2010年高一物理教案全套(第三章).doc

全品高考网 第三章 A 惯性 牛顿第一定律执教：上海市朱家角中学 郝明香一、教学任务分析高中阶段所学习的惯性和牛顿第一定律，是在初中已学知识基础上的进一步深化。学习惯性和牛顿第一定律将为后续的牛顿第二定律，乃至整个力学的学习奠定基础。介绍亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”后，通过二个相关联的演示实验，使学生认识亚里士多德的观点是错误的。通过设问：如果不受力，物体将怎样运动？再通过物体在斜面上运动的演示实验，使学生直观地观察到，由于受到阻力，物体在第二个斜面上达不到它开始下滑时的初始高度，为学习伽利略的推理做铺垫。用演示实验模拟伽利略对斜面实验的推理过程，并介绍伽利略根据斜面实验得出的结论“维持物体运动不需要力”。用水平气垫导轨实验再次证明伽利略推理是正确的。然后介绍笛卡儿对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出牛顿第一定律。指出牛顿第一定律并不是真实的实验定律，而是以可靠的实验为依据，突出主要因素，忽略次要因素，用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验，给学生以科学方法的教育。最后让学生分析生活中常见的惯性现象，巩固所学知识，同时使学生感悟知识与现实生活的紧密联系，激发求知的欲望。二、教学目标1、知识与能力（1）知道牛顿第一定律。（2）理解伽利略理想实验的推理过程。（3）理解力和物体运动的关系。（4）初步学会分析、概括、推理等科学思维方法。2、过程与方法（1）观察惯性现象，感受从纷繁的现象中探求事物本质的思想方法。（2）在分析伽利略理想实验的过程中，感受概括、推理的科学研究方法。3、情感态度价值观（1）通过伽利略的斜面实验，了解理想实验，激发热爱科学、乐于探究的兴趣。（2）通过科学史的简介，领略去伪存真的科学态度和严谨的科学作风。三、教学重点与难点重点：牛顿第一运动定律、惯性。难点：伽利略理想实验的推理过程；对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解。四、教学资源：1、伽利略斜面实验：两块平滑木板，小球等。2、气垫导轨、滑块等。3、惯性实验：投影仪、小车、木块等。五、教学思路本设计包括惯性和牛顿第一定律两部分内容。本设计的基本思路：以实验和推理为基础，按人类对力和运动关系的认识过程组织教学，重点放在伽利略对理想斜面实验的推理过程，并介绍牛顿第一定律的得出过程，使学生在获得知识的过程中，了解物理学发展的历史，经历人类对规律的认知过程。本设计要突出的重点是：牛顿第一运动定律和惯性。方法是：以实验和推理为基础，根据牛顿第一定律的得出过程，结合学生的亲身体会，应用实验和动画演示对日常生活的实例进行分析，巩固对牛顿第一定律和惯性的认识。 本设计要突破的难点是：伽利略理想实验的推理过程；对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解。方法是：启发学生关注“运动”和“运动状态变化”的区别，并通过演示实验，揭示生活中一些被其表象所掩盖现象的本质（如轻推一个物体，它就动，不再推它时，它便停止），为理解力和运动的关系做好必要的铺垫，然后用演示实验模拟伽利略对斜面实验的推理过程，使学生对伽利略的推理有认同感，以突破伽利略理想实验的推理过程；在得出牛顿第一定律并定义惯性后，通过对比牛顿第一定律和惯性的区别和联系，以正确理解牛顿第一定律和惯性。本设计强调学生的主动参与，重视概念的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育，通过实例使学生感悟知识与生活的联系，认识知识的真实价值。完成本设计的内容约需2课时。七、教学流程亚里士多德的观点批判亚里士多德的观点情景演示1设问1设问1演示1活动演示2问题设问2活动演示3活动分析推理伽利略的观点活动演示4牛顿第一定律笛卡儿的补充活动动画演示5演示6惯性与惯性现象1、教学流程图2、教学流程说明情景 演示1和设问1在介绍亚里士多德关于力和运动关系的观点后，演示实验1，让学生观察桌面上静止的小车，然后轻推小车，使小车缓慢运动，当手一离开小车，小车几乎立即停止运动。设问1：从刚才的实验看到，当小车在受到手推动时开始运动，当手离开后，小车很快就停下来，是否证明了说明亚里士多德的观点是正确的？小车为什么会停下？由此拉开物理学史上关于力和运动关系的认识的序幕。活动I 演示实验2演示：用稍大的力快速推一下静止在桌面上的小车，当手离开小车后，小车还会继续向前滑动一段较长的距离后才停下。让学生通过观察到的现象，得出亚里士多德关于“物体运动需要力维持”的观点是错误的判断。问题I 设问2通过设问：在上述两个实验中，力的作用是维持物理原来的运动状态还是改变其运动状态？如果不受力，物体将怎样运动？活动II 演示实验3伽利略的斜面实验演示：让物体（小球）从第一个斜面滑下来，并滑到第二个斜面，但到达不了开始下滑时的高度。