的在于加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究和突出牛頓第二定律在力學(xué)中的重要地位。牛頓第二定律的首要價(jià)值應(yīng)該應(yīng)該是確立了力和運(yùn)動(dòng)之間的直接關(guān)系，即因果關(guān)系。如知道了物體的受力情況，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化就完全確定了。本節(jié)內(nèi)容首先在上節(jié)課實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析說(shuō)明，提出了牛頓第二定律的具體內(nèi)容表述，得出牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。從a∝

F/m,到F∝

ma,到F=kma,再到最后得出F=ma，其中蘊(yùn)含豐富的知識(shí)與技能、過(guò)程與方法性目標(biāo)。因此，更要注重對(duì)學(xué)生思想觀念和心理的影響，即讓學(xué)生感受到物理學(xué)在認(rèn)識(shí)自然上的本質(zhì)性、深刻性、有效性。教科書(shū)突出了力的單位1N的物理意義，它是為后面學(xué)習(xí)單位制的內(nèi)容做準(zhǔn)備的。老師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生必要的討論。本節(jié)最后通過(guò)兩個(gè)例題介紹牛頓第二定律應(yīng)用的基本思路，它們也是學(xué)習(xí)、理解牛頓第二定律的基本組成部分。

2．教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：牛頓第二定律理解及應(yīng)用

教學(xué)難點(diǎn)：深入理解牛頓第二定律

《牛頓第二定律》評(píng)測(cè)練習(xí)A組1．根據(jù)牛頓第二定律，下列敘述正確的是()A．物體加速度的大小跟它的質(zhì)量、受到的合力無(wú)關(guān)B．物體所受合外力必須達(dá)到一定值時(shí)，才能使物體產(chǎn)生加速度C．物體加速度的大小跟它所受的作用力中的任一個(gè)的大小成正比D．當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合外力的水平分力不變時(shí)，物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比2．在牛頓第二定律的表達(dá)式F＝kma中，有關(guān)比例系數(shù)k的下列說(shuō)法中正確的是()A．k的數(shù)值由質(zhì)量、加速度和力的數(shù)值決定B．k的數(shù)值由質(zhì)量、加速度和力的單位決定C．在國(guó)際單位制中，k等于1D．在任何情況下k都等于13．由牛頓第二定律F＝ma可知，無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是當(dāng)用很小的力去推很重的桌子時(shí)，卻推不動(dòng)，這是因?yàn)?)A．牛頓第二定律不適用于靜止的物體B．桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛觀察不到C．推力小于桌子所受到的靜摩擦力，加速度為負(fù)值D．桌子所受的合力為零，加速度為零4．對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一水平拉力F，當(dāng)力剛開(kāi)始作用的瞬間()A．物體立即獲得速度B．物體立即獲得加速度C．物體同時(shí)獲得速度和加速度D．由于物體沒(méi)有來(lái)得及運(yùn)動(dòng)，所以速度和加速度都為零5．將質(zhì)量為0.5kg的小球，以30m/s的速度豎直上拋，經(jīng)過(guò)2.5s小球到達(dá)最高點(diǎn)(取g＝10m/s2)．求：(1)小球在上升過(guò)程中受到的空氣的平均阻力；(2)小球在最高點(diǎn)時(shí)的加速度大??；(3)若空氣阻力不變，小球下落時(shí)的加速度為多大？B組1、在平直軌道上運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂中的光滑水平桌面上用彈簧拴著一個(gè)小球，彈簧處于自然長(zhǎng)度，如圖所示，當(dāng)旅客看到彈簧的長(zhǎng)度變長(zhǎng)時(shí)，對(duì)車(chē)廂運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷可能的是()A．車(chē)廂向右運(yùn)動(dòng)，速度在增大B．車(chē)廂向右運(yùn)動(dòng)，速度在減小C．車(chē)廂向左運(yùn)動(dòng)，速度在增大D．車(chē)廂向左運(yùn)動(dòng)，速度在減小2．如圖所示，在沿平直軌道行駛的車(chē)廂內(nèi)，有一輕繩的上端固定在車(chē)廂的頂部，下端拴一小球，當(dāng)小球相對(duì)車(chē)廂靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為θ，則下列關(guān)于車(chē)廂的運(yùn)動(dòng)情況正確的是()A．