PAGE 5PAGE 第三課 牛頓第二定律教學設計 教材解析 牛頓第二定律是動力學部分的核心內(nèi)容，它具體定量地回答了物體運動狀態(tài)的變化，即加速度與受到的外力的關系，加速度與物體本身的慣性——質(zhì)量的關系；而且，該定律是連接運動學和力學的橋梁，它在中學物理教學中的地位和作用是不言而喻的，所以本課的教學對力學至關重要。 本課根據(jù)上一節(jié)的教學成果，對牛頓第二定律的內(nèi)容進行歸納總結，重點是通過案例分析來強化訓練，使學生深刻理解和充分掌握牛頓第二定律，并能運用牛頓第二定律解決相關問題。 教學目標 知識與技能 1.能準確表達和掌握牛頓第二定律的文字表達和數(shù)學表達。 2.理解公式中各物理量的含義及相互關系。 3.知道“牛頓”在國際單位制中是如何定義的。 4.能運用牛頓第二定律分析和處理簡單問題。 過程與方法 1.通過實驗，歸納出物體的加速度及其質(zhì)量與外力之間的關系，進而總結出牛頓第二定律。 2.培養(yǎng)學生總結分析的能力。 3.通過案例分析，感受牛頓第二定律是連接運動學和動力學的橋梁。 情感、態(tài)度與價值觀 1.滲透物理研究方法教育，體驗物理方法的魅力。 2.培養(yǎng)學生獨立探究的能力和團隊合作、溝通的意識。
重點難點 重點 1、牛頓第二定律的應用 難點 1、牛頓第二定律的意義 教學方式：探究式講授、問題探究、實驗探究 教具：網(wǎng)球一個、測力計（25塊）、鉤重物（200g 25塊）、多媒體等 自學 設計思路：自學環(huán)節(jié)有兩個環(huán)節(jié)，第一是復習鞏固，以提問的形式出現(xiàn)，需要將這節(jié)課所學的知識、方法運用起來，可以為課堂上知識的應用打下良好的基礎。第二是預習內(nèi)容，以空白的形式體現(xiàn)，讓學生把主要的規(guī)律、公式填上去，既能讓學生了解本節(jié)課的主要知識點，又不會給學生增加過多的負擔，這部分內(nèi)容由學生在課前預習時完成。 復習鞏固： 1、加速度的定義及物理意義。 2.勻加速直線運動中速度和位移隨時間變化的規(guī)律及推論（公式）？ 3.物體運動狀態(tài)改變的意義是什么？物體運動狀態(tài)改變的原因是什么？ 自學： 1.牛頓第二定律：物體加速度的大小和它受到的力成正比，和它的質(zhì)量成正比，加速度的方向和力的方向成正比。 2.國際單位制中，力的單位是牛頓。1N等于質(zhì)量為的物體做加速度運動時所受到的合力。 3.國際單位制中，公式QUOTE F＝kma中的比例因子QUOTE / F＝kma為高中物理牛頓第二定律，故牛頓第二定律的數(shù)學表達為 學習過程合作探索 ● 探索牛頓第二定律的表達設計思路：殲15的視頻，讓學生感受科技里的加速度，提出如何設計來提高戰(zhàn)斗機的加速度，激發(fā)學生的學習興趣，同時以問題的方式尋找決定加速度影響的物理量。
另外，我們通過上節(jié)課的實驗結論，進一步分析推導了牛頓第二定律的表達式，體會到了牛頓第二定律的偉大。 視頻回顧： 分析影響加速度因素的實驗：（畫圖，寫出相應的比例公式） 1.質(zhì)量m不變時，加速度a與力F的關系 2.力F不變時，加速度a與質(zhì)量m的關系 （2） （1） （2） （1） 比例公式： （1） （2） 數(shù)學推理： 1.寫出牛頓第二定律的比例公式，并化成方程式 2.從單位的角度，思考在什么條件下k=1。 3.力的單位“牛頓”是如何定義的？1N的物理意義是什么？ ●牛頓第二定律的理解（自主探索、合作互助） 設計思路：利用問題探索、實驗探索的形式，讓學生理解牛頓第二定律的表達式、矢量、瞬時性。 理解力是改變運動狀態(tài)的本質(zhì)，力產(chǎn)生加速度，理解牛頓第二定律是溝通運動學與靜力學的“橋梁”。 問題1：表達式中F的物理意義一個人用盡全力推一個很重的箱子，但推不動箱子，這是否違背了牛頓第二定律？為什么？ 