牛顿第二定律教案

教案设计

《牛顿第二定律》

授课班级：高中一年级 授课课时：2课时 授课教师：XXX

授课时间：2013学年第二学期

二O一三 年五月

《牛顿第二定律》教案

一、教材分析

本节是普通高中课程标准实验教科书高一物理第三章第三节的内容。是在上一节探究物体运动状态的改变的基础上进行的。上一节学生通过反复大量的实验和观察，已经能够意识到物体运动状态的改变存在的物理关系。较之以往的教材顺序安排，学生自己动手获得的实验规律则更有说服力。这一点是本节开展最有效果的着力点。

教科书将牛顿第二定律的探究试验和公式表达分成了两部分内容，目的在于加强试验探究和突出牛顿第二定律在力学的重要地位。牛顿第二定律的首要价值是确立了力与运动之间的直接关系，即因果关系。本节内容是在上节的基础上，通过分析说明，提出了牛顿第二定律的具体内容表述，得到了牛顿第二定律的数学表达式。教科书突出了力的单位1牛顿的物理意义，并在最后通过例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路。它们也是学习理解牛顿第二定律的基本组成部分。由于整合了物体的受力分析和运动状态分析，使得本节成为考试的热点和必考内容。受力分析和运动状态分析，是解决物理问题的两种基本方法。并且，本单元的学习既是后继“动能”和“动量”等复杂物理过程分析的基础，也是解决“带电粒子在电场、磁场中运动”等问题的基本方法，因而显得十分重要。

二、教学重点

1、知道决定物体加速度的因素。

2、加速度与力和质量的关系的探究过程。 3、牛顿第二定律。

4、牛顿第二定律的应用。

三、教学难点

1、牛顿运动定律的意义，数学表达式的得出过程和引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。

2、牛顿第二定律的应用。

四、学习者情况分析

在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力。学生已初步掌握物体的运动规律，学生潜在的疑问：力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？说明：学生的这个疑问是打破旧的知识体系的必然要求，同时是构建新的知识体系的重要前提。已具备一定的实验操作技能，会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动。学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。

在非智力因素方面，学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。

五、教学过程

在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时。第一学时主要的任务是：探究加速度与力、质量的关系；第二学时主要的任务是：建立牛顿第二定律并进行初步的应用。

第一课时

1．1教学目标

根据上述对学习分析和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：

（1） 知识与技能

1. 掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。

2.理解牛顿第二定律一般表达的含义﹙针对质点使用的、力为质点所受的合力，同时性、矢量性，﹚，能准确描述牛二定律，理解从实验的基础上得到其数学表达式。知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。 （2）过程与方法

1. 以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律

2.掌握课程题解决的思维程序步骤 →发现问题→形成→建立→检验→评价发展，能从实际运动中抽象出模型并用第二定律加以解决。 （3）情感态度与价值观

1.使学生形成愿意与他人合作学习的意识。有将自己的见解与他人交流的愿望。

2.培养学生的创造态度、实事求是的科学态度以及勇于修正错误的健康心理、具有团队精神。

1.2教学策略

本节课是第一学时，主要采用以下的教学策略： （1）自主学习与合作探究

改演示实验为学生分组探究实验。让学生在自主学习中，通过对认知活动进行自我监控，并及时做出相应的调整。小组（4～6人一组），小组间的合作探究可以同时培养学生的合作精神和竞争意识，让不同层次的学生都能有所作为，有所收获。

教师的策略是宏观调控整体教学进度，微观放活学生局部学习进程，让学生的学习有组织、有步骤地进行。 （2）现代教学手段与启发式

在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，调动学生学习的积极性；同时利用CAI课件和校园网络处理实验数据，能有效地提高学习效率。

1.3课前准备

1．学生的学习准备：预习课本，找出力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？ 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

3．教学环境的设计和布置。

1.4教学器材

教学设备：多媒体教室、课件。 学生分组实验器材（探究包）：气垫导轨、气源、两个光电门和与之配套的数字计时器，滑块、滑片、细线、小桶、天平、砝码、细沙、弹簧秤、小车、木块、钩码、一端带有滑轮的长木板、打点器、纸带、秒表、毫米刻度尺、垫木、橡皮筋等。

