牛顿第二定律备课及课件

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牛顿第二定律备课及课件(一)
牛顿第二定律教学设计

个人教案设计

高中物理必修一（人教版）

第四章 牛顿运动定律

第三节：牛顿第二定律（2课时）

一、教材地位与作用：

本节内容是在上节实验课程“探究加速度、质量与力的关系”的基础上进行知识的探究和总结，在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；在技能上要求能设计和操作实验，会测定相关物理量；体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程，体会科学研究方法──控制变量法、图象法的应用牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起，具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系，是动力学中的核心内容，是本章的重点内容

二、学生学情分析：

学生学习了第二节实验课：探究加速度与力/质量的关系， 对a m F三者关系都有了初步了解，并且总结出了相关规律，所以对本节理论课内容做好了铺垫，对掌握本节内容具有重要作用，

三、教学目标：

1.知识与技能；

①理解加速度和力的关系以及加速度和质量的关系；

②理解牛顿第二定律的内涵和外延；

③在学生实验的基础上得出牛顿第二定律F=kma，使学生对

牛顿第二定律有初步的理解并且能准确表述牛顿第二定律；

④能应用牛顿第二定律解决简单问题。

2、过程与方法:

①引导学生学会应用控制变量法，探究牛顿第二定律各变量间的关系

②通过对牛顿第二定律表达式的推导，培养学生的概括能力和分析推理能力 ③通过对多媒体演示实验现象，培养学生的逻辑思维能力。

3、情感态度与价值观：

通过实验，激发学生的学习兴趣，引导学生思维走向，通过实验现象看本质，体验实验的乐趣，总结并得出相关规律，让学生体验成功的喜悦

四、教学内容的重难点：

①重点是把握牛顿第二定律a、m、F三者关系，要求实验数据较为精确，得出关系F=kma才具有说服力。

②难点是对F=kma中系数k=1理解和深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联,牢固掌握定律的物理意义等。

五、教法和策略：归纳探究法、讲解法和实验法等。具体步骤是：创设物理情景→回顾与思考→分组讨论→多媒体演示实验→总结规律。

六、教学过程：【牛顿第二定律备课及课件】

一、回顾与思考:

F:物体所受的和外M：系统总的质ykxF=kMaa ∝F/M a:系统F作用下产生的加速度k?

二、F=kMa中k是什么？等于什么？

k=

=F(F单位为N，M的单位为kg，a的单位为m/s Ma2N,如果N的组成单位取kg.m/s^2，则k取1，所以得F=Ma kgm/s^2

三、牛顿第二定律（表达式）：F=Ma

概念：物体的加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

因果性矢量性

瞬时性表达式的特性

独立性

相对性同一性

例题1讲解：

牛顿第二定律备课及课件(二)
牛顿第二定律优秀教学设计

牛顿第二定律备课及课件(三)
牛顿第二定律教学设计(精品)

《牛顿第二定律》教学设计

一、学习任务分析

1．教材的地位和作用

牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系，理解牛顿第二定律。”本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。

2．学习的主要任务

本节的学习任务类型是综合型。在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；在技能上要求能设计和操作实验，会测定相关物理量；体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程，体会科学研究方法──控制变量法、图象法的应用。

3．教学重点和难点

重点：①知道决定物体加速度的因素。

②加速度与力和质量的关系的探究过程。

教学难点：引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。

二、学习者情况分析

在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、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；会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能，会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动；具备一定的计算机操作能力，会应用CAI课件处理实验数据。学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。

在非智力因素方面，学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。

三、教学目标分析

根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：

1．知识与技能目标

①让学生明确物体的加速度只与力与和质量有关，并通过实验探究它们之间的定量关系；

②培养学生获取知识和设计实验的能力。

2．过程与方法目标

在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法等）；

3．情感、态度、价值观目标

①通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神；

②让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感。

四、教材处理与教学策略

在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时。第一学时主要的任务是：探究加速度与力、质量的关系；第二学时主要的任务是：建立牛顿第二定律并进行初步的应用。本节课是第一学时，主要采用以下的教学策略：

1．自主学习与合作探究

改演示实验为学生分组探究实验。让学生在自主学习中，通过对认知活动进行自我监控，并及时做出相应的调整。小组（4～6人一组），小组间的合作探究可以同时培养学生的合作精神和竞争意识，让不同层次的学生都能有所作为，有所收获。

教师的策略是宏观调控整体教学进度，微观放活学生局部学习进程，让学生的学习有组织、有步骤地进行。

2．现代教学手段与启发式

在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，调动学生学习的积极性；同时利用CAI课件和校园网络处理实验数据，能有效地提高学习效率。

五、教学器材

教学设备：多媒体教室、课件。

学生分组实验器材（探究包）：气垫导轨、气源、两个光电门和与之配套的数字计时器，滑块、滑片、细线、小桶、天平、砝码、细沙、弹簧秤、小车、木块、钩码、一端带有滑轮的长木板、打点器、纸带、秒表、毫米刻度尺、垫木、橡皮筋等。

