牛顿第二定律-教学设计.ppt

牛顿第二定律牛顿第二定律教学设计教学设计云南省富源县第二中学 李果1 120212021牛顿第二定律教学设计牛顿第二定律教学设计 一、教材分析二、学生分析五、教法与学法四、重点与难点六、教学媒体七、教学过程三、教学目标八、板书设计2 220212021一、教材分析一、教材分析 使用的教材为；人民教育出版社出版的全日制普通使用的教材为；人民教育出版社出版的全日制普通使用的教材为；人民教育出版社出版的全日制普通使用的教材为；人民教育出版社出版的全日制普通高级中学教科书（必修）物理第一册，第三章，第高级中学教科书（必修）物理第一册，第三章，第高级中学教科书（必修）物理第一册，第三章，第高级中学教科书（必修）物理第一册，第三章，第3 3 3 3节节节节牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律。本节本节本节本节“牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律”定量研究力和加速度的关系。定量研究力和加速度的关系。定量研究力和加速度的关系。定量研究力和加速度的关系。由于高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建的体系，由于高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建的体系，由于高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建的体系，由于高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建的体系，在牛顿三定律中，牛顿第二定律为核心内容。在牛顿三定律中，牛顿第二定律为核心内容。在牛顿三定律中，牛顿第二定律为核心内容。在牛顿三定律中，牛顿第二定律为核心内容。本节通过实验定量分析，得出牛顿第二定律。教材本节通过实验定量分析，得出牛顿第二定律。教材本节通过实验定量分析，得出牛顿第二定律。教材本节通过实验定量分析，得出牛顿第二定律。教材中使用了三个变量，通过控制变量法来研究物理规律，中使用了三个变量，通过控制变量法来研究物理规律，中使用了三个变量，通过控制变量法来研究物理规律，中使用了三个变量，通过控制变量法来研究物理规律，在以后的知识如电容、电阻等内容都会用到此法在以后的知识如电容、电阻等内容都会用到此法在以后的知识如电容、电阻等内容都会用到此法在以后的知识如电容、电阻等内容都会用到此法 。3 320212021二、学生分析二、学生分析1 1、基础知识储备、基础知识储备（1 1 1 1）运动学知识。）运动学知识。）运动学知识。）运动学知识。（2 2 2 2）以受力分析为核心的基本力学知识。）以受力分析为核心的基本力学知识。）以受力分析为核心的基本力学知识。）以受力分析为核心的基本力学知识。（3 3 3 3）牛顿第一定律。）牛顿第一定律。）牛顿第一定律。）牛顿第一定律。2 2、实验操作技能、实验操作技能 学生具有比较熟练的实验操作技能。学生具有比较熟练的实验操作技能。学生具有比较熟练的实验操作技能。学生具有比较熟练的实验操作技能。3 3、思维能力、思维能力 形象思维能力比较好，但抽象思维能力不强。形象思维能力比较好，但抽象思维能力不强。形象思维能力比较好，但抽象思维能力不强。形象思维能力比较好，但抽象思维能力不强。4 420212021三、教学目标三、教学目标（一）（一）知识与技能知识与技能 1 1、使学生理解并掌握牛顿第二定律的内容并知道其确、使学生理解并掌握牛顿第二定律的内容并知道其确 切含义。切含义。2 2、让学生对加速度这一物理量有更进一步的认识，认、让学生对加速度这一物理量有更进一步的认识，认 识加速度的矢量性，认识加速度与合外力间的瞬时识加速度的矢量性，认识加速度与合外力间的瞬时 对应关系。