牛顿第二定律教学设计

1、可编辑牛顿第二定律课时教学设计设计人：学校 宁夏育才学校学益学区 姓名 赵燕燕 课题：第 四 章 牛顿运动定律 3节 牛顿第二定律 第 1 课时一、任务分析本节的内容 “通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律，用牛顿定律解释生活中的有关的问题。认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。”本节课学习任务主要有通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象，根据图象写出加速度与力、质量的关系式。体会探究过程中所用的科学方法。通过定律的探究过程，渗透物理学研究方法（运用控制变量法、实验归纳法研究三个变量的关系），是整个物理教

2、学的重要内容和任务。应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，即理解个物理量和公式的内涵和外延。学生在初中物理中和高中物理前面的章节中已学习了牛顿第一定律（惯性）的知识，这些都为本节学习准备了知识基础；本章导入“跨越失控的对话”，通过比较三个代表人物对力与运动问题的观点，激发了学生进一步探索的求知欲。牛顿第二定理通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起，使前三章构成一个整体，是解决力学问题的重要工具。应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，即理解个物理量和公式的内涵和外延。因此在课堂上要通过多种方法和包括计算机模拟、视频录像等多媒体教学手段，为学生学习创设情景。二、教学目

3、标知识与技能1掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式2. 理解公式中各物理量的意义及相互关系3知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的4会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算过程与方法1通过对上节课实验结论的总结，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，体会大师的做法与勇气2培养学生的概括能力和分析推理能力情感态度与价值观1渗透物理学研究方法的教育2认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法3通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣三、重点难点教学重点：同时讲清实验装置、原理，让学生体会到物理的研究的方法。做好

4、实验，让学生观察并读取数据，从而有说服力的归纳出牛顿第二定律，因此，熟练且准确的操作实验就是本课的重点。教学难点：深入理解牛顿第二定律是本节课的教学难点四、教学资源1分组实验：DIS牛顿第二定律试验系统2图片展示：跳高冠军沫蝉（附资料介绍）3视频录像片段：原始火车与马车赛跑场面（可用图片代替）。4、PPT教学演示课件五、设计思路本节课教学设计的思路是：首先从生活实际出发，展示不同车子的启动视频，提出物体的加速度是由哪些因素决定的这个问题，激发学生的求知欲望，引导学生根据自己已有的经验进行定性探究，在此基础上，进一步引导学生应用控制变量法进行定量探究，让学生经历自己设计实验方案、观察实验现象与记

5、录实验数据、全班合作处理实验数据、分析实验数据得出结论的过程，最后总结出牛顿第二定律的数学表达式。体现新课程以学生为主体的理念。在探究过程中重视以下因素：1猜想假设、2制定计划与设计实验、3进行实验与收集数据、4分析与论证、5交流与合作。探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验方案很多，本文仅从实际出发出发，所用的器材比较简单方便，基本上可以符合大部分学校的实际情况，当然可以根据实验的条件和学生的实际水平加以适当选择可使用气垫导轨，光电门进行精确测量验证以求得好的效果。如果条件许可，还可以让学生同时用不同的方法进行探究，并对这些方法进行比较和分析。六、教学流程本节课主要分5个环节：第一个环节

6、 情景引入 展示图片或播放视频与生活经验冲突引发思考第二个环节 定量探究 通过DIS牛顿第二定律试验系统探究力、质量、加速度的关系第三个环节 总结归纳 通过图像数据分析归纳总结出牛顿第二定律。 第四个环节 解释说明 通过对牛顿第二定律的剖析，理解其内涵。活动2设计实验并操作情景播放视频活动1学生讨论与生活经验冲突引发思考影响加速度大小的因素第五个环节 应用巩固 通过简单的示例巩固对牛顿第二定律的理解。活动4 解释说明生活中的实例牛顿第二定律活动3总结归纳板书设计 牛顿第二定律一、影响加速度的因素 三、牛顿第二定律 力（F） 1、内容：物体的加速度跟它所质量（m） 受的合外力成正比，跟二、试验探