六、教学过程设计

（一）创设情景、引入新课

视频展示：刘翔在雅典奥运会夺金的情景。

教师：在决赛时，刘翔将自己身上一切戴的东西像手表、项链等都摘了下来，穿最轻的跑鞋。这样做的科学道理在哪里？

预测学生讨论后得出的结论可能是：___________________________。

质量越小，运动状态越容易改变，也就是说在相同的情况下，物体获得的加速度就越大。

说明通过视频展示创设物理情景，激发学生的学习兴趣，同时渗透德育教育。

（二）提出猜想

教师：那么、物体的加速度与哪些因素有关呢？请同学们从生活经验出发提出自己的看法，并举例说明。（同时教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发。）

附图片内容如下：

★为何体操，跳水运动员的身材都比较苗条、瘦小？

★从防止发生交通事故的角度考虑，说一说反超载的道理？

★F1方程式赛车的质量只有一般小轿车质量的三分之一，这样做有什么好处？

★神舟五号飞船返回仓返回时为何要打开降落伞？

预测学生有代表性的回答可能有以下几方面：（教师在学生分析的过程中板书归纳。）

1．与物体受到的外力的关系：

①与物体受到的外力有关；例如：骑自行车刹车：用力刹车时，用的力越大、车越容易停下来，即：阻力越大，自行车减速的加速度越大。

②与物体受到的外力无关；例如：用大小不一样的力推大石头，推不动，运动状态不变，加速度为零。

③应该是与物体受到的合外力有关；分析如下：用大小不一样的力推大石头，推不动，是因为大石头同时受到摩擦力的作用，受到合外力为零，因此、加速度也为零。

„„

2．与物体质量的关系：

与物体的质量有关；例如：人分别用相同的力推自行车和摩托车时，自行车比较容易加速启动，而摩托车则较难。也就是说在相同的情况下，质量较小的自行车获得的加速度就较大。

„„

3．与物体运动的速度的关系：

①与物体的速度有关；例如：速度大的物体较不容易停止运动，而速度小的物体较容易天下来。

②与物体的速度无关；例如：做匀速直线运动的物体不论速度大小，加速度都为零。

③与物体的速度无关；分析如下：加速度是描述速度变化快慢的物理量，从公式

可知，加速度与速度的大小无关。

„„【牛顿第二定律备课及课件】

引导学生总结得出猜想：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

说明学生在生活中对“影响物体加速度大小的因素”有所认识，但这些认识往往是片面的、不准确的。因此要让学生充分地表达已有的认识，在这过程中教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发，引导他们不断修正自己的观点，从而形成对科学的认识。

引导学生结合前面学习的知识（牛顿第一定律等），讨论猜想的科学依据所在，从而确定：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

说明：让学生从理论的角度加以分析有利于培养学生理论联系实际的能力，有利于培养学生的逻辑思维能力。

引导学生深入探究：与和的定量关系。

（三）探究a与F、m的定量关系

1．确定研究方法

教师：我们应该采用什么样的物理方法来研究与

预测学生的分析可能如下：

分两步进行研究：

①保持研究对象的质量

②保持研究对象受到的合外力

然后综合两次的研究结果，进行推理和归纳，便可找出与、三者之间存在的关一定时，研究加速度和质量的关系。 一定时，研究加速度和合外力的关系； 、的定量关系呢？ 系。

„„

教师在确定研究方法后，简单地介绍“控制变量法”。

说明初中阶段学生曾多次应用过控制变量法。如果学生回答有误，教师启发学生回忆：研究电流与电压和电阻这三者关系所采用的方法。

2．设计实验方案

教师进一步引导学生设计实验方案。

让学生以小组为单位设计探究方案：包括使用哪些实验器材，如何进行操作，如何采集数据等？（要求学生把设计的方案简要地写在纸上）。

教师巡视给予必要的指导。

„„

选择较有代表性方案的小组派代表上台简要叙述本组设计的方案（用实物投影仪把学生写在纸上的方案投影出来），让全班同学进行交流。大家在互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案。