1.5教学过程设计

（1）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （2）创设情景、引入新课

视频展示：刘翔在雅典奥运会夺金的情景。 教师：在决赛时，刘翔将自己身上一切戴的东西像手表、项链等都摘了下来，穿最轻的跑鞋。这样做的科学道理在哪里？

预测学生讨论后得出的结论可能是：___________________________。 质量越小，运动状态越容易改变，也就是说在相同的情况下，物体获得的加速度就越大。

说明通过视频展示创设物理情景，激发学生的学习兴趣，同时渗透德育教育。 （3）提出猜想

教师：那么、物体的加速度与哪些因素有关呢？请同学们从生活经验出发提出自己的看法，并举例说明。（同时教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发。）

附图片内容如下：

★为何体操，跳水运动员的身材都比较苗条、瘦小？

★从防止发生交通事故的角度考虑，说一说反超载的道理？

★F1方程式赛车的质量只有一般小轿车质量的三分之一，这样做有什么好处？ ★神舟五号飞船返回仓返回时为何要打开降落伞？

预测学生有代表性的回答可能有以下几方面：（教师在学生分析的过程中板书归纳。）

1．与物体受到的外力的关系：

①与物体受到的外力有关；例如：骑自行车刹车：用力刹车时，用的力越大、车越容易停下来，即：阻力越大，自行车减速的加速度越大。

②与物体受到的外力无关；例如：用大小不一样的力推大石头，推不动，运动状态不变，加速度为零。

③应该是与物体受到的合外力有关；分析如下：用大小不一样的力推大石头，推不动，是因为大石头同时受到摩擦力的作用，受到合外力为零，因此、加速度也为零。

2．与物体质量的关系：

与物体的质量有关；例如：人分别用相同的力推自行车和摩托车时，自行车比较容易加速启动，而摩托车则较难。也就是说在相同的情况下，质量较小的自行车获得的加速度就较大。

3．与物体运动的速度的关系：

①与物体的速度有关；例如：速度大的物体较不容易停止运动，而速度小的物体较容易天下来。

②与物体的速度无关；例如：做匀速直线运动的物体不论速度大小，加速度都为零。

③与物体的速度无关；分析如下：加速度是描述速度变化快慢的物理量，从公式

引导学生总结得出猜想：物体的加速度只与它所受合外力

和物体本身的

可知，加速度与速度的大小无关。

质量有关。

说明学生在生活中对“影响物体加速度大小的因素”有所认识，但这些认识往往是片面的、不准确的。因此要让学生充分地表达已有的认识，在这过程中教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发，引导他们不断修正自己的观点，从而形成对科学的认识。

引导学生结合前面学习的知识（牛顿第一定律等），讨论猜想的科学依据所在，从而确定：物体的加速度只与它所受合外力

和物体本身的质量

有关。

说明：让学生从理论的角度加以分析有利于培养学生理论联系实际的能力，有利于培养学生的逻辑思维能力。

引导学生深入探究：与

和

的定量关系。

（4）探究a与F、m的定量关系

1．确定研究方法

教师：我们应该采用什么样的物理方法来研究与 预测学生的分析可能如下： 分两步进行研究： ①保持研究对象的质量

一定时，研究加速度和合外力

的关系；

的关系。 三者之

、的定量关系呢？

②保持研究对象受到的合外力一定时，研究加速度和质量

、

然后综合两次的研究结果，进行推理和归纳，便可找出与

间存在的关系。

教师在确定研究方法后，简单地介绍“控制变量法”。说明初中阶段学生曾多次应用过控制变量法。如果学生回答有误，教师启发学生回忆：研究电流与电压和电阻这三者关系所采用的方法。

2．设计实验方案

教师进一步引导学生设计实验方案。

让学生以小组为单位设计探究方案：包括使用哪些实验器材，如何进行操

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