《牛顿第二定律》教学设计

这是《牛顿第二定律》教学设计，是优秀的物理教案文章，供老师家长们参考学习。

　　设计理念

　　我校是一所省级的网络教育示范校，拥有较为先进、全面的教学设备。我是个在一线教学了十年的教师，具有较为丰富的教学经验同时又掌握了使用现代化教学设备的能力。在本节的教学中通过提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、实验探究和分析与论证等过程的进行，使学生的解决问题、实验等能力得到提高，同时又能够加深对知识的掌握。

　　教学内容

　　我选择《普通高中课程标准实验教科书物理1(必修)》第六章“力与运动”第二节“牛顿第二定律”作为设计内容。

　　在此之前已进行了物体的受力分析、运动的描述及牛顿第一定律等内容的教学，牛顿第二定律描述了加速度、力和质量三者的关系，是联系力与运动的纽带和桥梁，是力学中的重点和难点。

　　在设计实验时用到的控制变量的方法、在探究时考虑如何测量加速度、在实验数据处理中通过表格和作图等手段的运用，加强了学生的实验能力，提高了学生的解决物理问题的能力。

　　教学目标

　　1、知识与技能

　　(1)学会用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系

　　(2)能熟练的应用图像法分析处理数据

　　(3)理解牛顿第二定律的内涵和外延

　　(4)会应用牛顿第二定律解释生活中的相关现象，并能运用牛顿第二定律进行定量计算

　　(5)了解国际单位制的组成并知道力学单位制中的基本单位及导出单位

　　2、过程与方法

　　(1)能够设计通过控制变量的方法完成对加速度、力和质量三者关系的实验探究。

　　(2)能够根据实验数据正确作出表示加速度与力，加速度与质量的关系的图像。

　　(3)能够根据图像写出加速度与力、加速度与质量的关系式。

　　3、情感态度与价值观

　　(1)使学生能够通过本节的教学把运动和力的关系理解清楚，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

　　(2)通过探究活动掌握物理规律，激发学生参与科技活动的热情。

　　(3)培养与他人合作的精神，增强团队合作的意识。

　　学情教材分析

　　牛顿三定律是经典力学中重要的规律，特别是牛二定律更是联系运动与受力的纽带和桥梁。学生在此之前已学完了物体的受力分析，物体运动状态的描述。现在又学过牛顿第一定律，知道了物体在平衡状态下的运动，应该急于想知道若平衡被打破会怎么样，力是如何打破平衡的，有什么规律等。

　　学生要学习这一节，第一存在探究过程的难题，首先是要设法解决是加速度的测量，其次要能够想到用控制变量法探究加速度、力和质量的关系，最后还要能够根据实验数据作图，根据图像写出结论。第二在理解过程F应指合力，及加速度和力的矢量关系等，这些都是学生在学习过程存在的困难。

　　教学准备

　　1、布置学生回去预习牛顿第二定律的实验探究等内容。

　　2、课件(指导学生如何进行探究)。

　　3、学生分组实验(探究加速度、力和质量的关系)。

　　教学过程

　　一、引入

　　选择一级方程式大赛的直道加速阶段的视频引入该节内容(简单介绍F1方程式赛车)。结束后问：赛车开始时应该怎么样才会获得主动?学生肯定会说：加速要快!(若没人说到，可以提示他们。)

　　进一步提问：怎样才会做到加速快?

　　学情预设：1、发动机功率要大。

　　2、车子的阻力要小。

　　3、司机的技术要好。

　　4、车的质量要小些。

　　教师引入：我们同学们说了很多，那到底哪些才是真正的决定因素，我们今天就来研究一下。现在每桌的同学为一个小组，我们分组探究一下小车的加速度大小到底与那些因素有关。

　　课件展示：(指导学生如何进行探究)

　　1、为什么要做到：(1)发动机功率要大。(2)车子的阻力要小。

　　前提：是车子的质量要相同。

　　结论：质量相同，合力越大加速越快;

　　做法：①要先消除摩擦力的影响(垫高木板)

　　②保持小车的质量不变

　　③通过改变所挂钩码的数量不同以改变车子的合力

　　2、为什么要做到：(4)车的质量要小些。

　　前提：是小车的合力要不变。

　　结论：力一样，质量越小，加速越快。

　　做法：①保持所挂钩码的数量不变以保持车子的合力不变

　　②通过改变小车的钩码的数量不同以改变车子的质量

　　3、如何才能得出结论?