車(chē)廂加速度大小為gtanθ，方向沿水平向左B．車(chē)廂加速度大小為gtanθ，方向沿水平向右C．車(chē)廂加速度大小為gsinθ，方向沿水平向左D．車(chē)廂加速度大小為gsinθ，方向沿水平向右3、一物塊位于光滑水平桌面上，用一大小為F、方向如圖所示的力去推它，使它以加速度a向右運(yùn)動(dòng)．若保持力的方向不變而增大力的大小，則()A．a(chǎn)變大B．a(chǎn)不變C．a(chǎn)變小D．因?yàn)槲飰K的質(zhì)量未知，故不能確定a變化的趨勢(shì)4、(1)如圖所示，一個(gè)物體從光滑斜面的頂端由靜止開(kāi)始下滑，傾角θ＝30°，斜面靜止不動(dòng)，重力加速度g＝10m/s2.求物體下滑過(guò)程的加速度有多大？(2)若斜面不光滑，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),6)，物體下滑過(guò)程的加速度又是多大？A組1、答案D解析物體加速度的大小與物體受到的合力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；力是產(chǎn)生加速度的原因，只要有合外力，物體就有加速度，它們之間是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，不存在累積效應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體加速度的大小與它受到的合外力成正比，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由Fx＝max知，選項(xiàng)D正確．2、答案BC解析物理公式在確定物理量數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量的單位，在F＝kma中，只有“m”的單位取kg，“a”的單位取m/s2，“F”的單位取N時(shí)，才有k＝1.B、C正確．3、答案D解析牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma中的力F是指合力，用很小的力推很重的桌子時(shí)，桌子不動(dòng)，是因?yàn)樽雷优c地面間的最大靜摩擦力大于推力，推力與桌子受到的靜摩擦力的合力為零，所以桌子所受的合力為零，仍然靜止不動(dòng)，牛頓第二定律同樣適用于靜止的物體，所以A、B、C都不正確，只有D正確．4、答案B解析物體受重力、支持力與水平拉力F三個(gè)力的作用，重力和支持力的合力為零，因此物體所受的合力即水平拉力F.由牛頓第二定律可知，力F作用的同時(shí)物體立即獲得了加速度，但是速度還是零，因?yàn)楹狭與速度無(wú)關(guān)而且速度只能漸變不能突變．因此B正確，A、C、D錯(cuò)誤．5、答案(1)1N(2)10m/s2(3)8m/s2解析(1)設(shè)小球上升時(shí)，加速度為a，空氣的平均阻力為F則v＝at，mg＋F＝ma把v＝30m/s，t＝2.5s，m＝0.5kg代入得F＝1N(2)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，因速度為零，故不受空氣阻力，故加速度大小為g，即10m/s2(3)當(dāng)小球下落時(shí)，空氣阻力的方向與重力方向相反，設(shè)加速度為a′，則mg－F＝ma′，得a′＝8m/s2B組1、答案BC解析本題若直接分析車(chē)廂的運(yùn)動(dòng)，將不知從何下手，由于小球隨車(chē)廂一起運(yùn)動(dòng)，因此取小球作為研究對(duì)象．由于彈簧變長(zhǎng)了，故小球受到向左的彈力，即小球受到的合力向左．因?yàn)榧铀俣萢與F合同向，故小球的加速度方向向左．加速度a方向向左，并不能說(shuō)明速度方向也向左，應(yīng)有兩種可能：(1)速度v向左時(shí)，v增大，做加速運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確；(2)速度v方向向右時(shí)，a與v方向相反，速度v減小，做減速運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)正確．2、答案A解析設(shè)小球質(zhì)量為m，車(chē)廂加速度為a，對(duì)小球進(jìn)行受力分析可知，小球受繩的拉力和重力，其中繩的拉力F在豎直方向上的分力為Fcosθ，有Fcosθ＝mg，水平方向有Fsinθ＝ma，解得a＝gtanθ，方向水平向左．3、答案A解析對(duì)物塊受力分析如圖，分解力F，由牛頓第二定律得Fcosθ＝ma，故a＝eq\f(Fcosθ,m)，F(xiàn)增大，a變大．4、答案(1)5m/s2(2)2.5m/s2解析(1)根據(jù)牛頓第二定律得：mgsinθ＝ma1所以a1＝gsinθ＝10×eq\f(1,2)m/s2＝5m/s2(2)物體受重力、支持力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ－Ff＝ma2FN＝mgcosθFf＝μFN聯(lián)立解得：a2＝gsinθ－μgcosθ＝2.5m/s2

課后反思在教學(xué)過(guò)程中，我利用多媒體等手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在課堂上積極展現(xiàn)自己，使學(xué)生成為課堂的主體，教師主要是引導(dǎo)學(xué)生思考、討論、探究。