对应关系。3 3、通过实验，提高学生的实验设计、实验操作技能，、通过实验，提高学生的实验设计、实验操作技能，培养学生观察、分析、归纳、总结的能力。培养学生观察、分析、归纳、总结的能力。4 4、利用、利用“牛顿第二定律牛顿第二定律”解释实际生活中的相关物理解释实际生活中的相关物理现象。现象。5 520212021（二）（二）过程与方法过程与方法1、利用“控制变量法”来研究牛顿第二定律。2、引导学生通过“自主探究实验”和电子表格处理实验数据并作图，分析总结出“牛顿第二定律”。6 620212021（三）（三）情感态度与价值观情感态度与价值观1、通过实验培养学生的团结合作精神和协作意识，自主探究，敢于提出与别人不同的见解，勇于改正错误。从学习的过程中体验探索真理的自信心和成就感。2、培养学生认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯。7 720212021四、重点与难点四、重点与难点 利用控制变量法，通过实验探利用控制变量法，通过实验探究，建立究，建立“牛顿第二定律牛顿第二定律”。8 820212021五、教法与学法五、教法与学法n n教师引导，学生探究，以实验为主的探究教师引导，学生探究，以实验为主的探究式教学方法。式教学方法。n n学生分组进行实验，并各自对实验记录分学生分组进行实验，并各自对实验记录分析讨论得出各个小组的结论，最后全班同析讨论得出各个小组的结论，最后全班同学进行比较性的探讨性的总结。学进行比较性的探讨性的总结。9 920212021 六、教学媒体六、教学媒体n n多媒体、CAI软件、实验器材（细线、天平、砝码、弹簧秤、小车、夹子、钩码、刻度尺等）101020212021七、教学过程七、教学过程（一）（一）创设情景，引入新课创设情景，引入新课1 1、复习提问：物体运动状态改变快慢用什么、复习提问：物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述，物体运动状态改变与何因物理量来描述，物体运动状态改变与何因素有关？关系是什么？素有关？关系是什么？2 2、引课提问、引课提问：观看图片111120212021观看下面两张图片观看下面两张图片 战斗机战斗机121220212021F1赛车 131320212021 上图中的战斗机和赛车都是用上图中的战斗机和赛车都是用比较轻质的材料做成而且体积比较比较轻质的材料做成而且体积比较小质量比较小，为什么要这样设计小质量比较小，为什么要这样设计？讨论回答。？讨论回答。（由此可推测加速度跟什么因素有关？）（由此可推测加速度跟什么因素有关？）141420212021战斗机进入战斗之前抛弃副油箱并加速引擎151520212021 通过列举这种贴近现实生活，贴通过列举这种贴近现实生活，贴近学生兴趣的实例，培养学生在生活近学生兴趣的实例，培养学生在生活中发现科学，学习科学的好习惯。中发现科学，学习科学的好习惯。观看后回答下面问题观看后回答下面问题“战斗机为什么要抛弃副油箱，并战斗机为什么要抛弃副油箱，并且加速引擎？且加速引擎？”161620212021 分析视频得到答案：分析视频得到答案：两种操作都是为两种操作都是为了使机器更了使机器更“灵活灵活”，而，而“灵活灵活”的物理的物理表述就是更容易改变其运动状态，即具有表述就是更容易改变其运动状态，即具有较大的加速度较大的加速度“a”。（继续引导学生思考，通过以上内容，能不（继续引导学生思考，通过以上内容，能不能猜测加速度到底与什么因素有关系呢？）能猜测加速度到底与什么因素有关系呢？）171720212021 当学生由以上内容推测出加速度与物体当学生由以上内容推测出加速度与物体的质量的质量m有关，同时，与所受和外力有关，同时，与所受和外力F有关有关时，教师将给予肯定及相应的鼓励表扬，时，教师将给予肯定及相应的鼓励表扬，激发他们前进的动力和对物理这一门自然激发他们前进的动力和对物理这一门自然科学的热情。