　　(1)应该设计表格纪录实验数据。

　　保持小车的质量不变

　　实验次数

　　1

　　2

　　3

　　4

　　5

　　小车受力F/N

　　加速度a/m.s-2

　　保持小车的合力要不变

　　实验次数

　　1

　　2

　　3

　　4

　　5

　　小车质量m/kg

　　加速度a/m.s-2

　　(2)对实验数据进行处理————作图法

　　如果我们这样猜想，F不变时，m越大，a越小，有可能是成反比关系。那我们可以通过a与1/m的图像关系来验证：

　　(3)根据图像写出关系式，得出结论。

　　学生进行分组实验，教师在边上进行观察、提醒。

　　实验结束，教师拿一到两组学生的实验数据及处理到实物投影机上进行投影教师引导学生在误差允许的范围内得出结论

　　①当m不变时，a与F的关系式是

　　②当F不变时，a与m的关系式是

　　教师总结：

　　通过实验探究我们综合以上的两个结论，可以得到：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比。这就是牛顿第二定律。

　　板书：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比。

　　用公式表示为 a∝F/m F∝ma

　　若改写为等式，应乘上一个系数 k ，则 F=kma

　　如果我们把1牛顿定义为：使质量1千克的物体产生1米/秒2加速度的力为1牛顿，这时等式左侧为1，等式右侧为k。也就是说我们采用这种定义方式可以使k=1，此时牛顿第二定律的表达式为

　　板书：F=ma

　　1、对牛顿第二定律的理解：

　　下面我们对牛顿第二定律进行进一步的讨论：

　　首先我们可以注意刚才小车所受到的拉力，实际是小车所受到的合外力，所以牛顿第二定律中的F应为物体受到的合外力。

　　板书：(1)F为合外力

　　其次我们可以注意到小车的加速度方向与拉力方向是一致的，这就是牛顿第二定律的方向性。

　　板书：(2) a的方向与 F一致

　　另外，物体某一时刻的加速度，只由它此刻的受力决定，而与其他时刻的受力无关，这就是牛顿第二定律的即时性。

　　板书：(3)瞬时性

　　2、巩固练习：课本P113页：1、2

　　二、牛顿第二定律的简单应用(讲练结合)：主要处理同一直线上的力的问题

　　1、课本P110例题

　　2、巩固练习：课本P113：4;

　　三、力学单位制

　　1、前面我们应用F=ma定义了1牛顿=1kgm/s2，我们在这之前也学习了很多物理量的单位。

　　教师提问：请学生列举一些前面学习的物理量(力、长度、时间、质量、速度、加速度的单位)

　　教师提出国际单位制。

　　板书：国际单位制是由基本单位和导出单位组成的。

　　强调指出三个力学基本单位。顺便介绍其他四个基本单位

　　板书：m(长度单位)、kg(质量单位)、s(时间单位)、

　　A(电流)、cd(光强度)、k(温度)、mol(物质的量)。

　　请学生列举学过的物理公式，通过公式，教师讲解并指出：如果已知量的单位是国际单位，那么在计算过程中不必带单位计算，只要在结果中写出代求量的单位即可。

　　2、巩固练习：

　　四、家庭作业：课本P113页：5;练习册P44：13、14

　　板书设计

　　一、牛顿第二定律

　　1、物体的加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比

　　(1)1牛顿的定义

　　(2)公式：F=ma

　　2、对牛顿第二定律的理解

　　(1)F为合外力

　　(2) a的方向与 F一致

　　(3)瞬时性

　　二、牛顿第二定律的简单应用

　　1、例题(课本P110例题)

　　解：列车的持续牵引力 F=157KN=1.57x105N

　　阻力为 f=0.1mg=0.1 x 1.0x105 x 10=1.0x105N

　　列车的加速度 a = ==0.57m/s2

　　所需时间：t==≈131.58s

　　三、力学单位制

　　1、国际单位制是由基本单位和导出单位组成的。

　　m(长度单位)、kg(质量单位)、s(时间单位)、

　　A(电流)、cd(光强度)、k(温度)、mol(物质的量)。

　　四、家庭作业：课本P113页：5;练习册P44：13、14

　　设计思路

　　整节课的设计围绕对加速度、合力和质量的关系探究来进行。以“方程式汽车大赛”的视频引入新课，充满激情的音乐和动感的画面牢牢地吸引了学生，激发了他们的兴趣，通过探究活动去解决老师提出的问题，使学生进一步体会“从生活走向物理，物理走向社会”的理念，极大地引起学生的学习兴趣;把探究活动以学生的分组实验形式进行，让学生对牛顿第二定律的得出印象更深刻，从而加深对牛顿第二定律的理解;培养了学生科学的探究能力、自主学习能力，还培养了学生的合作的精神;在设计实验时用到的控制变量的方法、在探究时考虑如何测量加速度、在实验数据处理中通过表格和作图等手段的运用，加强了学生的实验能力，提高了学生的解决物理问题的能力。