7、究（控制变量法） 它的质量成反比 1、加速度与物体受力的关系（保持质量不变） 2、 公式：F=ma 当m一定时，a与F成正比 3、理解：同向性 2、加速度与物体质量的关系（保持外力不变） 瞬时性 当F一定时，a与m成反比 同体性 独立性七、操作案例教学程序教师活动：播放视频：1814年，英国人斯大林蒂芬逊制造出世界上第一辆蒸气机车，当时有人驾着一国辆马车和它赛跑。新生的火车丑陋笨重。走得很慢，漂亮的马车骄傲地跑在彰面。而且火车由于没装弹簧，把路基都震坏了。然而斯蒂芬逊并没因比赛失败而灰心，他不断改进机车，坚信火车具有马车所无法媲美的前途。提出问题：火车与马车赛跑，谁比较快？学生活动：答案可能多

8、种：由生活经验出发，大部分学生想当然认为是火车快教师活动：在相同的位移内，初速度都为零，根据s=at2/2，只要加速度大，时间就小，比较快。说明：马车的加速度比火车的加速度大，为什么呢？师进一步引导，抛出问题：影响加速度大小的因素有哪些？学生活动：陷入思考，重新分析发现：马车尽管拉力小，但是质量也小；火车拉力大，但是质量也大。教师活动：我们再从生活经验出发：A、用不同的力推同一辆车，B、用相同的力推不同的空车和满载的车。学生活动：学生讨论提出假设：物体所获得的加速度，由它的质量和它所受到合外力共同决定。教师活动：如何设计一个实验来检验这一假设是否正确？控制变量法教学假设加速度a与质量m及合外力

9、F都有关，要确定它们的关系，就必须运用控制变量法，保持其中一个量不变，研究另两个量的关系。学生活动：思考、讨论。1、 保持质量不变，探究加速度与外力的关系，2、 保持外力不变，探究加速度与质量的关系教师活动：其中，m与F都有直接测量的工具；a虽不能直接测量，但可以利用打点计时器在纸带上打出的点，通过计算得出物体运动的加速度；在本节课我们采用DIS系统中的力传感器和加速度传感器。学生活动：学生思考设计实验并操作1、 加速度与物体受力的关系（保持质量不变）表一实验次数加速度a（m/s2）小车受力F（N）1234562、加速度与物体质量的关系（保持外力不变）表二：实验次数加速度a（m/s2）小车质量

10、m/kg123456根据所的数据，描点作图。并进行拟合利用图象处理数据是一种常用的重要方法。将实验中得到的数据通过描点作图，可以非常直观地看出两个物理量的关系，也可以有效地减少实验误差，确定并排除实验中测得的一些错误数据。学生总结得出如下结论。1、当保持m不变时，a与F成正比。2、当保持F不变时，a与m成反比。教师活动：老师指定的或学生自愿，具有代表性的小组发言。每个小组发言后进行师生共同评价，特别是对图象画的情况进行评价，引导学生今后应注意些什么）教师活动：牛顿在进行大量的实验后，发现上述两个结论都是正确的，并综合得出物体的加速度跟它所受的合外力成正比，跟它的质量成反比。 这就是著名的牛顿第

11、二定律。 教师活动：如果把上述的综合结论写成等式，应是F=kma 。那么这里的比例系数k应取何值呢？这就跟各物理量所使用的单位有关了。还记得初中就学过的力的单位吗？学生活动：是牛顿，用N表示教师活动：实际上，这个单位就是根据牛顿第二定律规定的，即把可以使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力规定为1N。所以 1N = 1 kgm/s2因此，当F、m、a三个物理量都采用国际单位制时，k = 1，公式可简化为F=ma教师活动：有人在飞机埸的跑道上曾尝试过让战斗机和赛车进行比赛，结果战斗机在跑道上（腾空之前）的加速度仍大于赛车的加速度，赛车的质量比战斗机的小，为什么加速度反而不如战斗机的加速度大呢？这本节的实验相矛盾吗？学生活动：学生自己尝试解决教师活动：力学单位制对物理量单位的规定是一件大事，关系到国际科学技术的交流和商业的往来，必须有一个国际的标准。学生活动：请阅读课本“力学单位制”的内容。并发表自己的见解或提出疑问。教师活动：就学过的物理量中，有哪些物理量的单位是导出单位？学生活动：可能回答（比如：速度m/s、密度kg/m3、压强Pa等）教师活动：在本教材中统一采用国际单位制单位，所以以后在用公式进行计算的时候，如果已知量都采用国际单位制单位，计算结果也必然是国际单位制单位。因此，在计算时所列的等式中就不必一一写出每个物理量的单位，只要在计算结果的数据后面正确写出待求