进而继续引导学生思考科学的热情。进而继续引导学生思考181820212021 通过视频和图片的分析请同学们考虑以下问题：物体的加速度与物体所受外力及物体F的质量m之间是存在一定的关系关系的。那么这种关系具体是什么？是不是成比例呢？猜想：物体加速度可能与物体受力成正物体加速度可能与物体受力成正 比，与物体的质量成反比比，与物体的质量成反比。带着猜想带着猜想 进行实验探究。进行实验探究。191920212021（二）活动探究（二）活动探究物体的加速度物体的加速度a与质与质量量m和所受作用力和所受作用力F的关系的关系1、确定研究方法控制变量法控制变量法.一共涉及两个因素与一共涉及两个因素与a a有关系，固定其中一个物理有关系，固定其中一个物理量，然后改变另一个物理量，来探究此物理量与加速度量，然后改变另一个物理量，来探究此物理量与加速度a a的关系的关系 。202020212021 2、设计试验方案、设计试验方案 (1)(1)(1)(1)分组设计探究实验的方案分组设计探究实验的方案分组设计探究实验的方案分组设计探究实验的方案 ，包括（器材的选择，包括（器材的选择，包括（器材的选择，包括（器材的选择，实验步骤的制定，实验步骤的制定，实验步骤的制定，实验步骤的制定，数据的记录与处理等数据的记录与处理等数据的记录与处理等数据的记录与处理等）（器材）（器材）（器材）（器材的合理巧妙的选择的合理巧妙的选择的合理巧妙的选择的合理巧妙的选择 也是比较重要的一部分，通过也是比较重要的一部分，通过也是比较重要的一部分，通过也是比较重要的一部分，通过对实验中对实验中对实验中对实验中 夹子的利用夹子的利用夹子的利用夹子的利用 可以灵活控制两个小车的运可以灵活控制两个小车的运可以灵活控制两个小车的运可以灵活控制两个小车的运动，通过这个器材的选择动，通过这个器材的选择动，通过这个器材的选择动，通过这个器材的选择 告诉学生告诉学生告诉学生告诉学生 合理选择实验合理选择实验合理选择实验合理选择实验器材器材器材器材 可以简化实验步骤，提高实验的精确性。）可以简化实验步骤，提高实验的精确性。）可以简化实验步骤，提高实验的精确性。）可以简化实验步骤，提高实验的精确性。）(2)(2)(2)(2)选择某一个代表小组上台叙述本组的实验设计选择某一个代表小组上台叙述本组的实验设计选择某一个代表小组上台叙述本组的实验设计选择某一个代表小组上台叙述本组的实验设计方案，然后鼓励其他组的学生对本组的实验设计方方案，然后鼓励其他组的学生对本组的实验设计方方案，然后鼓励其他组的学生对本组的实验设计方方案，然后鼓励其他组的学生对本组的实验设计方案进行讨论并提出建议，并改进代表组的方案。最案进行讨论并提出建议，并改进代表组的方案。最案进行讨论并提出建议，并改进代表组的方案。最案进行讨论并提出建议，并改进代表组的方案。最后得出最优方案后得出最优方案后得出最优方案后得出最优方案 （通过（通过（通过（通过 优化组合，去劣从优，共优化组合，去劣从优，共优化组合，去劣从优，共优化组合，去劣从优，共同探讨，在讨论中碰撞出智慧的火花。同探讨，在讨论中碰撞出智慧的火花。同探讨，在讨论中碰撞出智慧的火花。同探讨，在讨论中碰撞出智慧的火花。）212120212021实验方案及实物图实验方案及实物图222220212021实验注意事项1 1、注意导轨、砝码、钩码的使用。、注意导轨、砝码、钩码的使用。2 2、注意夹子的利用，控制两小车同时运动。、注意夹子的利用，控制两小车同时运动。3 3、实验中滑块由静止释放，应防止砝码盘摆实验中滑块由静止释放，应防止砝码盘摆 动且滑块最好在同一位置处释放，这样便动且滑块最好在同一位置处释放，这样便 于检查数据的正确性。于检查数据的正确性。4 4、注意测量的准确性。