牛顿第二定律教学设计

2010年山东省第五届大学生物理教学技能大赛

牛顿第二定律

人教版高一上册第三章第二节

题 目： 牛顿第二定律 学 校： 济南大学 参赛学生： 陈 琳

牛顿第二定律教学设计

济南大学 陈琳

一、教学分析

1．教材分析：

（1）牛顿第二定律是牛顿第一定律的延续,通过学习可以更好的理解前面内容; （2）牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，是本章的学习重点和难点;

（3）牛顿第二定律是学习动量观点和能量观点的基础，将深刻的影响着学生对整个高中物理的学习，是本章的重点和中心内容，也是整个力学部分的核心内容。

2.学生分析

知识方面:

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

学生对物理学的研究方法已有一定的了解 情感方面:

学生通过对前面物理知识的学习，对探究实验有较浓厚兴趣 有较强的好奇心和求知欲。

3.教学目标:

本节课不仅要使学生理解掌握牛顿第二定律，更要注重如何通过运用控制变量法，引导学生思考，得出牛顿第二定律。

1、知识与技能目标

（1）探究加速度和力、质量的关系，理解掌握牛顿第二定律； （2）初步掌握实验中的控制变量法。 2、过程与方法目标

（1）学生经历探究加速度、力、质量的关系的过程。

（2）学生感悟控制变量法，实验归纳法等科学研究方法的应用。

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3、感情态度与价值观

（1）实验探究激发学生的求知欲和创新精神；

（2）让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增加学习物理的兴趣。

4.重点和难点

学习本节课不仅要让学生正确理解牛顿第二定律，更要重视如何通过控制变量实验，启发学生思考，得出牛顿第二定律。

重点：探究加速度和力、质量间的关系的过程并总结牛顿第二定律 难点：理解控制变量法在实验中的应用

牛顿第二定律的应用

二、教法和学法

1.教法选择：——实验探究式教学

为了教学目标的更好实现，采取提出问题、实验探索、观察归纳、分析讨论、建立规律的教学方式，把主动权交给学生，使学生主动参与到课堂中来。并鼓励学生从各个不同的角度发现问题、提出问题，培养学生的创新精神。 2．学法指导： ----协作学习，分组探究。

突出学生发现问题，合作探究，实验探索，分析总结等以学生为主体的特点。

三、教学程序

1.创设情境，提出疑问 （7min） 2.实验设计，进行实验 （22min） 3.数据处理，得出结论 （7min） 4.课堂练习，巩固小结 （9min）

1.

创设情境，提出问题 通过经验，引导学生思考：

（1）男女同学推同一箱子，在相同条件下，为什么男生更容易使箱子运动起来？

（2）神舟飞船返回地面时为什么要打开降落伞？ （3）赛车在开出起跑线的瞬间为什么速度变化很快

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这三个例子使学生认识到改变物体原有状态是和作用在物体上的力的大

小有关的。

引导学生思考：

（1）对同一人而言，在相同条件下，为什么推一个箱子比推两个箱子更容易？

（2）赛车比一般的家用汽车为什么质量更小呢？

通过这两个例子，使学生认识到改变物体原有状态是和物体上的质量大小有关的。

提出疑问：加速度和力、质量到底有什么关系呢？ 2、实验设计和进行试验

我将先介绍研究三个变量问题的研究方法 控制变量法

然后给出实验器材：小车、长木版、粗细线、小桶、刻度尺、天平等。 引导学生阅读教材并思考以下问题：

（1）实验方案可以怎么设计？实验的数据应该怎么处理？

（2）实验时需要测量什么物理量？怎样进行测量？需要那些实验器材？ 引导学生：把小车作为研究对象，小桶作为施力物体。 学生：

通过小组讨论，以及我提供的系列实验器材，提出一些可操作性的实验方案，并把这些的实验方案在小组内讨论和交流。得出实验方案：

利用两小车位移之比就是加速度之比研究加速度与力和质量的关系。

s?12at2a∝S

首先交代清楚实验装置，研究对象及外力的施加等问题。

怎样克服实际实验中的摩擦阻力呢？引导学生使用重力的分力来平衡阻力。所以垫高木板一端以倾斜木板达到目的。引导学生自主探究，进行试验。 (1)质量一定时，加速度与力的关系。

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接着考虑如何保持质量一定？利用两个质量相同的小车来做实验。如何测定加速度？根据初速为零的匀变速直线运动规律，在时间相同的情况下，a?s，通过测位移来达到测加速度的目的。

实验一：两小车质量相等，小车2受的拉力是小车1受力的两倍，同时开始运动，观察任一段时间内的两小车的位移关系。

质量M （kg） 1车 2车

(2)力一定时，加速度与质量的关系。

如何保持外力一定？给两个小车勾上相同质量的小桶。

实验二：两小车受力相等，小车2质量是小车1质量的两倍，同时开始运动，观察任一段时间内的两小车的位移关系。

质量M （kg） 1车 2车

3、数据处理，得出结论：

本节课鼓励学生直接在图表中观察，寻找规律。

最后我将展示部分学生分析结果，全班同学参与讨论，比较，分析误差原因并初步得出结论。

0.1 0.2 力F （N） 0.1 0.1 位移S （cm） 0.2 0.2 力F （N） 0.1 0.2 位移S （cm） ??物体的加速度与所受拉力成正比。a∝F 物体的加速度与物体质量成反比。a∝1/M

另外很重要的一点是：必须向学生说明我们今天所谓的从实验中得出结论，实际上是非常笼统的说法。当初真正的牛顿第二定律得出是科学家经过无数次的实验，在大量事实的基础上才得出的结论。

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4、课堂练习，巩固小结。

首先引导学生明确牛顿第二定律的适用条件：即宏观物体的低速运动问题。公式中的力为物体所受外力的合力。

让学生利用牛顿第二定律解释说明引入课程时提出的问题，考察学生利用规律解释问题的能力。 课堂练习

（1）根据牛顿第二定律，即使再小的力也可以产生加速度，那么我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛盾?

（２）下列说法中正确的是（ ）

Ａ、物体所受合力为零，物体的速度必为零．Ｂ、物体所受合力越大，物体的加速度越大，速度也越大．Ｃ、物体的速度方向一定与物体受到的合力的方向一致． Ｄ、物体的加速度方向一定与物体所受到的合力方向相同．

研究本例题的目的有两个：一是强化公式中的力是合力。二是理解牛顿第二定律最重要的两个性质：矢量性和瞬时性。 这部分我准备了以下例题：

例题 1：地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成37°角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

目的是培养学生使用牛顿第二定律解决实际问题的能力，通过练习促使学生把知识转化为能力。

课堂小结

内容：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。F=ma

矢量性：加速度与合外力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向唯

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一由合外力的方向决定。

瞬时性：物体的加速度跟它所受到的合外力之间存在着瞬时对应关系，加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失。 学习本节所用到的方法：控制变量法。

四、板书设计

板书设 一、研究过程： 控制变量法 1. m??一定时，a与F二、牛顿第二定律 1. 内容： 的三、应用及板画 A、文字表述：物体的加 速度跟所受的合外力成 ??关系。a?F 正比，根物体的质量成反 比。 表格一 2. ?F一定时，a与m的????B、数学公式：a?F/m??F?ma关系。a?1/m 表格二 C、力的单位“牛”的定义：1N=1kg.m/s2 2.理解：矢量性和瞬时性 以上就是我对牛顿第二定律的教学设计，有不妥的地方恳请各位老师指正。谢谢大家。

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