問題2：加速度a與力的方向關系F=1*GB3①自由落體運動=2*GB3②鉤子在彈簧拉力作用下的運動（忽略阻力） 彈簧秤的示值是加速還是減速？速度方向是向上還是向下？加速度方向是向上還是向下？合力方向是向上還是向下？ 大于重力階段 小于重力階段 結論： 問題3：加速度a與力F的對應關系 已知：一質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上 思考： 1.物體受到恒定拉力F之后，此時物體的合力是多少？物體的運動狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化？ 2.恒定拉力F撤去之后，物體做什么運動？加速度是多??少？ 3.第一題運動過程中，F(xiàn)增大，a會發(fā)生什么變化？如果F減小呢？ 結論： 典型例題理解設計思路： 例1是結合實際生活場景的題，感受牛頓第二定律在處理力學問題中的“橋梁”作用。
培養(yǎng)學生思維分析問題的能力，規(guī)范步驟的書寫。例二 學會熟練建立坐標系處理合力問題。例一 一輛質(zhì)量為的汽車在直路上試車，當其達到速度100km/h時，關閉發(fā)動機，經(jīng)過70秒后停下，汽車遇到的阻力為多大？再次開始加速時，牽引力為2000N，產(chǎn)生多大的加速度？（假定在試車過程中，汽車遇到的阻力保持不變） 提示： 分析、思考下列問題，體會應用牛頓第二定律解題的方法和步驟。 （1）在試車第一階段，分析汽車的運動及受力，畫出受力圖； （2）計算試車第一階段的加速度（從已知量出發(fā)，選取合適的定律、公式）； （3）根據(jù)物理定律，計算小車遇到的阻力； 解答： （4）在試跑第二階段，分析小車受力，畫出受力圖，計算其合力； （5）根據(jù)物理定律高中物理牛頓第二定律，計算試跑第二階段的加速度。 總結：利用牛頓第二定律解題步驟： 例2 光滑水平桌面上有一物體，質(zhì)量為2kg，受到水平方向互為120度的兩個力F1、F2作用，這兩個力的大小均為10N，請問這個物體產(chǎn)生的加速度為多大？ 解答： 課堂總結 通過本節(jié)課，你獲得了哪些知識和方法？ 設計思路：學生交流在這節(jié)課中學到了哪些知識和方法，然后教師利用課件進行本節(jié)課的展示、總結和布置作業(yè)。 開闊視野，閱讀課本第77頁的科學漫步，了解利用動力學測質(zhì)量的方法。 同時在線觀看2013年6月航天員王亞平在天宮一號做的物理實驗，收集一些測量質(zhì)量的方法。
設計理念：拓展學生的視野，讓學生從生活中感受物理，從物理中體驗生活。 提高學生學習物理的興趣 課堂實訓設計思路：由3個小問題組成，圍繞本課教學目標而設置，落實本課學習目標 1、關于牛頓第二定律，下列說法正確的是（ ） A.物體加速度的大小由物體的質(zhì)量和物體所受合外力的大小決定，與物體速度的大小無關 B.物體加速度的方向只由它受到的合外力的方向決定，與速度的方向無關 C.物體所受合外力的方向永遠和它的加速度方向及速度方向相同 D.物體所受的合外力一旦為0，那么物體的加速度立即變?yōu)?，它的速度也必然立即變?yōu)? 2、牛頓第二定律的數(shù)學表達式F=kma中，關于比例系數(shù)k的說法正確的是（ ） A.無論如何k都等于1 B.因k=1，所以k可選 C.K的值由質(zhì)量、加速度和力決定 D.K的值由質(zhì)量、加速度和力的單位決定 3.如圖所示，質(zhì)量m=10，重為kg的物體在水平面上向左運動，物體與水平面之間的動摩擦系數(shù)為0.2，同時，物體受到向右20N的推力F，則物體的加速度為（g為10m/s2）（） A. 0 B. 4m/s2，水平向右 C. 2m/s2，水平向左 D. 2m/s2，水平向右 板書設計 第三節(jié) 牛頓第二定律 1.內(nèi)容：物體加速度的大小與作用于它的力成正比，與它的質(zhì)量成反比。