、注意测量的准确性。5 5、整理仪器，注意夹子、砝码等放回原处。整理仪器，注意夹子、砝码等放回原处。232320212021 1、加速度和力的关系、加速度和力的关系 两小车质量两小车质量m相同，作用在小车上的拉力相同，作用在小车上的拉力F不同不同上一页下一页退 出目 录242420212021 2 2、加速度和质量的关系、加速度和质量的关系 作用在小车上的力作用在小车上的力F F相同，小车的质量相同，小车的质量m m 不同不同上一页下一页退 出目 录252520212021(三三)数据处理数据处理（让学生利用电子表格处理实验数据，锻炼学生处理数据的能力）（让学生利用电子表格处理实验数据，锻炼学生处理数据的能力）（让学生利用电子表格处理实验数据，锻炼学生处理数据的能力）（让学生利用电子表格处理实验数据，锻炼学生处理数据的能力）262620212021272720212021282820212021292920212021 由实验数据利用描点作图方法得出图像使所得由实验数据利用描点作图方法得出图像使所得由实验数据利用描点作图方法得出图像使所得由实验数据利用描点作图方法得出图像使所得数据直观形象化，使学生更容易总结出探究结论。数据直观形象化，使学生更容易总结出探究结论。数据直观形象化，使学生更容易总结出探究结论。数据直观形象化，使学生更容易总结出探究结论。a a 1/m 1/ma a与质量成反比与质量成反比与质量成反比与质量成反比a a F F303020212021m一定，一定，研究研究a与与F的关系的关系313120212021F一定一定，研究研究a与与m的关系的关系323220212021 结论得出后，教师会给予一定的表扬，结论得出后，教师会给予一定的表扬，让学生体验到得出正确结论后的成就感。让学生体验到得出正确结论后的成就感。在整个实验过程中学生的实验能力，合作在整个实验过程中学生的实验能力，合作意识，成就感，都得到相应的提高，对物意识，成就感，都得到相应的提高，对物理知识的学习兴趣也会在结论的成功得出理知识的学习兴趣也会在结论的成功得出后得到更大的激发。后得到更大的激发。333320212021（四）得出结论（四）得出结论结论结论1：在质量：在质量m一定的情况下，加一定的情况下，加 速度与作用力速度与作用力F成正比，成正比，即即a F结论结论2：在外力：在外力F一定的情况下，加一定的情况下，加 速度与质量速度与质量m成反比，成反比，即即a 1/m343420212021由实验结论由实验结论1和和2得出：得出：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，这就是质量成反比，这就是质量成反比，这就是质量成反比，这就是牛顿第二定律。牛顿第二定律。牛顿第二定律。牛顿第二定律。公式表达公式表达：a F/m F F=kma=kma，（，（，（，（k k比例系数比例系数比例系数比例系数 ）如果各量都用国际单位如果各量都用国际单位如果各量都用国际单位如果各量都用国际单位，则，则k=1k=1 即353520212021牛顿第二定律的进一步表述牛顿第二定律的进一步表述n n物体的加速度跟物体所受物体的加速度跟物体所受合外力合外力F成成正比正比，跟物体的跟物体的质量质量m成成反比反比，加速度的，加速度的方向方向跟跟物体所受物体所受合外力的方向合外力的方向相同。相同。n n公式表达：公式表达：F合合=ma 363620212021对牛顿第二定律的几点说明：对牛顿第二定律的几点说明：（1）F=ma 是矢量式，是矢量式，F与与a都具有方向性，都具有方向性，a的方向与物体所受合外力的方向相同。的方向与物体所受合外力的方向相同。（2）加速度具有瞬时性，与物体所受的合外）加速度具有瞬时性，与物体所受的合外力具有同时性，即力和加速度同时存在。力具有同时性，即力和加速度同时存在。