牛顿第二定律备课及课件(四)
牛顿第二定律教学设计

《牛顿第二定律》 教学设计

教学目标

一、知识与技能

1．理解力是使物体产生加速度的原因；

2. 知道研究加速度和力的关系的实验过程；

3．理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义。

二、过程与方法

1.师生共同实验并总结出牛顿第二定律，对真理进行再探究，培养学生的实验能力、分析能力和解决问题的能力；

2.初步掌握实验研究中的控制变量法；

3.通过模型“变换”，培养学生透过现象看本质的能力。

三、情感态度与价值观

让学生在自己探索并操作实验的过程中逐步学会运用理论知识合理解决实际问题，在实验后分析问题时培养学生严谨思考的能力，激发学生学习物理的兴趣。 教学重点

1．熟练且准确地操作实验；

2．认识并理解牛顿第二定律。

教学难点

1. 实验数据的分析与处理；

2. 理解并掌握牛顿第二定律的物理意义及性质。

教学方法

多媒体展示法、实验探究法、讲授法。

教学仪器与用具

气垫导轨，滑块，光电门，计时计数测速仪，配重片，托盘，铁片，托盘天平，细线，多媒体课件。

教学过程

一、导入新课

创设情景，引入新课（播放视频）：

跳伞队员降落时要打开降落伞，这是什么道理呢？

方程式赛车比赛中所用的赛车质量是普通的小轿车的三分之一。这又是什么原因呢？

其实，直观的看，视频当中之所以这样做都是为了在短时间内快速的改变物体的运动状态。通过上节课的学习，我们已知道：物体运动状态改变时产生加速度，而力是产生的加速度的原因，那么产生的加速度和物体所受的力有什么关系呢？与物体的质量是否也有关系？继续展示“推箱子”视频让学生猜想：物体的加速度与作用力成正比与物体的质量成反比。继而，带领学生一起来学习本节课的内容。

二、新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标：

1．理解加速度与力的关系；

2．理解加速度与质量的关系；

3．理解牛顿第二定律的内容。

（二）学习目标完成过程：

1、加速度和力的关系：

（1）展示本节课所用的实验装置，教师进行讲解：一个滑块放在气垫导轨上，导轨上固定有两个相距一定距离的光电门，两个光电门与一台计时计数测速仪相连，滑块的前端系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮挂一个小托盘，小托盘上放有铁片。

（2）对本次实验中说明的问题：

铁片及托盘跟滑块相比质量较小，细绳对滑块的拉力近似地等于托盘及铁片所

受的重力。导轨充气后滑块所受阻力可忽略不计，绳对滑块的拉力即为滑块所受的合外力，滑块在水平导轨上做匀加速直线运动。

（3）实验的做法：

a) 打开气泵给气垫导轨充气并用小纸条检查是否有气孔被阻塞；

b) 放上滑块调节气垫导轨使之水平；

c) 在滑块的一端挂上托盘，卡好光电门，打开计时计数测速仪调到加速度档位； d) 放开滑块，让滑块从静止开始运动，待滑块通过两个光电门以后让滑块停下来。

（4）观察并记录计时计数测速仪上显示的滑块的加速度的值。

（5）继续增加铁片的数量，改变滑块所受拉力的大小，多测几组数据。

（6）分析推理，得出结论：

a) 在天平上秤出滑块所挂托盘及铁片的质量进而算出滑块所受的拉力；

b) 由实验数据可绘制出a—F图，即可得到结论：物体的加速度跟作用在物体上的力成正比，即：

aF(m一定)

（6）巩固练习：

我们现在可以解决“跳伞队员降落时为什么要打开降落伞？”这个问题了。

2.加速度和质量的关系：

（1）实验装置同上；

（2）说明与前次实验的不同。

前一次实验中，我们是保持滑块质量不变，而改变滑块所受力的大小，来研究加速度和力之间的关系的。

本次实验是使滑块所受拉力相同，而在一滑块上加放配重片，以增大滑块的质量，研究加速度和质量之间关系。

（3）观察并记录计时计数测速仪上滑块的加速度的数值。

（4）多次改变滑块的质量，多测几组数据。

（5）分析推理，得到结论：

a) 在天平上称出滑块及所加配重片的质量；

b) 由实验数据可绘制出在相同的力作用下滑块的a—

物体的加速度跟物体的质量成反比，即 1图，即可得出结论：m

O1【牛顿第二定律备课及课件】

m

1aF一定） m

（6）巩固练习：

学到这我们可以解决：“为什么方程式赛车的质量只有普通小轿车的三分之一左右？”

3.牛顿第二运动定律

（1）综合上述实验中得到的两个关系以及通过数学推演等方法，得到下述结论： 物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。

（2）公式表示：

aF或者Fma m

即：Fkma

a) 如果每个物理量都采用国际单位，那么，k1；即：Fma

b) 力的单位（牛顿）的定义：使质量为1千克的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1牛顿。

（3）推广：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述关系可推广为：

物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。即：

F合ma

（4）介绍F合和a的瞬时对应关系：

a) 只有物体受到力的作用，物体才具有加速度。

b) 力恒定不变，加速度也恒定不变。

c) 力随着时间改变，加速度也随着时间改变。

d) 力停止作用，加速度也随即消失。

4.例题分析（课本例题）

（1）学生阅读例题内容；

（2）分析：

质量m已知必须先求F和F的合力，而合力的大 要求物体的加速度21

小可以用作图法求解，也可以用计算法求解。

牛顿第二定律备课及课件(五)
牛顿第二定律教学设计

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