高一物理牛頓第二定律教學設計1 新課標 豫教版 必修1

1、高一物理牛頓的第二定律教育設施修訂(如果上課時間為2小時，這是第1小時探測加速度和力、質量的關系)福建省石獅市石光海外華人聯合中學1 .學習任務分析1 .教材的地位和作用牛頓的第二定律是在實驗基礎上建立的重要規(guī)律，它是動力學的核心規(guī)律，也是學習其他動力學規(guī)律的基礎。 普通高中物理課程標準共同必修模塊“物理1”中與本節(jié)有關的內容是“通過實驗探索加速度與物體的質量、物體受力的關系，理解牛頓的第二定律”，本項目要求學生通過實驗，探索加速度、質量、力三者的關系，強調學生體驗實驗的探索過程2 .學習的主要任務：本節(jié)的學習塔斯克類型為綜合型。 知識上了解決定加速度的因素，理解加速度、質量、力三者的關系，要

2、求技能上能夠設定和操作的實驗，要求測定相關物理量的體驗上體驗探索活動，嘗試解決問題的方法，體驗發(fā)現規(guī)律過程，體驗科學研究方法控制變量法、圖像法的應用3 .教育重點和難點：要點：.知道決定物體加速度的因素。 .加速度、力和質量關系的探究過程。教育難點：對學生根據預期進行實驗設施修訂，提出可行的實驗方案，完成實驗，得到實驗結果。2 .學習者的狀況分析在學習這個內容之前，教的學生掌握了力、品質、加速度、慣性等概念的質量是慣性的尺度，知道力是改變物體運動狀態(tài)的原因的物體受到的力進行分析。 具有一定的實驗操作技能，具有使用氣墊導軌和光電測量時系統(tǒng)或打點計時器來研究均勻變速直線運動的一定校正機操作能力，使

3、用CAI課件處理實驗數據。 學生對物理學的研究方法有一定的了解，在自主學習、合作研究等方面的能力有了一定的提高。在非智力因素方面，學生學習積極，對物理學習有興趣有強烈的好奇心和求知欲，樂于探索自然段的奧秘有勇氣堅持正確的觀點，喜歡和改正錯誤的同齡人一起學習，愿意將自己的見解和他人交流，有工作團隊精神。3 .教育目標分析根據上述學習塔斯克和學習者狀況的分析，本課程的教育目標如下1 .知識和技能目標：.使學生明確物體的加速度只有力量與品質有關，并通過實驗探索它們之間的定量關系培養(yǎng)學生獲得知識和設修實驗的能力；2 .過程和方法目標：.使學生體會探究過程在探索過程中，滲透科學研究方法(控制變量法、實驗

4、歸納法、圖像法等)3 .情感、態(tài)度和價值觀目標：通過學生之間的討論、交流與合作進行探索，培養(yǎng)工作團隊精神。在研究過程中讓學生體驗成功解決問題的喜悅，增進學習物理的感情。4 .教材處理和教學策略教材處理把牛頓的第二定律分成了兩個學時。 第一學期的主要任務是探索加速度與力、質量的關系第二學期的主要任務是建立牛頓的第二定律，進行初步的應用。 本課程為第一學期，主要采用以下教學策略1 .與自主學習合作探索改變示范實驗向學生小組探索實驗。 讓學生通過自主學習，自我監(jiān)視認知活動，及時進行相應的調整。 小組(46人一組)、小組間的合作研究可以將學生的合作精神和競爭意識培養(yǎng)成云同步，使不同水平的學生能夠做到，