（3）力应该指的是合外力，牛顿第二定律说）力应该指的是合外力，牛顿第二定律说的是合外力与加速度的关系。的是合外力与加速度的关系。373720212021 此后，我将给学生提供并讲解一道典此后，我将给学生提供并讲解一道典型的利用牛顿第二定律的例题，帮助学生型的利用牛顿第二定律的例题，帮助学生巩固学习到的新内容。并强调一下解题步巩固学习到的新内容。并强调一下解题步骤，具体如下：骤，具体如下：383820212021 n n例例1 1 质量为质量为8000Kg8000Kg的汽车，在水平的公路上沿的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为直线行驶，汽车的牵引力为14500N14500N，所受阻力，所受阻力为为2500N2500N 求：汽车前进时的加速度求：汽车前进时的加速度 解题步骤：解题步骤：研究对象：汽车研究对象：汽车 受力分析、受力分析、建立坐标系建立坐标系 由由F合合ma列方程列方程 解得：解得：a.393920212021 解题步骤解题步骤：解解解解:对汽车受力分析如图对汽车受力分析如图对汽车受力分析如图对汽车受力分析如图.建立如图所示坐标系建立如图所示坐标系建立如图所示坐标系建立如图所示坐标系.由图的受力分析由图的受力分析由图的受力分析由图的受力分析 根据牛顿第二定律有；根据牛顿第二定律有；根据牛顿第二定律有；根据牛顿第二定律有；F-f=maF-f=ma 代入数据解得代入数据解得代入数据解得代入数据解得 NGFfa=1.5 m/s2 404020212021（五）（五）结论的应用结论的应用1、利用探究出来的牛顿第二定律分析战斗机、利用探究出来的牛顿第二定律分析战斗机在进入战斗状态之前抛弃副邮箱并且加大引在进入战斗状态之前抛弃副邮箱并且加大引擎的问题。擎的问题。2、生活中牛顿第二定律的应用（两个方面）、生活中牛顿第二定律的应用（两个方面）通过通过改变力改变力F的大小改变加速度的大小改变加速度a 通过通过改变质量改变质量m的大小改变加速度的大小改变加速度a414120212021（六）（六）回顾总结回顾总结1、学生回顾本节课的探究过程及过程中使用、学生回顾本节课的探究过程及过程中使用的物理思想和研究方法的物理思想和研究方法控制变量法。控制变量法。2、归纳总结本节课的知识重点，牛顿第二定、归纳总结本节课的知识重点，牛顿第二定律的内容。律的内容。3、回顾牛顿第二定律产生的过程：、回顾牛顿第二定律产生的过程：观察现象发现规律抽象出物理模型提出假设实验探究实验数据的处理与分析理论得出结论的验证。（在这里向学生强调，科学并不是神（在这里向学生强调，科学并不是神（在这里向学生强调，科学并不是神（在这里向学生强调，科学并不是神秘的高不可攀，鼓励学生培养这种探索科学的精神。）秘的高不可攀，鼓励学生培养这种探索科学的精神。）秘的高不可攀，鼓励学生培养这种探索科学的精神。）秘的高不可攀，鼓励学生培养这种探索科学的精神。）424220212021（利用一个思考题来加深学生对牛顿第二定律的理解）（利用一个思考题来加深学生对牛顿第二定律的理解）（利用一个思考题来加深学生对牛顿第二定律的理解）（利用一个思考题来加深学生对牛顿第二定律的理解）课后思考课后思考 一小球从竖直在地面上轻弹簧正上方一小球从竖直在地面上轻弹簧正上方某处自由落下某处自由落下,试分析小球从刚接触弹簧到试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球的速度、加速度怎被压缩最短过程中小球的速度、加速度怎样变化样变化?434320212021（七）作业n课后题课后题1 、3 444420212021八、板书设计八、板书设计3.3 牛顿第二定律牛顿第二定律一一一一.探究加速度与质量和物体受探究加速度与质量和物体受探究加速度与质量和物体受探究加速度与质量和物体受力力力力F F F F的关系：的关系：的关系：的关系：初步得出与初步得出与初步得出与初步得出与F F F F成正比，与成正比，与成正比，与成正比，与m m m m成反成反成反成反比。