活动III 推理理想实验推理过程：在上述实验中，假设如果物体不受各种阻力，则物体在第二个斜面上将能够到达开始下滑时相同的高度；如果减小第二个斜面的倾角并重复实验，物体在第二个斜面上达到相同的高度的过程中，在第二个斜面上滑行的距离将变长；如果将第二个斜面水平放置，由于永远也达不到开始下滑的高度，物体在水平面上将永远不停地匀速运动。伽利略根据这个理想实验，得出“物体运动不需要力维持”的结论。应当说明：理想实验是以可靠的实验事实为基础，突出主要因素，忽略次要因素，通过抽象思维深刻揭示自然规律。理想实验并不是一个真实的实验。理想实验不可能用真实的实验来直接验证，只能在实验条件不断逼近理想情况时，其实验结果也不断向理想情况逼近。活动IV 演示实验4用气垫导轨做实验气垫导轨的作用目的就是减小滑块的摩擦力，使实验接近理想情况。实验可以观察到，在水平情况下，阻力越小，滑块匀速滑行的距离也越长，同样可经过推理得到“物体运动不需要力维持”的结论。活动V 包括动画、演示实验6和演示实验7动画：通过日常生活的实例进行动画演示，并根据学生的亲身体会，加深对惯性的理解。演示实验5：通过日常生活的实例进行模拟，并根据学生的亲身体会，加深对惯性的理解。演示动画7：通过日常生活的实例进行模拟，并根据学生的亲身体会，加深对惯性的理解。3、教学主要环节 本节课可以分为四个教学环节。第一环节，通过创设情景引人课题，介绍对亚里士多德关于力和运动关系的认识。第二环节，通过伽利略斜面实验的探究过程，初步认识关于力和运动的关系认识。第三环节，学习牛顿在前人研究的基础上，结合自己的研究，提出牛顿第一定律。第四环节，通过对实例的演示和讨论，巩固对惯性、惯性现象和牛顿第一定律的认识。上述四个教学环节中，第二、三教学环节是本节课教学的重点。七、教案示例（教学实录节选）（一）情景引入1、提出问题在讲台上放一辆小车，处于静止状态，怎样才能让小车运动起来呢？生：要用力去推它。师：从这个例子得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢？本节课我们就来探究这个问题。2、导入新课实验引入：批判亚里士多德的观点【演示实验1】在桌面上轻推小车，使小车从静止开始缓慢运动，撤掉推力,小车很快停下。分析：日常生活中也有许多类似的现象，（如推木箱、桌子等）。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动，没有力的作用，物体就会停下来。好像小车的运动需要推力去维持。于是，古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年，但是这种观点是否正确呢？ 【演示实验2】在桌面上轻推一下小车，小车从静止向前运动，一段距离后停止。分析：推力撤掉，小车还要向前运动，与亚里士多德的观点不符。分析：小车的运动情况是，由静止运动静止。两个过程中是否都有力存在？生：推的时候在水平方向小车受推力和摩擦力，撤去推力后只受摩擦力的作用。师：小车运动一段距离后，变为静止的原因是什么呢？生：受到桌面的摩擦阻力作用。【结论】 “物体的运动需要力去维持”是错误的！【思考】 在上述两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态？（二）规律总结1、伽利略的理想斜面实验（用实物投影仪）（1）让小球从一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面，但不能到达同样的高度。（2）假想如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。（3）如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上将会到达原来的高度，但要通过更长的路程。（4）继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度继续运动下去。（5）学生总结伽利略的研究方法：以可靠的事实为依据，抓住主要因素，忽略次要因素，解释自然规律。【伽利略的观点】 在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。（6）用气垫导轨近似地验证上述结论：把滑块放在一个气垫导轨上，使滑块和导轨之间形成气层，物体沿这个导轨运动时受到的阻力很小，推动一下物体，可以看到物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动。【迪卡儿的补充】 如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来，也不会偏离原来的方向。2牛顿第一定律伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述，但是没有指明原因是什么，牛顿在前人研究的基础上，结合自己的研究，系统地总结了力学知识，提出了牛顿第一定律：【牛顿第一定律】 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性，所以牛顿第一又叫惯性定律。