牛顿第二定律教学设计(市级一等奖).docx

蚌埠二中 牛顿第二定律 公开课教学设计
牛顿第二定律
教学设计
教材分析
牛顿第二定律是动力学部分的核心内容，它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化，即加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系；况且此定律是联系运动学与力学的桥梁，它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻，所以本节课的教学对力学是至关重要的．本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容，关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解，全面掌握牛顿第二定律，会应用牛顿第二定律解决有关问题．
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， 
教学目标：
　 知识与技能
　　　1、能准确表述牛顿第二定律
　　　2、理解数学表达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、能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题
　 过程与方法
　　　通过对上节课实验结论的归纳，培养学生概括和分析推理能力
　 情感与态度
　　　1、渗透物理学研究方法的教育——由实验归纳总结物理规律
　　　2、让学生感受到物理学在认识自然上的本质性、深刻性有效性
教学重点：
　　牛顿第二定律
教学难点：
　　1、牛顿第二定律公式的理解
　　2、理解k=1时，F=ma
教学方法和程序：探讨、归纳、数字化实验、讯飞多媒体辅助互动等。具体步骤是：创设物理情景→回顾与思考→数字化演示实验→总结规律→讯飞多媒体辅助互动。
教学过程：
教学事件顺序
教学任务及实现途径
教师活动
预测学生活动
事件1
复习上节内容的基础上，建立本节内容相关的知识结构体系
创设情景、引入新课
向学生提问：回忆上节实验探究课内容，我们研究了哪几个物理量？
它们之间有什么关系？
能用公式反应他们之间的关系吗？

回忆、同学间展开讨论、最后举手踊跃回答老师提出的问题

通过数字化实验加深学生对F,m,a三者关系的理解。
边回忆边总结上节课所学的内容，再次向学生展示演示实验，并通过数字化实验加深对实验的过程以及结果的理解
回答学生提出相关的疑问
认真听讲并且在此过程中提出相关疑问
在教师的引导下，初步讨论其规律
设计意图：通过播放多媒体演示实验和数字化实验，根据图像关系，引导学生再次总结a.m与F的可能存在的关系，引导学生得出a∝F/m的结论，通过正比例关系式y=kx，则可得出F=kma的关系。
回忆旧知识，运用实验数据总结规律，培养学生独立思考的能力和尊重物理事实的精神，
事件2
通过上面的总结归纳，已经得出了牛顿第二定律F=kma的关系，对系数K进行讲解
对牛顿丁二定律F=kma进行讲解（强调F为物体所受的合外力、a为研究对象因F作用产生的加速度，m为研究系统的总质量）通过谈论对比可以知道，k是一个比例系数，国际上k=1,那么为什么呢？接下来向学生讲解k=1的原因。

对于k=1，学生存在很大的疑惑，有人会提出问题，在讲解完k=1后，学生仍然对国际规定系数存在疑问

通过进一步的举例说明，学生相对比较理解牛顿第二定律F=kma中k=1

（1）为了简化公式及平衡物理规律和物理量之间关系；（2）这种规定不仅是通过实验可以实现，也具有理论意义。
设计意图：让学生知道公式中k=1，心生疑问，带着疑问才能激发学生学习动机去主动热情学习新知识，对系数k的讲解使学生对国际规定系数有初步的了解。通过对学生疑难的讲解，加深对牛顿第二定律的认识，以便以后的理解和运用。
事件3
得出牛顿第二定律F=ma后，有必要对该定律的特性进行说明，这样学生对牛顿第二定律才会有进一步认识
指出：牛顿第二定律有哪些特性
②在相对理解牛顿第二定律的基础上，对表达式F=ma的六大性质结合形象例子进行探讨（包括因果性（力是产生加速度的原因）;矢量性（a、F都是矢量，a的方向由F决定，力的分解和合成遵循平行四边形法则）;瞬时性（合外力消失，即a消失）;相对性（牛顿第二定律只适用于惯性系）、独立性（物体的各个力都能产生独立的a即∑Fi/mi=F合/m总）、同一性（a与F与同一物体某一状态相对应））（并且根据学生的提出的相关特性的疑问举例说明）
学生讨论，尝试并且回答老师提出的特性