比。比。比。二二二二.处理实验数据处理实验数据处理实验数据处理实验数据 结论：结论：结论：结论：a a a a与与与与F F F F成正比，与成正比，与成正比，与成正比，与m m m m 成反比。成反比。成反比。成反比。三三三三.得出探究结论得出探究结论得出探究结论得出探究结论 牛顿第二定律：牛顿第二定律：牛顿第二定律：牛顿第二定律：物体的加速度与物体所受作用力物体的加速度与物体所受作用力物体的加速度与物体所受作用力物体的加速度与物体所受作用力成正比，与物体的质量成反比。成正比，与物体的质量成反比。成正比，与物体的质量成反比。成正比，与物体的质量成反比。公示表达为：公示表达为：公示表达为：公示表达为：F=maF=maF=maF=ma。牛顿第二定律的进一步描述：牛顿第二定律的进一步描述：牛顿第二定律的进一步描述：牛顿第二定律的进一步描述：物体的加速度跟物体所受合外力物体的加速度跟物体所受合外力物体的加速度跟物体所受合外力物体的加速度跟物体所受合外力F F F F成正比，跟物体的质量成正比，跟物体的质量成正比，跟物体的质量成正比，跟物体的质量m m m m成反比，成反比，成反比，成反比，加速度的方向跟物体所受合外力的加速度的方向跟物体所受合外力的加速度的方向跟物体所受合外力的加速度的方向跟物体所受合外力的方向相同。方向相同。方向相同。方向相同。公式表达；公式表达；公式表达；公式表达；F F F F合合合合 =ma=ma=ma=ma。四对牛顿第二定律的说明四对牛顿第二定律的说明四对牛顿第二定律的说明四对牛顿第二定律的说明 （1 1 1 1）F=ma F=ma F=ma F=ma 是矢量式，是矢量式，是矢量式，是矢量式，F F F F与都与都与都与都具有方向性。的方向与物体所受具有方向性。的方向与物体所受具有方向性。的方向与物体所受具有方向性。的方向与物体所受合外力的方向相同。合外力的方向相同。合外力的方向相同。合外力的方向相同。（2 2 2 2）加速度具有瞬时性，与物）加速度具有瞬时性，与物）加速度具有瞬时性，与物）加速度具有瞬时性，与物体所受的合外力具有同时性，即力体所受的合外力具有同时性，即力体所受的合外力具有同时性，即力体所受的合外力具有同时性，即力存在加速度存在。存在加速度存在。存在加速度存在。存在加速度存在。（3 3 3 3）力应该指的是合外力，牛）力应该指的是合外力，牛）力应该指的是合外力，牛）力应该指的是合外力，牛顿第二定律说的是合外力与加速度顿第二定律说的是合外力与加速度顿第二定律说的是合外力与加速度顿第二定律说的是合外力与加速度的关系。的关系。的关系。的关系。五五五五.回顾总结回顾总结回顾总结回顾总结 （1 1 1 1）探究过程及过程中使用的探究过程及过程中使用的探究过程及过程中使用的探究过程及过程中使用的物理思想和研究方法物理思想和研究方法物理思想和研究方法物理思想和研究方法控制变量控制变量控制变量控制变量法。法。法。法。（2 2 2 2）牛顿第二定律的内容及公牛顿第二定律的内容及公牛顿第二定律的内容及公牛顿第二定律的内容及公式：式：式：式：F=ma F=ma F=ma F=ma。454520212021 我希望，通过对上面的整个教学设计的我希望，通过对上面的整个教学设计的操作，在我的引导与协助下，使学生在一种积操作，在我的引导与协助下，使学生在一种积极，愉悦的氛围中，较好的掌握本节的内容，极，愉悦的氛围中，较好的掌握本节的内容，而且对于自己的能力而且对于自己的能力 学习方法学习方法 和对物理这和对物理这门学科的兴趣得到相应的提高，整个教学设计门学科的兴趣得到相应的提高，整个教学设计到此结束到此结束 谢谢各位评委和各位老师。谢谢各位评委和各位老师。464620212021 谢谢 谢谢 474720212021