【惯性定律和惯性的区别和联系】（1）惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律。（2）惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，不论物体运动与否、受力与否，都具有惯性，且惯性只和质量有关。【说明】（1）物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不是维持物体运动的原因。（2）外力的作用是迫使物体改变其运动，说明力是使物体运动速度改变的原因。（3）不受外力作用的物体是不存在的。不受外力作用受外力作用，但合外力为零3、惯性（实验）【演示动画5】 火车在长直轨道上匀速行驶, 坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在（ ） A手的后方。B手的前方。 C落在手中。D无法确定。生：钥匙将落在手中，因为抛出前钥匙随车一起运动，抛出后钥匙由于惯性继续保持向前的匀速直线状态，所以会落入手中。【演示实验6】（用实物投影仪）拿一个小纸条放在桌边上，在纸条上压一个立着放的木块，将纸条迅速抽出，木块不倒。（学生操作）师：请大家解释当纸条抽出时，木块为什么不倒？生：木块是静止的，当纸条迅速抽出时，由于木块有惯性，还要保持静止状态，所以木块不倒。【演示实验7】 刹车时的惯性现象（1）汽车突然开动的时候，乘客会向后倾倒，为什么？模拟演示：（用实物投影仪）在小车上立一个木块，小车突然启动时会发生什么现象？生：启动前木块和小车一起保持静止。启动时，木块底部和小车都开始运动，但是由于有惯性，木块上部还要保持静止，所以木块向后倾倒。这个实验再现了汽车突然开动时乘客向后倒这一普遍现象。（2）汽车突然停止的时候，乘客会向前倾倒，为什么？模拟演示：（用实物投影仪）在小车上立一个木块，使小车和木块一起运动，小车突然停住时会发生什么现象？生：刹车前木块和小车一起运动。刹车时，木块底部和小车都停住了，但是由于有惯性，木块上部还要保持向前运动，所以木块向前倾倒。这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。【启示】 汽车司机不能超速、超载防止汽车由于惯性而带来的事故。（三）小结本节课我们主要学习了以下几部分内容：1、历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。2、伽利略得到力和运动关系的研究方法。3、牛顿第一定律的内容。4、惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。（四）、作业布置 略第三章 B 牛顿第二定律执教：上海市闵行中学 薛玉萍一、 教学任务分析牛顿第二定律是继牛顿第一定律后定量研究物体的加速度与受到的外力及物体的质量间的关系。牛顿第二定律内容是本章的重点，也是整个经典力学的基础和核心之一，同时也为以后学习机械能、周期运动等知识奠定基础。学习牛顿第二定律需要以静力学和运动学等知识为基础。从滑板车实验入手，使学生定性地了解：物体的加速度与作用力有关，与物体本身的质量有关。在DIS实验设计过程中，以“小车”为研究对象，讨论诸如应该控制的是哪些变量、如何控制这些变量、如何测量小车受到的牵引力和如何测定小车的加速度等问题，以及如何根据实验数据采用物理图像的方法来分析研究实验的结论。然后DIS通过实验，归纳出物体的加速度与受到的作用力及物体质量之间的定量关系，得出牛顿第二定律的一般表达式。通过定义力的单位“牛顿”，得出牛顿第二定律的表达式。通过简单的实例训练，巩固所学知识。在DIS实验过程中，使学生体验“科学猜想”、“控制变量”方法，在数据处理过程中，感受“归纳推理”等多种物理学研究方法，培养学生观察分析、比较判断、归纳总结及处理实际问题的能力。 二、教学目标1知识与技能(1) 知道物体的加速度与受到的外力F及与物体的质量间的关系，理解力是产生加速度的原因，知道物理定律的含义。(2) 理解加速度方向与合外力方向间的关系，理解加速度大小、质量大小和外力大小间的关系。(3) 知道在国际单位制中力的单位“牛顿“是如何定义的。(4) 能根据现有器材设计实验方案，通过实验及数据处理，学会相关的实验技能。2过程与方法(1) 通过DIS实验对F、m、a三个物理量进行研究，感受实验探究物理规律的基本过程，体会控制变量的研究方法。(2) 在对实验数据处理过程中，感受用图像研究物理问题的科学方法，认识由实验归纳到总结物理规律是研究物理学的基本方法。3情感、态度与价值观(1) 在探究力、质量、加速度三者关系的过程中，树立认真的科学态度，实事求是的道德品质，严谨、有序的思维习惯。(2) 通过DIS实验操作过程，养成合作意识和乐观向上的品质。三、教学重点与难点重点：探究并理解牛顿第二定律。难点：如何应用DIS进行实验设计。