加速度的方向和力的方向相同。 2.表達式=ma或 3.理解 （1）矢量性質(zhì) （2）瞬時性質(zhì) 4.步驟 （1）研究對象 （2）受力分析 （3）求合力 （4）列出方程式 學習情況分析 由于初中的學習經(jīng)歷，學生可以接受a∝，F(xiàn)∝ma這樣的事實，從現(xiàn)有的數(shù)學知識中，F(xiàn)=kma，其中k為比例系數(shù)，課本上是通過實驗得到的F=kma。 課本上說“對于用多大的力作為力的單位，并沒有規(guī)定，所以在F=kma這個關系中，比例系數(shù)k的選取有些隨意，只要是常數(shù)，就能正確表達F與m，a的比例關系。”這句話雖然不難理解，但對學生來說仍然是一個難點。 力、加速度、速度之間的關系以及速度的變化是學生學習的難點。 生活中的直覺干擾了物理的學習，學生誤以為力越大速度越大，力越小速度越小，力減小，物體的速度也會減小。因此在教學中要設置更好的問題情境，幫助學生理解這些概念之間的聯(lián)系和區(qū)別。理解加速度的大小取決于合力，而速度的大小除了速度外，還取決于加速度的大小和加速時間。牛頓第二定律的數(shù)學表達簡單完善，記憶起來并不難。但學生要充分深入地理解定律中各個物理量的含義和相互聯(lián)系，牢牢把握定律的物理意義和廣闊的應用前景，卻很難。這一難點可以在教學中通過定律的分析和有針對性的練習來深化和突破，另外也可以通過習題課和后續(xù)的課程學習應用來體會和領悟。
高一學生創(chuàng)造力相對缺乏，利用已有知識創(chuàng)建新理論的能力較弱，學習過程中對知識的掌握不是很準確，數(shù)學推理能力較弱，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結概括規(guī)律的能力不強。課前安排以案例分析為載體，明確本堂課的立體目標，做好預習，讓學生在課堂上更有效地理解和掌握。效果分析1.通過上節(jié)課的實驗分析，學生能根據(jù)原有的知識結構推導出公式，但對矢量、瞬時性質(zhì)的理解有一定困難，但通過情境問題的設置和實驗分析，學生能初步理解牛頓第二定律的物理意義。2.學生能基本掌握利用牛頓第二定律計算加速度的解題步驟，對規(guī)律的理解也??能達到大綱的要求。 通過例題的訓練可以看出部分學生對力的分析還比較陌生，有時力比較多或者缺力，可以多加強這方面的訓練。另一方面學生對物理題缺乏標準答案，沒有必要的文字說明，以后要在平時的書面作業(yè)中注重指導和練習。附錄：學生答案：3.通過考核練習可以看出幾乎所有學生都能掌握本節(jié)課的知識和方法，很好的完成了學習任務。教材分析教材在本章中將牛頓第二定律的探索實驗和公式表達分為兩部分，目的是為了加強實驗探索，突出牛頓第二定律在力學中的重要地位。牛頓第二定律的首要價值應該在于建立力和運動之間的直接聯(lián)系，也就是因果關系。
如果我們知道了作用在物體上的力，那么物體的運動狀態(tài)及其變化也就完全確定了，這應該是人類認識自然過程中一個重要的思想成果。牛頓第二定律是動力學的核心定律，是經(jīng)典力學的基礎，是進一步學習熱力學、電學等其他部分知識必須掌握的內(nèi)容。因此，牛頓第二定律是本章的中心內(nèi)容，也是本章的教學重點。為了讓學生對牛頓第二定律的理解自然、和諧，本節(jié)之前的運動狀態(tài)變化起著承上啟下的作用。承上啟下，學生對第一定律的理解得到加強；承上啟下，即通過實例分析，學生可以定性地理解牛頓第二定律的內(nèi)容。本節(jié)首先提出牛頓第二定律的具體內(nèi)容，并在上節(jié)實驗的基礎上，通過實驗分析得到牛頓第二定律的表達式。 從a∝，到F∝ma，再到F=kma，最后到F=ma，這里面蘊含著豐富的知識技能、過程和方法目標。因此，在教學中更應注重對學生思想和心理的沖擊，讓學生感受到物理學在認識自然方面的精髓、深刻性和有效性。教材中重點突出了力學單位1N的物理意義，為后面單位制內(nèi)容做了鋪墊，教師應引導學生進行必要的討論。本課最后通過兩個例子，介紹應用牛頓第二定律的基本思想，這也是學習和理解牛頓第二定律的基本組成部分。通過對教材和學情的分析，確定本課的重點和難點。