学生在学习过程中会提出相关特性的疑问，

设计意图：对牛顿第二定律的特性进行探究，能够加深学生对牛顿第二定律本质上的理解，使前面所学知识连贯起来，这对牛顿定律的解题或是实际运用过程中有很大的帮助。

事件4
学习了牛顿第二定律后，要学会对公式的运用，小试牛刀，对课本习题试做再进行讲解
对力和运动关系进行小结：物体所受的合外力决定物体产生的加速度：(1)、F合＝0，a＝0：匀速直线运动(2)、F合恒定，与v同向：匀加速直线运动(3)、F合恒定，与v反向：匀减速直线运动。
接着让学生合上课本，对着PPT上的例题1（课本P75）进行试做。
在学生做题过程中，对部分学生进行思路的点拨，引导其思维方向

在总结了本节课内容后，学生试做例题1，有学生对该题迎刃而解，有些还没有思路，不知道如何下手

。
做题需要方法，按照一般的做题思路，授予学生做题步骤
待大部分学生完成后，对该提进行讲解，做题注意方法，根据解题步骤（①确定研究对象，对研究对象进行模型化；②对研究对象进行正确的受力分析或是运动情况进行分析；运用牛顿第二定律或是结合以前所学的运动学公式列出方程；③根据公式并结合题给条件（注意发现挖掘隐含条件）解出所求的物理量。）解例题1
运用解题该步骤再次试做例题2，并讲解
通过讯飞多媒体发布课堂作业并点评。
回答学生提出关于解题的中问题
学生根据自己的解题思路与老师教给的解题步骤进行对比，找出适合自己的方法

学生会提出其他做题方法或是做题过程中遇到的问题
发布课堂习题并点评
设计意图：做题不在于多在于精，不提倡题海战术，要学会做题方法，真正体现“授人与鱼不如授人与渔”学于致用，用接近学生生活中例子运用牛顿定律，体现了该定律的实用性，体现了新课标的要求，
事件5
对本节内容进行总结，并布置课后作业
帮学生梳理知识，巩固学生知识结构框架。