四、教学资源1、物理实验：(1) 演示实验：定性研究加速度与力、质量间关系：滑板车（两只）、DIS实验器材（包括：力传感器、电脑、数据采集器等）。(2) 学生实验：定量研究加速度与力、质量间关系：小车、长木板、小桶、砝码、细线、DIS实验器材（包括：运动传感器、电脑、数据采集器等）。2、信息化平台：多人一机的网络教室、文件管理展示平台。说明： 若有其它情景，实验器材可根据需要增减。 也可利用一些教学图片或生动的事例来说明加速度与力、质量间的关系。如：“神舟六号”发射过程需要很大的推力、为什么苹果熟了落向地球，而不是地球落向苹果？等等。五、教学设计思路本设计包括加速度与力的关系、加速度与质量的关系、力的单位“牛顿”的定义三部分内容。本设计的基本思路是：从滑板车实验入手，在引导学生定性归纳出加速度与作用力、质量有关的基础上，以“小车”为研究对象，通过DIS实验探究三者间定量关系，在规定了力的单位后，再引导学生总结出牛顿第二定律的一般表达式。本设计要突破的重点是：加速度与作用力、质量三者间定量关系。方法是：通过DIS实验，采用“控制变量”法，分别研究加速度与作用力、加速度与质量间关系，应用物理图像对实验数据进行分析讨论。本设计要突破的难点是：如何应用DIS进行实验设计。方法是：在通过实验，了解加速度与作用力、质量之间定性关系的基础上，通过对DIS实验关键步骤的讨论来突破难点。DIS实验的关键步骤包括：以“小车”为研究对象，有哪些“变量”、如何控制“变量”进行实验，以及如何通过对物理图像的分析研究得出实验的结论等。本设计强调问题讨论、DIS实验研究、教师指导等多种教学策略的应用，强调通过学生主动参与，培养学生实验、比较判断、归纳概括的能力，使学生学会运用电脑分析和处理数据，掌握用物理图像研究物理问题的一些基本思路和方法，使之感受“实验探究”、“归纳总结”等科学方法，提高探究学习的兴趣。完成本设计的内容约需2课时。六、教学流程：1、教学流程图活动III学生探究实验1活动IV学生探究实验2控制变量牛顿第二定律活动V简单应用活动I滑板实验1滑板实验2a与物体的m有关a与F的大小有关问题设问2活动II滑板实验3情景滑板车设问12流程图说明情景 滑板车，设问1活动 滑板实验1一个同学站在车上，用不同的力推墙壁（力的大小通过DIS力传感器读出），看滑板车（连同学生）受不同大小的外力作用时滑出距离间关系。活动 滑板实验2二个质量不同的同学分别站在两个滑板车上互推，看滑板车（连同学生）受同样大小的外力作用时滑出距离间关系。通过学生观察滑板车实验分析加速度与力及质量间定性关系。说明：滑板车实验中人受到墙壁的作用力实际上在人离开墙壁时就不再作用在人身上了，所以此实验中滑板车后来的运动实际上是靠惯性前进的。墙对人的力越大，在t时间（人与墙壁接触的时间）内车产生的加速度也越大，得到的速度也就越大，所以车就滑的越远，所以此实验不是直接的、持续的力作用在车上（因很难找到持续作用的力的情景，因此只能用瞬间力来代替），用的是替代法。这样可为下面的学生实验用小桶及内部的物体的重力替代小车的拉力作铺垫。活动 学生探究实验1DIS实验，控制变量物体质量m一定，定量研究加速度a与力F间关系。活动 学生探究实验2DIS实验，控制变量力F一定，定量研究加速度a与物体质量m间关系。然后应用DIS对探究实验1、2所获得的实验数据，进行图像处理，再通过对图像的分析、归纳，总结出牛顿第二定律。说明：若是用DIS实验处理数据的，可先不讲平衡阻力，介绍完器材后让学生直接控制变量开始实验，得出图像后再引导学生分析图像的斜率、截距、图线的弯曲问题等，这样处理对学生分析问题能力的提高很有益。若是用传统的实验器材，要先引导学生分析如何处理阻力问题？如何判断阻力已被平衡？是不是每改变一次F或，都要重新平衡阻力？活动 简单应用通过简单的实例，巩固所学知识。3、教学主要环节 本设计采用情景活动问题归纳应用的模式组织教学，整个教学过程可分为三个主要的教学环节： 第一环节，通过情景和学生参与的演示实验，定性得到影响加速度大小的因素。第二环节，通过DIS实验，定量得到a与m、F之间的关系，并通过归纳总结，得出牛顿第二定律。第三环节，通过简单的实例，巩固所学知识。七、教案示例1情景引入由牛顿第一定律知道：力是改变物体运动状态的原因，请问：运动状态的改变指什么物理量的改变？（生：速度）由运动学我们知道速度改变会产生加速度，那么影响加速度的因素有哪些呢？让学生总结影响加速度的因素是：外力F、物体的质量。加速度与F、间到底有什么关系？（这儿可以先让学生猜想一下，提高学生的兴趣，然后再做实验）下面我们用实验来研究它们间的关系。学生开始滑板车实验：（1）事先将DIS实验中的力传感器拿在手上，让同学甲第一次用较小的力推墙壁，电脑屏幕上显示力的数值，甲同学滑出一定距离s1；第二次用较大力推墙壁，甲同学滑出一定距离s2，s2s1。（2）让甲、乙两个质量不等的同学分别站在同一型号的滑板车（保证车与地面间的动摩擦因素相同）上互推，他们受到的推力等大，看它们分别滑出的距离s1和s2，s2s1。通过实验使学生认识到：加速度与物体所受的外力和物体的质量都有关，而且加速度只与力和质量两个因素有关。