重點：1.牛頓第二定律。2.牛頓第二定律的簡單應用。難點：1.牛頓第二定律的理解。2.理解當k=1時，F(xiàn)=ma。3.牛頓第二定律的簡單應用。總結一下，本課控制在1.5課時以內(nèi)，前半課時為講課，后半課時為練習課。考核練習設計思路：由3個小問題組成，圍繞本課教學目標設置，落實本課學習目標。 1.關于牛頓第二定律，下列表述正確的是（ ） A.物體加速度的大小由物體的質(zhì)量和物體所受外力合力的大小決定，與物體速度的大小無關 B.物體加速度的方向只由它所受外力合力的方向決定，與速度的方向無關 C.物體所受外力合力的方向永遠與它的加速度方向和速度方向相同 D.物體所受外力合力一旦為0，那物體的加速度就立即變?yōu)?，速度也必然立即變?yōu)? 2.在牛頓第二定律的數(shù)學表達式F=kma中，關于比例系數(shù)k正確的表述是（ ） A.無論如何k都等于1 B.因為k=1，所以k是任意的 C.K的值由質(zhì)量、加速度和力的單位決定 D.K的值由質(zhì)量、加速度和力的單位決定力 3、如圖所示，質(zhì)量m=10 一重20kg的物體在水平面上向左運動，物體與水平面之間的動摩擦系數(shù)為0.2，同時，物體受到一個向右的20N水平推力F，物體產(chǎn)生的加速度為（g為10m/s2）（） A. 0 B. 4m/s2，水平向右 C. 2m/s2，水平向左 D. 2m/s2，水平向右 課后反思 牛頓第二定律的數(shù)學表述雖然簡單完善，記憶起來也不難，但要充分深入地理解該定律中物理量的含義及相互聯(lián)系，牢牢掌握該定律的物理意義和廣闊的應用前景，卻并不容易。 因此在教學過程中，我采取了講解、討論、分析相結合的教學方法，從學生的認知心理出發(fā)，采用了引入問題——自主探索——分析討論——交流合作——繪制規(guī)則——鞏固練習——強化應用的教學流程。
讓學生把觀察與質(zhì)疑相結合、自主探究與交流合作相結合，培養(yǎng)學生的閱讀思維能力，并根據(jù)學生的認知效果進行適當?shù)慕忉尅⒁龑А⒓m正和分析，深化牛頓第二定律數(shù)學表達的物理內(nèi)涵，課堂取得了良好的效果。不足：1、高中物理新課標要求學生對牛頓第二定律有比較準確的理解和熟練的應用，對牛頓第二定律的理解存在一些困難，如牛頓第二定律的瞬時性，實驗上對牛頓第二定律的理解不是很清楚，只能定性分析，如果有更科學的配套實驗設備，效果會更好；2、對學生不自信，怕學生犯錯，給學生思考的時間和空間不足，不利于學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的培養(yǎng)；3、教學過程的設計可以進一步加工，使知識更加生動，提高學習興趣。 課程標準解析牛頓第二定律是動力學的核心定律，是第4章牛頓運動定律的中心內(nèi)容，也是本章的教學重點。本節(jié)根據(jù)第2節(jié)實驗探索的結果，分析推導牛頓第二定律，具體定量地回答了運動物體速度的變化率，即加速度與力和質(zhì)量的關系。牛頓第二定律通過加速度把物體的運動和力緊密地聯(lián)系在一起，使前三章成為一個整體，是解決力學問題的重要工具。該定律是連接力和運動的橋梁，所以本課的教學在整個教材教學中占有十分重要的地位。特制定本課的教學目標：知識與技能1、能準確表達和掌握牛頓第二定律的文字表達和數(shù)學表達。
2.理解公式中各個物理量的意義及相互關系。 3.知道“牛頓”在國際單位制中是如何定義的。 4.能運用牛頓第二定律分析和解決簡單問題。 過程與方法 1.結合實驗，總結物體的加速度和其質(zhì)量與受到外力之間的關系，進而總結牛頓第二定律。 2.培養(yǎng)學生的總結分析能力。 3.通過案例分析，感受牛頓第二定律是連接運動學和動力學的橋梁。 情感、態(tài)度與價值觀 1.滲透物理研究方法教育，體驗物理方法的魅力。 2.培養(yǎng)學生的獨立探究能力和合作、溝通、團隊協(xié)作意識。