5、取得成果。人民教師策略是宏命令地特羅爾整體教學進度，微觀地激活學生的局部學習過程，有組織地、分階段地進行學生的學習。2 .現代教學手段和休里文明棍課堂教學中采用多媒體課件作為輔助手段，創(chuàng)設物理情景，啟發(fā)學生，確立學生形象的直觀認識，幫助學生調動學習積極性，CAI課件結合校園網處理實驗數據，提高學習效率5 .教育器材教育設備：多媒體教室、課件學生小組實驗器材(探索包):氣墊導軌、瓦斯氣體源、2扇光電門和與其定徑套的數碼計時器、滑塊、細線、小桶、天平、砝碼、細砂、彈子秤、推車、木片、鉤狀體查詢密碼、一端帶有滑輪的長條板6 .教育過程設定修訂(1) .創(chuàng)設劇本，引進新課程展示網絡視頻：劉翔在雅典奧運

6、會上奪金的樣子。人民教師：決賽中，劉翔把自己身上帶的東西都摘下手表、項鏈等，穿上最輕的跑步鞋。 這樣做的科學道理在哪里？預測學生討論的結果可能會得出以下結論質量越小，運動狀態(tài)越容易改變。 也就是說，在相同的情況下，物體得到的加速度變大。說明了在網絡視頻展示中創(chuàng)設物理劇本，在激發(fā)學生學習熱情的同時，滲透德育教育。(2) .作出預料人民教師：那么，物體的加速度和什么因素有關呢？請學生們根據生活經驗提出自己的意見，舉例說明一下。 (人民教師利用教材為云同步提供一些攝影圖片，為學生提供啟發(fā)。 中所述)(附加圖像的內容如下所示為什么體操、跳水運動員的身體又瘦又瘦？從防止交通事故的觀點來講，反過載的道理如

7、何？F1方程式的賽車質量只有普通轎車質量的三分之一，這有什么好處？神舟5號船回到倉庫時，為什么要打開殘奧滑道？ 中所述)為了預測學生的代表性回答，(人民教師在學生分析的過程中總結板書。 中所述)1 .與物體受到的外力的關系：.與物體受到的外力有關的比如，騎自行車上剎車器：用力踩剎車器，力越大，車就越容易停下來。 也就是說，阻力越大，自行車減速的加速度越大。與物體受到的外力無關，例如，如果用大小不同的力推一推大石頭，就不能推一推，運動狀態(tài)不變，加速度為零。物體受到的外力應該是有關系的。用大小不同的力推大石頭不動，分析是因為大石頭在云同步上受到摩擦力的作用，外力為零，所以加速度也為零。2 .與物體

8、的質量的關系：關系到物體的質量。例如，人用同樣的力分別推一推定自行車和摩托車的話，自行車比較容易加速，摩托車很難。 也就是說，在同樣的情況下，質量小的自行車加速度大。3 .與物體運動速度的關系關于物體的速度，例如，速度大的物體難以停止運動，速度小的物體容易來到天下。.與物體的速度無關，例如，進行勻速直線運動的物體，不管速度大小，加速度為零。與物體的速度無關，加速度是記述速度變化速度的物理量，可以根據公式進行加速度與速度的大小無關人民教師：讓學生總結的話，可以推測物體的加速度只與它受到的外力f和物體自身的質量m有關。說明學生在生活中對“影響物體加速度大小的因素”的認識，但對這些個的認識往往是片面

9、和不正確的。 因此，為了讓學生把現有的認識表達給一盞茶，在這個過程中人民教師利用教材提供一些攝影圖片，給學生以啟發(fā)，讓他們不斷地修改自己的觀點，形成對科學的認識。人民教師：結合學生先學的知識(牛頓第一定律等)，討論預期的科學依據，確定物體的加速度僅與其受到的外力f和物體本身的質量m有關。說明讓學生從理論的觀點分析，有助于培養(yǎng)學生理論聯系實際的能力，也有助于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。讓學生深入探索： f和m的定量關系。(3) .探討和f、m的定量關系1 .確定研究方法人民教師：我們應該用什么樣的物理方法研究與f，m的定量關系呢？對預測學生的分析如下：分兩個步驟進行研究.在研究對象的質量m保持一定的