2、导入新课老师利用上述滑板车实验，引导学生思考：如何研究三个物理量间的关系？会有学生知道叫控制变量法，若不知道，教师只好启发、举例说明等。也可能会有学生说先让一个量不变，研究另二个物理量间的关系，若这样说了，教师可直接说明：物理上把这种方法叫控制变量法，它是物理研究中经常采用的一种科学方法。再启发学生：如何测定物体的加速度？学生会说出学过的方法，如：（1）用新教材的同学会说用DIS实验器材中的运动传感器；（2）用老教材的同学会说用打点计时器。（3）利用s，比较位移。（还可能有其它方法，只要行即可。）3、实验探究(1)先介绍桌子上的实验器材，指出今天实验的研究对象是小车。(2)让学生思考如何给小车一个恒定的拉力？(3)利用现有器材设计实验步骤；(4)学生利用DIS实验系统动手实验，采集数据，并进行数据处理（根据实验数据由电脑绘出相关物理量的图线：a与F的关系，a与的关系）。分析图像时可抓住以下几点：曲为直：将a m 图转换成 图讨论。象不过坐标原点，分析截距的意义，说明是何原因引起的？实验时没有考虑小车质量与小桶质量间的关系，得到的图像会在上部发生弯曲，教师可先定性地引导学生分析，等牛顿第二定律公式出来后再讨论。(5) 实验结论质量一定的情况下，加速度a与作用力F成正比，写作： 在作用力F一定的情况下，加速度a与物体质量成反比，写作：由此总结出牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，用公式表示为：改写为等式：F k ma。其中k为比例常数，由公式中各物理量的单位选取有关。说明k1的意义：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力为1N时，k1。所以牛顿第二定律的表达式为：F ma（6）公式的物理意义教师可从公式的矢量性、瞬时性、F是合外力等几个方面加以说明，加深学生对公式的理解。 力是使物体产生加速度的原因。加速度和力存在着这样的关系：有力作用就有加速度产生，恒定的力产生恒定的加速度，力发生变化，加速度随即发生相应的变化，力停止作用，加速度立即等于零，而且不论在哪种情况下，加速度和产生它的力的方向始终是一致的。 物体运动的加速度不仅决定于外力，还同时跟物体的质量有关。在这里，质量的大小对运动状态改变的快慢程度起了一种制约作用。巩固练习题1 从牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个较重的物体时却可能提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？解答：没有矛盾，由公式Fma可知，F为合外力，这个力无论多小都可以使物体产生加速度。现在用力提这个较重的物体没有提动它，说明物体仍静止，物体所受的合外力为零，所以物体的加速度也为零。题2 有关牛顿第二定律的以下说法中不正确的是（A）A、由，可知运动物体的质量与外力成正比，与加速度成反比。B、运动物体的加速度方向必定与合外力方向一致。C、几个力同时作用在一个物体上，当改变其中一个力的大小和方向时，该物体的加速度就会发生变化。D、作用在物体上的所有外力突然取消后，物体的加速度立即变为零。题3 如图所示，质量为2kg的物体，在水平力F1 = 6N，F2 = 4N的作用下处于静止状态。现突然撤去力F1，则物体的加速度大小 ( D )F1 F2A、一定是1m/s2。B、一定是2 m/s 2。C、一定是3 m/s 2。D、无法确定。4、布置作业：略第三章 C 作用与反作用 牛顿第三定律执教：上海市市西中学 崔显文一、教学任务分析牛顿第三定律是牛顿运动定律的重要组成之一，是继牛顿第一定律、牛顿第二定律学习之后，对牛顿运动定律的进一步学习。牛顿第三定律是本章教学的重点内容之一，牛顿第三定律以初中已学习过的力学知识为基础，是分析物体受力情况的必要知识，也是以后学习物理的重要基础知识。从观看视频神舟六号飞船升空的过程入手，通过对一些演示实验的探究、分析，启发学生得出力的作用是相互的，建立作用力和反作用力的概念。通过学生分组实验的自主探究活动，启发学生得出作用力与反作用力的特点，总结出牛顿第三定律，以达到对知识的正确理解，起到突出重点的作用。根据学生对实例的分析、归纳和总结得出作用力和反作用力与一对平衡力的异同，以达到通过对简单的个性问题的分析来推广到一般的情况，起到突破难点的作用。通过对实际问题的研究使学生知道牛顿第三定律在生产、生活中的应用。通过教学，使学生能结合教材内容、联系生活、生产、科技等实际情景，激发求知欲望和研究周围事物的兴趣。二、教学目标1、知识与技能（1）知道作用力和反作用力的概念。（2）理解牛顿第三定律的内容。（3）理解作用力和反作用力与一对平衡力的异同。（4）知道牛顿第三定律在生产、生活中的应用。（5）初步学会运用第三定律解释一些简单的物理现象。2、过程与方法（1）通过牛顿第三定律的建立过程，感受观察、实验、分析、比较、归纳等科学方法。（2）通过运用牛顿第三定律解决实际问题的过程，感受具体问题具体分析的方法。