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1、“牛顿第二定律”教学案例教学目的:1 通过本课的学习,让学生记住牛顿第二定律的表达式: 理解各物理量及 公式的意义。2. 了解以实验为基础,经测量、推理、归纳出结论并用数学公式表达物 理规律的研究方法。3. 巧设情景,激发学生探索规律的欲望,培养学生探索物理规律的兴趣。教学重点:成功的完成实验及对数据的分析 。教学难点:实验数据采集的处理。课型:探索型新授课。课 时:1课时。教学仪器:气垫导轨一台,实验小车一个,砝码一套,片码若干,电脑一台(尺 寸较大的彩显,投影仪一台,灯片若干。教学过程:1.引入复习提问:通过上节课的学习,我们知道物体受外力作用要产生加速度, 物体的加速度与什么有关?有什么
2、关系?(学生回答:F越大,a越大,m越大,a越小)启发提冋:F越大,a越大是什么意思?是*-,还是或其它关系(学生无法回答)引入课题:a与m的关系也有类似的问题。也就是说,上节课我们只解决 了 a与F,a与m的定性关系,其实,以我们现在的知识和能力,是完全可以研 究出a与F,a与m的定量关系的,这就是我们本节要学习的内容一一牛顿第二 定律。板书:牛顿第二定律2 牛顿第二定律的导出:启发提问:a与F有关,又与m有关,怎样研究a与F的关系,a与m的 关系?板书:(1)在m定的情况下,研究a与F的关系。介绍实验装置,简介实验原理:让滑块作初速为零的匀加速运动,测出 S 和t,就可算出a。实验1:将演
3、示实验改为学生实验,抽三名学生上台演示,让学生自己选 择做什么,其分工如下:甲:保证滑块在第一光电门由静止开始运动,并控制气源开关。乙:根据实 验需要,调整托盘中的砝码质量,并保证细线通过定滑轮。丙:对计时器复零, 读数数据,并在投影底片上记录数据(附表 1略)其余同学中对操作特别有兴趣的可观察他们实验进行的情况,争取操作实验2的机会,也可根据他们测出的t值和给出的S值计算出a,(可发空白灯片, 学生将计算值填入灯片)并推测a与F的关系。教师起主持作用:指导学生进行实验,并扼要的解说:同时督促其它同学观 察、计算、推测;并采集、挑选典型灯片投影在屏幕上。实验过程:(略)讲述:尽管许多同学已对a
4、与F的关系作了推测(根据引入新课时的猜想, 能推测出(),但没有把握确定,因为计算法太繁。现在我们用图像法处理。用电脑在a-F坐标系中,输入数据,描点、连线、得到一条直线。从而得到 结论。(CAI课件略)。板书:结论:J HP或者实验2:另选三人作F 定时,研究a与m的关系实验,教师与其它学生 的活动同上。(附表2略)启发提问:若a与m成反比,那么a与m的倒数是什么关系?(经前面的铺垫,学生会想到用- 图像验证,教师作图像验证。)m板书:在F 一定时,研究a与m的关系,结论严者启发提问:同时考虑F和m对a的影响,a的数学表达式应怎样?(学生 一时无法回答)启发提问:欧姆定律怎么叙述,数学表达式
5、怎样?(学生对欧姆定律印象 很深,自然类比出- )m板书:(3)牛顿第二定律语言表述:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体质量成批比。其公式为:F=ma小结现在为止,我们已通过实验测出数据,经过推理,归纳出了a与F,m的定量关系一一牛顿第二定律,并用简洁的数学公式表示出了它。下面我们对 它的意义进行初步的探讨。板书:2.对牛顿第二定律的理解启发提问:若将刚才的实验放在粗糙的水平面上作,小车加速度怎么计 算?(学生会将拉力和摩擦力等效为一个力计算 a,教师再进一步引出物体受多 个不在同一直线上的力作用的问题)。板书:(1)F=ma中,F应理解成合外力。启发提问:F的矢量,a也是矢量,它们方向有什么
6、关系?(若学生不能 明确回答,则提示在刚才的实验中,a的方向怎样?小车受的合外力方向怎样?)板书:(2)F=ma是矢量式,a与F同向。启发提问:在实验1中,若在小车运动过程中突然改变拉力大小,a会怎 样?(学生猜测a会变化,抽一同学上台配合老师演示:小车运动中突然加一砝 码,小车运动时间变短,说明a变大。)3巩固新课(1)(注意点:(1)先求F;( 2)运用F=msB寸,各物理量的单位。)(2) 一个小孩用力去推一辆大车,未推动,这与牛顿第二定律矛盾吗?若 车放光滑平面上呢?(引导学生对小孩在粗糙平面和光滑平面情况分析讨论。)4.布置作业(略)板书设计3-3 牛顿第二定律实验探索1. M 一定:ax F2. F 一定:ax 1/m3.分析 、牛顿第二定律1 内容:物体的加速度跟作用力成正比, 跟物体的质量成 反比2 公式: a F/m 改为: F=kma 简化公式: F=ma