10、狀態(tài)下，研究加速度和外力f的關系在保持對象受到的外力f一定的狀態(tài)下，探討加速度和質量m的關系。并且，通過綜合2次研究結果進行推論和歸納，可以找出與m、f三者的關系。人民教師決定研究方法后，簡單介紹控制變量法。說明中學階段學生多次應用控制變量法。 如果學生回答錯了，人民教師會提醒學生研究電流、電壓和電阻三者關系的方法。2 .設訂實驗方案人民教師進一步指導學生修訂實驗方案。讓學生以組為單位制定和修訂研究方案：包括使用怎樣的實驗器材、如何操作、如何收集數據等(希望學生能簡單地把設計方案寫在紙上)。由人民教師巡回提供必要的指導。選出代表性方案的小組代表上臺簡要敘述本組的修訂方案(用實物投影機心理投射整

11、學生在紙上寫的方案)，讓全班同學交流。 大家在相互啟發(fā)、補充的過程中形成了較為完善的方案。預測學生設計的實驗方案可能如下方案1 :使用推車、火花打點計時器、紙錄音帶、長木板、細線、小桶、鉤狀體查詢密碼、天平、砝碼、標尺、墊木等器材，研究推車的運動。 用天平分別測定小車的質量m，測定小桶的質量和小桶的平衡錘m1，將小桶和小桶的平衡錘的總重力m1g作為小車受到的拉伸力f，從打點計時器輸出的紙帶測定s來計算，根據S=T2計算小車的加速度。情景2 :以氣墊導軌、空氣源、2扇光電門、數字計時器、滑塊、滑塊、標尺、細線、小桶、砝碼、天平為器材，研究滑塊的運動。 用天秤測量滑塊和滑塊的質量滑塊m，測量小桶和

12、小桶的重物的質量m1，將小桶和小桶的重物的總重力m1g作為滑塊受到的拉伸力f，用光電門和數碼計時器自動測量滑塊在2個光電門上移動的速度和其過程所花費的時間t，用式進行滑塊說明.在學生交流討論實驗設施修訂的方案中，要讓他們對各種方案闡述自己的觀點，讓他們反省方案中的問題，啟發(fā)云同步參與學生的討論分析，使學生形成更完美的實驗方案。 注意到在云同步，有些學生可能有別的方案，鼓勵和認真對待，上課時間不足的情況下，可以在課外指導學生進行探索。 .在修改測量拉力的方法時，人民教師必須告訴學生，把小桶和小桶中的砝碼的總重力m1g作為研究對象承受的拉力F1是有條件的，即m1M。 給云同步，這個條件可以作為學生

13、課外研究課題。 在實驗中，通過測量小桶的質量，增減小桶中砝碼的質量，只需改變對研究對象的拉力，就能夠節(jié)省砝碼測量所需的時間。(對于探索能力低的學生，可以采用以下導游方式人民教師：首先討論加速度和外力f的定量關系。 (即，在研究對象的質量m保持一定的情況下，研究加速度和外力f的數量的關系。 中所述)在人民教師的進一步指導下，為了使學生在實驗中了解研究、f的定量關系，需要在保持研究對象的質量一定的同時測量加速度和外力f的值。那么，應該怎么實施那個呢？ 你打算用什么樣的實驗器材？ 怎么操作？ 應該測量什么樣的物理量，應該怎樣測量？ 根據桌子上放置的實驗器材和桌子上沒有的實驗器材，小組單位研究研究方案

14、。 大家再交流。為使學生對實驗方案的設定更加明確，將印刷的研究塔斯克表格發(fā)給各組。學生小組討論、設訂研究方案(要求學生簡單填寫設訂方案表格)。派代表到各組簡要敘述本組設修正案(用實物投影儀心理投射學生在表上寫的方案)，讓全班同學交流。 在大家相互啟發(fā)、補充的過程中形成比較完善的方案?？赡艿挠懻撊缦聦W生可能提出的方案1 :以推車、打點計時器、紙錄音帶、長板、細線、彈簧名稱、標尺為器材，研究推車的運動。人民教師使學生討論這個方案的可行性，使學生飛躍性地發(fā)表自己的見解。學生：測量加速度要施加外力，使汽車均勻地加速直線運動。 用負荷傳感器測量力，用打點計時器測量加速度。人民教師：其他同學對這個方案有什