3、情感、态度与价值观（1）通过联系生活实际情景，激发求知的欲望和探究的兴趣。（2）通过运用牛顿第三定律解决实际问题的过程，感悟物理学在社会发展中的重要作用。（3）通过分组实验，体验分工合作在实验过程中的重要作用，增强合作的意识。三、教学重点 难点重点：作用力和反作用力的基本特点，牛顿第三定律。 难点：作用力和反作用力与一对平衡力的异同。四、教学资源：1、实验器材演示实验：气球，溜冰鞋，灌溉模型。学生分组实验：玩具车、木板，玻璃棒，磁铁、小车，力传感器两个，数据采集器，计算机。 2、教学课件 录像：神舟六号飞船升空 。五、教学设计思路：本设计包括作用与反作用和牛顿第三定律这两部分内容。本设计的基本思路是：以录像和实验为基础，通过分析、推理建立作用与反作用概念，进而根据实验结论，通过分析、比较作用力与反作用力的特点，归纳得出牛顿第三定律，最后通过牛顿第三定律的一些简单应用，巩固所学的知识，感悟物理学在社会发展中的重要作用。本设计要突出的重点是：作用力和反作用力的基本特点和牛顿第三定律。方法是：从观看视频神舟六号飞船升空的过程入手，通过三个有学生参与的演示实验，结合学生的亲身感受，通过分析、推理，使学生理解力的作用是相互的，从而建立并理解作用力和反作用力的概念；进而通过分组实验探究和DIS实验，在得出作用力与反作用力的方向、大小关系的基础上，通过分析、归纳得出牛顿第三定律。本设计要突破的难点是：作用力和反作用力与一对平衡力的异同。方法是：结合实例，通过对最简单的实际问题的分析得到研究对象受力情况，并找出每个力的反作用力，运用分析、比较的方法，认识作用力与反作用力和一对平衡力之间异同，从简单的问题中归纳出规律，并推广到一般情况。 本设计强调学生的主动参与，重视概念的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育，重视学生合作意识和合作能力的培养。完成本设计的内容约需2课时。六、教学流程：1、教学流程图活动学生实验1、2、3问题I设问2活动I演示实验1、2情景视频设问1作用力与反作用力活动III应 用总 结问题II设问3与平衡力区 别与平衡力联 系牛顿第三定 律2、流程图说明情景 视频，设问1通过观看神舟六号飞船升空过程的视频，激发学生的学习兴趣，通过设问1引入新课。活动 演示实验1演示实验1：吹起的气球当放开后将在空中飞行。演示实验2：让两名同学穿上溜冰鞋站在教室前面手推手。设置上述两个演示实验的目的是让学生在这个实验过程中感受力的作用是相互的，进而理解作用力与反作用力的概念。问题I 设问2设问2的目的是过渡到下一个探究过成。活动 学生实验1、2、3学生实验1：玻璃棒放在桌面上然后把木板放在几根玻璃棒上，在把玩具车放在木板上，打开开关玩具车向前运动的同时木板向后运动。学生实验2：两小车放在桌面上，在把小车上各放上一条形磁铁，当同名磁极相对时两小车远离，当异名磁极相对时相互靠近。学生实验3：用DIS实验让学生探究作用力与反作用力的大小所遵循的规律。设置这三个学生实验的目的是让学生边观查实验边分析总结作用力与反作用力的特点，从而得到牛顿第三定律。问题II 设问3设问3的目的是为了过渡到下一个教学环节。活动III 应用、总结应用所学知识解决一些简单的实际问题，总结。3、教学主要环节 本设计可以分为三个主要的教学环节：第一环节，通过情景引人和学生活动建立作用力和反作用力的概念。第二环节，通过学生的实验探究活动认识牛顿第三定律。第三环节，通过实例的分析、比较，理解作用力和反作用力与一对平衡力的异同。七、教案示例（一）引入:1、观看录像提出问题让同学们观看神舟六号飞船升空的过程的录像。设问1：神舟六号飞船升空的原因？2、导入新课我们可以用这节课学习的内容牛顿第三定律的知识来回答这个问题。（二）通过实验建立概念1、实验探究演示实验1：让一名同学吹起气球，当把气球放开后将在空中飞行。请学生回答观察到的现象，启发学生分析观察到的现象产生的原因：气球的嘴部位有气体喷出。气球对喷出的气体有一个作用力，同时喷出的气体对气球也有一个作用力使得气球能在空中飞行。演示实验2：让甲、乙两名同学穿上溜冰鞋站在教室前面手推手，结果两名同学同时后退。请学生回答观察到的现象，启发学生分析观察到的现象产生的原因：甲同学能后退的原因是由于乙同学给甲同学一个推力，同理，乙同学后退的原因是甲同学给乙同学一个推力。2、归纳总结学生通过对实验的观察和分析, 理解力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。 设问2：作用力和反作力有什么特点？（三）通过实验探究规律1、学生实验探究学生实验1实验器材：玻璃棒、木板、玩具车。实验操作：学生边实验边观察和分析：（1）玻璃棒放在桌面上然后把木板放在几根玻璃棒上，在把玩具车放在木板上。（2）打开开关玩具车向前运动的同时木板向后运动.（3）把玩具车从木板上提起，木板很快停止运动。当打开放在木板上的玩具车的开关时，玩具车将给木板一个向后的摩擦力使木板向前运动，同时木板也给玩具车一个反作用力使小车前进，当把玩具车提起时，作用力与反作用力同时不存在了，则木板将停止运动。