布置作业：试吧课后作业
畅谈感想与体会
设计说明：选取的作业题要有代表性，要具有梯度性，这样根据作业结果才能反馈出学习效果，根据作业的梯度才能判断学生在学习过程遇到的疑难问题所在处，以便下次补上。
板书设计：
牛顿第二定律
1．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．加速度的方向跟合外力的方向相同
2．表达式：a＝或F合＝ma
说明：①a＝是加速度的决定式②力是产生加速度的原因③m＝中m与F、a无关
1. 3．对牛顿第二定律的理解：①矢量性　②因果性 ③瞬时性　④同体性　⑤独立性
⑥局限性
4．应用牛顿第二定律解题的一般步骤
备用习题：
1．如图所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端．试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况．
解析：在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零．在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小．由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关．
2．一辆小车在水平地面上沿直线行驶，在车厢上悬挂的摆球相对小车静止，其悬线与竖直方向成θ角，如图所示．问小车的加速度多大，方向怎样？
解析：解法一：小球的受力情况如左下图所示．
由图可知，F合＝mgtanθ.
所以加速度a＝＝gtanθ，水平向左．
解法二：小球的受力情况如右上图所示，
由牛顿第二定律得：Fsinθ＝ma①
Fcosθ－mg＝0②
由①②得a＝gtanθ方向水平向左．
答案：gtanθ　方向水平向左
备课资料
一、物理公式与数学公式的区别
学好物理离不开数学，但不能把物理公式当作数学公式来理解，这是因为物理公式与数学公式之间有许多本质上的区别．
1．数学公式只表示数量大小间的关系，很少涉及各量间单位；物理量不但有大小，还有单位，因而物理公式不仅表示各量的数量关系，而且还包含单位关系．例如由牛顿第二定律F＝ma就可知，1 N＝1 kg·m/s2.
2．许多物理公式，不仅表示各量间的大小关系，而且表示它们间的方向关系，例如根据F＝ma可知，物体加速度的方向与其所受合外力的方向相同，忽视这一点，就会犯错误．
3．数学中的函数关系是从具体的客观事物中抽象概括出的，像y＝f（x），它不与某个具体的物理过程相联系，所以在y与x之间没有确定的因果关系，写作y＝f（x）时，x是原因，y是结果，通过公式变形，可以找出上式的反函数x＝φ（y），在反函数中y是原因，x是结果．可见，由于公式形式的变化，因果关系也随之改变；物理公式是与某个物理过程相联系的，它反映了该过程中的物理量之间的必然的因果关系．例如牛顿第二定律的数学表达式F＝ma中的F、m、a三个量之间的因果关系是由物理运动状态变化过程本身决定的，牛顿第二定律的数学表达式，无论以哪种形式出现（a＝，F＝ma，m＝），F、m都是原因，a是结果，由此可见，物理公式中，各量之间的因果关系是不能随意颠倒的．
在学习物理时，要注意搞清物理公式中各量之间的因果关系，而不能把物理公式单纯当成数学公式去理解．
二、谈谈定律与定理定则
物理学中的重要规律，如牛顿第三定律、以后要学习的机械能守恒定律、动量守恒定律等等，都是通过实验得出或在实验的基础上通过科学推理得出的；而像力的平行四边形定则，及以后要学习的动能定理、动量定理，则是由理论推导得出的．
知道了为什么有些规律叫某某定律，而另一些叫某某定理，对我们学习物理有很强的指导作用．因为物理定律都有实验事实背景，因此我们在掌握物理定律时，要特别注重定律得来的实验过程，注重过程，不但使我们掌握了物理知识，而且也感悟了探求知识的方法；而在学习物理定理时，则要注意该定理是在什么条件下由什么规律推出的，从而使所学知识融会贯通．希望同学们在以后的学习中，注重物理知识的特点，你的学习定会事半功倍！
三、牛顿
牛顿（1642—1727年），英国物理学家和数学家．
在伽利略被隔离软禁死去那年的圣诞节——1642年12月25日，牛顿出生于英国离伦敦不远的林肯郡沃斯索普村一农户家中．他的父亲在他出生前就去世了，他是一个多病而又腼腆的孩子.1661年入剑桥三一学院学数学，当时并未显示出有过人之处．
1665年疫病流行使剑桥大学关闭，牛顿回乡间住了18个月，直到开学．这18个月是牛顿一生最有收获的时期．在这段时间内孕育了他一生学术成就的基础思想．
牛顿一生中对科学事业作出的贡献，遍及物理学、数学、天文学等领域．他在伽利略等人工作的基础上进一步深入研究，先后建立了成为经典力学基础的牛顿运动定律；发展了开普勒等人的研究成果，建立了万有引力定律；初步考察了行星运动规律，解释了潮汐现象，预言了地球不是正球体；建立了经典力学的基本体系.1666年用三棱镜分析日光，发现日光是由不同颜色的光组成的，从而确定了光谱分析的基础.1675年，他观察到了著名的牛顿环现象，为光的干涉提供了实验事实.1704年，在《光学》一书中阐述了光现象和光的本性，提出了光的微粒说．牛顿因发明望远镜而被选为英国皇家学会会员．
1687年牛顿出版了巨著《自然哲学的数学原理》，独立建立了微积分学的基础和牛顿二项式定理，开创了数学史上的新纪元．
动力学的研究开始于伽利略，牛顿继承了伽利略的工作，使经典力学发展到一个成熟阶段，后来总结出了运动定律．
1696年牛顿被任命为伦敦造纸厂监督，1705年被授予爵士称号．在最后25年里，一直未作出任何重要发现．
1727年3月20日深夜，牛顿在伦敦逝世．
后人为了表示对牛顿卓越功绩的尊敬，把经典力学叫做牛顿力学．
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