15、么意見？學生：用手拉彈簧秤測量力量。 為了使車均勻地加速運動，力的大小發(fā)生變化，很難控制在一定程度，很難測量。人民教師：其他同學還有其他測量力的方法嗎？學生：用鉤狀體查詢密碼用細線劃汽車，拉力不變。 可以將鉤狀體查詢密碼的重力看作外力f，要改變外力f只需改變鉤狀體查詢密碼的重量(質量)。人民教師：你覺得可以嗎？ 有問題請?zhí)岢鰜韺W生：人民教師：根據更精確的修正，只有在重物的質量m遠小于車的質量m時，重物受到的重力才能近似等于車的拉力，即拉力Fmg。學生：重物的質量m要求遠遠小于車的質量m，但與用鉤狀體查詢密碼拉車相比，鉤狀體查詢密碼的質量更大。 因此，要求使用質量比較小的小砂桶。人民教師：其他同

16、學對這個方案有意見嗎？人民教師啟發(fā)：當小沙桶的質量遠小于車的質量時，車與木版之間的摩擦阻力不能忽視。 這個問題如何解決即如何消除摩擦力的影響？人民教師啟發(fā)學生。學生：我把木板的沒有皮帶輪的一端稍微提高一點，用重力的分力抵消摩擦力，直到汽車不受重物作用時等速運動為止都采用。人民教師：你覺得可以嗎？ 其他同學有什么不同的想法嗎？學生：人民教師：小桶和沙子的質量m-1可以用天平測量，這樣的測量需要時間，有沒有更快知道物體的質量的方法？學生討論后，回答：先測量小桶的質量，用砝碼代替砂子，可以節(jié)省實驗時間。人民教師和學生共同確定方案如下：使用推車、打點計時器、紙錄音帶、長木板、細線、小桶、鉤狀體查詢密碼

17、、天平、砝碼、刻度、墊木等器材，研究推車的運動。 用天平測定小桶的質量m1，將小桶和小桶中的平衡錘的總重力m1g作為小車受到的拉伸力f，根據打點計時器打出的紙帶測定s來計算，根據S=T2計算小車的加速度。 并且，通過改變小桶和砝碼的質量m-1來改變拉力的大小，根據每次實驗分別測定的物理量計算該拉力f和加速度，能夠判斷加速度和物體受到的力之間存在的定量關系。可能的方案2 :人民教師：其他同學有不同的設計方案嗎？從人民教師如何更好地消除摩擦力的影響，有效地測量加速度的觀點來看，指導學生應用氣墊導軌可以更有效地消除摩擦力的影響。學生建議用氣墊導軌和打點定時器組成的系統(tǒng)進行研究。 在人民教師的指導下，學生通過討論否定方案的可行性(難以操作和備忘錄受氣墊導軌氣流的影響很大)。人民教師向學生介紹了氣墊導軌和光電門測量時系統(tǒng)的優(yōu)點及其使用。指導學生應用氣墊導軌和光電門系統(tǒng)作為實驗器材進行研究。關于人民教師和學生的共同決定草案如下以氣墊導軌、空氣源、2扇光電門、數碼計時器、滑板、滑板、標尺、細線、小桶、砝碼、天平為器材，研究滑板搖滾樂的運動。 用天秤測量小桶的質量m1，將小桶和小桶中的砝碼的總重力m1g作為滑塊承受的拉伸力f，用光電門和數字計時器測量滑塊在2個光電門上移動的速度和該過程花費的時間t，通過式計算滑塊的加速度。 并且，通過改變小桶和砝碼的質量m-1來改變拉力的大小，根據每次實驗