结论：作用力和反作用力同时产生同时存在同时消失。NSBNSA学生实验2 不接触的力的相互作用情况。实验器材：磁铁、小车。 实验操作：学生边实验边观察和分析：（1）两小车A、B放在桌面上，在把小车上各放上一条形磁铁。（2）A、用手按住A小车，放手B小车，观察实验现象是B小车向右运动，可以得出结论：磁铁A1对磁铁B2有作用力，方向向右，性质是磁力。B、用手按住B小车，放手A小车，观察实验现象是A小车向左运动，可以得出结论：磁铁B2对磁铁A1有作用力，方向向左，性质是磁力；C、双手同时放手，观察现象是两小车同时向左、右运动，得出结论：作用力和反作用力是相互的。学生实验3 用DIS实验让学生探究作用力与反作用力的大小和方向所遵循的规律。（1）实验器材：力传感器，数据采集器，计算机。 （2）实验操作：学生边实验边观察和分析（A）把力传感器接入数据采集器。（B）打开软件，选择“力的相互作用”。（C）两手各持一只力传感器，首先进行调零，然后拉动力传感器。观察出现的曲线。（D）观察曲线和数据。（E）改为相互挤压的情况，重复上述步骤。2、通过归纳得出规律（1）牛顿第三定律的内容。（2）作用力与反作用力的特点。（四）实例分析 通过实例分析得到作用力与反作用力和一对平衡力的区别与联系。例1：物体质量为M，由一根细绳悬挂而处于静止状态，如图所示，试分析物体的受力情况，并找出平衡力和作用力与反作用力。分析：（1）分析受力（2）找出平衡力（3）找出作用力与反作用力归纳总结：见下表：作用力与反作用力一对平衡力相同点大小相等，方向相反，作用在一条直线上不同点分别作用在物体两个上作用在物体一个上力的性质一定相同力的性质不一定相同力同时产生、变化和消失一个力的产生、变化和消失不一定影响另一个力各产生各自效应使物体平衡例2：马拉车的力与车拉马的力是什么关系？为什么还以能拉着车前进？作用力和反作用力是一样大的，但马和车这两个受力物体本身所受的所有外力不同，马受到向前的摩擦力大于车施加给马的拉力，车受到向后的摩擦力小于马施加给车的拉力，所以车被马拉向前。例3：播放灌溉的一段录像，解释所看到的现象。（展示灌溉模型。）学生讨论回答小结：略（五）反馈练习 略。（六）作业布置 略。资源信息表标 题第三章 D 牛顿运动定律的应用关键词国际单位制 基本单位 导出单位 牛顿运动定律的应用 超重与失重描 述本教学设计包括： 一、教学任务分析二、教学目标三、教学重点与难点四、教学资源五、教学设计思路六、教学流程七、操作案例学 科高中物理 一年级 第一册 第三章 D节语 种汉语媒体格式.doc学习者学生资源类型文本类素材课程类型高中基础型课程作 者叶继昌单 位上海外国语大学附属大境中学地 址上海市黄浦区保屯路210号E第三章 D 牛顿运动定律的应用执教：上海外国语大学附属大境中学 叶继昌一、教学任务分析本节内容是对牛顿运动定律的综合提高和延伸，也为学习以后的物理学习打好力学基础。学习本节内以受力分析、力的合成与分解、匀加速直线运动规律、牛顿运动定律等基础知识和相应的技能为基础。通过实例情景和学生活动，了解建立国际单位制的重要性和必要性，介绍用国际单位制及其应用。通过对典型示例的分析和讨论，归纳出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。通过对观察录像、演示实验和学生小实验，感受超重、失重现象，应用牛顿第二定律分析、探究超重、失重现象的本质与规律。二、教学目标1、知识与技能（1）知道国际单位制。知道基本单位和导出单位。理解力学中的三个基本单位。（2）学会导出单位的推演方法并能进行单位换算。（3）掌握用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。（4）知道超重和失重现象。（5）学会用牛顿第二定律分析超重、失重现象。2、过程与方法（1）通过创设情景、实例分析和练习的过程，认识引入国际单位制的重要性和必要性。（2）通过对典型示例的分析、讨论过程，认识分析、比较、等效、演绎、归纳、验证等科学方法。（3）通过对电梯中进行的超重失重实验的定性观察和学生小实验，感受用牛顿运动定律解决实际问题的一般规律和方法。3、情感、态度与价值观（1）通过阅读关于“火星探测器失事原因”的STS材料，在了解统一单位重要性的同时，感悟严谨的治学态度对科学发展的重大意义。（2）通过应用牛顿运动定律解决实际问题的过程，感悟物理学在社会发展中的重要作用。（3）通过学生实验的过程，激发求知欲，获得成就感。（4）通过观察神舟六号飞船录像片段，了解我国航天事业的发展，激发民族自豪感。三、教学重点与难点重点：怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。难点：对超重失重视现象的认识。四、教学资源1、器材：多媒体投影仪，演示超重、失重的DIS实验器材，改锥，饮料瓶（人手一个）。2、课件：宇航员躺在舱内座椅上的图片，刊登宇航员训练过程的报道文章。3、录像：神舟六号飞船升空的相关片断，神舟号航天员在太空失重的录像（或在电梯中进行的超重失重演示实验）。五、教学设计思路本设计包括物理量的单位和国际单位制、牛顿运动定律的应用两部分内容。本设计的基本思路是：以情景和实例为基础，了解物理探究过程中物理量“单位”统一的重要性，引入国际单位制，介绍国际单位制的组成和在力学中的应用；以典型示例为切入点，应用牛顿运动定律解决实际问题的典型示例，通过分析、讨论，归纳得出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法；以牛顿运动定律的应用为基础，通过观察录像、演示实验和学生小实验，感受超重和失重现象，然后用牛顿运动定律解释产生超重和失重现象的原因。本设计要突出的重点是：怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。方法是：以典型示例为切入点，通过应用牛顿第二定律和运动学公式求解过程中的分析、讨论，总结出加速度是联系运动和力的桥梁和纽带，同时归纳出应用牛顿运动定律解题的两种最基本的情况：已知物体受力求物体运动状态的变化；已知物体运动状态的变化求物体受力，然后通过练习和作业，进一步熟悉应用牛顿运动定律解决简单实际问题的规律和方法。本设计要突破的难点是：对超重与失重现象认识。方法是：通过观摩录像和学生小实验，感受超重和失重现象；通过应用牛顿第二定律进行分析，揭示超重、失重现象的本质；通过讨论、交流，通过类比、归纳，得出由物体加速度方向判断出现超重或失重现象的规律。完成本设计的内容约需2课时。六、教学流程1、教学流程图情景录像1设问1情景II举例设问2活动I阅读STS讨论国际单位制基本单位导出单位活动II训练超重现象失重现象活动VII小实验小结活动VI录像2演示实验讨论已知力求运动已知运动求力牛顿运动定律解题规律和方法活动V实例分析3活动III实例分析1活动IV实例分析2 2、流程图说明情景I 录像1，设问1录像：神舟六号飞船宇航员进舱和飞船发射过程的场景片断。通过设问，请学生描述发射情况，说明如果时间等物理量没有单位，一切都没有意义，感受物理量单位的重要性。情景II 举例，设问2对涉及“单位”的日常生活实例进行讨论，进一步感受物理量单位的重要性。活动I 阅读STS材料，讨论。通过阅读STS材料，感悟统一物理量单位的必要性和迫切性，由此引出国际单位制。介绍国际单位制、基本单位和导出单位。活动II 训练通过练习，交流建立导出单位的推演方法、体验单位统一的优越性，学会应用国际单位制。活动III 实例分析1选择“已知力求运动”的典型示例1，讨论应用牛顿运动定律来解题的过程和方法；选择“已知物体受多个力作用求运动”的题型示例2，讨论对于物体受多个力作用时，借助力的分解的方法（等效）解题的思路和方法。活动IV 实例分析2选择“由已知运动求力”的题型示例（自编，也可选择示例3），讨论另一类应用牛顿运动定律来解题的过程和方法。通过对实例1、实例2的交流讨论，归纳、总结出应用牛顿运动定律来解题的规律和方法。活动V 实例分析3通过典型示例3的分析，进一步体会应用牛顿运动定律来解题的规律和方法，并由此引人超重与失重现象。活动VI 录像2，演示实验，分析讨论播放神舟号航天员在太空失重的录像（或电梯中进行的超重失重演示实验的录像）；应用力传感器进行DIS实验，利用实验所得F-t图线，半定量地讨论超重与失重现象（或用弹簧测力计重现课本示例3的演示实验），展示超重与失重的实际情况，激发学生探究的欲望。通过应用牛顿第二定律进行分析、讨论，揭示超重、失重现象的本质。活动IV 小实验，小结通过涉及超重与失重的学生小实验，使学生在活动过程中亲自感受超重与失重现象，加深对超重与失重现象的理解，提高应用物理知识解决实际问题的意识和学习的兴趣。通过小结，总结应用牛顿运动定律来解决简单实际问题的方法。3、教学主要环节 本设计内容可分为三个主要的教学环节。第一环节，通过创设情景和学生活动，介绍国际单位制及国际单位制在力学中的应用。第二环节，通过对典型示例的分析和讨论，归纳出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。第三环节，通过对观察录像、演示实验和和学生小实验，感受超重、失重现象，通过应用牛顿第二定律进行分析，揭示超重、失重现象的本质。七、操作案例（一）引入1、前面我们学习了牛顿第二定律F = ma ，对各物理量的单位有什么要求？为什么？（各物理量单位分别是F：N，m：kg a：m/s2，则在 F = kma，令k = 1，可使问题简化）2、情景I 录像1录像1：神舟六号飞船宇航员进舱和飞船发射过程的场景片断讨论：假如你是播音员，请你作现场直播？设问1：在你描述过程中需要涉及哪些物理量？假如不使用单位，你能确切描述吗？（使用的单位可能有：火箭长度、质量，发射时间等。如果物理量没有单位，就无法正确表述）3、情景II举一些涉及“单位”的日常生活实例进行讨论，进一步感受物理量单位的重要性。设问2：在日常生活中，如果只讲大小（数值）而不用单位，行吗？4、设问：是否有了单位就可以直接描述和比较了吗？比如1kg糖和2磅糖，哪个更多些？你是怎样比较的？为什么？（只有将单位统一后才能比较）5、活动I：阅读关于“