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1、牛顿第二定律一、教材分析前面章节介绍了力、位移、速度、加速度以及运动学的相关知识，但是没有对它们之 间的关系实行深究。本节内容牛顿第二定律，从定性、定量这两个方面探究物体加速度 与自身质量和所受作用力之间的关系，它是连接运动的结果与运动原因“力”的桥梁，是学 习其他动力学知识的基础。本节让学生了解牛顿第二定律在工农业生产，交通运输、航天航 空、军事技术、日常生活中的广泛应用。体现了新课程“从物理走向社会”的理念，培养学 生观察、分析、概括的水平，培养学生热爱生活、热爱科学的态度。二、学情分析本节课的教学对象是高中一年级的学生，学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概 念，学习了牛顿第一定律，知
2、道力是改变物体运动状态的原因、质量是惯性大小的量度，能 分析物体的受力情况；高一学生已具有一定观察实验、分析解决问题的逻辑思维水平，能使 用运动学实验探究运动性质，熟悉实验研究的控制变量法和比较法，而且对未知新事物有较 强的探究欲望。所以，在教学过程中，通过创设物理情境，以观察生活现象和实验探究为基 础，逐步引导学生深刻理解加速度和力、质量的关系，实现知识的意义建构是可行的。三、设计思想通过观察分析生活实例，创设情境，引导学生得出加速度与力、质量的定性关系，进 而猜想它们之间的定量关系，并引出科学探究方法控制变量法实行探究；通过教师引导 学生利用已有经验和知识，积极思考、设计出实验方案，从而突
3、破难点；通过演示实验，能 够科学、准确地揭示出加速度与力、质量的定量关系，再现知识的形成过程，使学生能深刻 地理解定律，实现知识的意义建构，从而达到突出重点、突破难点的效果。四、教学目标分析1、知识与技能 学会使用控制变量法探究a与F、m之间的关系。 理解牛顿第二定律的内容及数学表达式，知道力的国际单位制定义，能使用定律解决实际问题。 培养学生使用知识分析问题、归纳总结以及科学探究的水平。2、过程与方法探究过程中渗透科学的研究方法（控制变量法、实验比较法）。3、情感、态度与价值观 通过师生之间的交流与协作探究，培养学生积极参与的意识。 学生感悟物理学科学的研究方法，形成严谨的、实事求是的科学态
4、度，体会物理 学规律的简单美。五、教学重点、难点 重点：通过实验探究，深刻理解牛顿第二定律，并学会简单使用。 难点：使用控制变量法实行实验方案的设计与选择；实验比较法探究加速度与力和质 量之间的比例关系。六、教法、学法 教法：高一学生应该具备的五种水平：即理解、推理、综合分析水平、使用 数学知识解决物理问题的水平及实践水平。在整个的教学活动中，以学生为主体、 教师主导、师生合作交流的方式组织教学。通过再现生活情景，搭建问题支架来 引导学生由生活经验出发，发现问题，使用已学知识设计方案并解决问题的情境 教学法和实验探究法相结合，教师在其中起到评估调控的作用。在实验中，教师 介绍实验装置，并指导学
5、生自主探究a与m、F之间的关系，进而引导学生得出 牛顿第二定律。学法：学生通过教师指导，合作学习后，能自主地实行探究活动，亲历知识 的发生、发展过程。感悟科学探究精神，掌握科学研究方法 ，逐步分析归纳出 加速度与力、质量之间的关系，实现知识的意义建构。七、教学准备 多媒体课件，牛顿第二定律演示器，砝码（一盒），细绳，天平八、教学流程图开始环节一创设情境,引入新课视频播放1、神舟七号火箭升空2、战斗机在航空母舰短距离起飞。激发学生的学习兴趣。视频播放火箭、战斗机起飞过程分析现象得 出a与F有关。飞机、赛车同时启动分析现象得出 与m有关。环节二合作探究,建构新知c视频播放赛车加速过程-视频播放1、
6、大小车同时启动2、大小车同速制动提出问题:&与F、m有怎样的关系？分析现象得出F 大, a越大。分析现象得出m 大，a越小。提出问题：a与F、m有怎样的定量关系？师生合作，设计实验方案: 控制变量法、实验比较法教师介绍实验装置及其原理学生分析实验数据，得出实验结论。学生自主探究a与F、m的关系教师归纳、讲解定律环节三回归生活,拓展应用视频播放战斗机卸载副油箱学生讨论图片设置问题学生课外探究九、教学程序教学程序教师活动学生活动设计意图环节创设情境引入新课（大约35分钟）【播放视频】神舟七 号火箭升空、战斗机 在航空母舰上起飞。 问题1将火箭送入太 空为什么要用巨大的 推力？问题2战斗机在航空 母
7、舰上为什么能短距 离起飞？【教师总结】火箭、 战斗机在巨大推力下 速度迅速增大，运动 状态发生变化，即速 度发生了变化，有加 速度产生。问题这说明加速度 大小与什么因素相 关？【播放视频】F1赛车 和飞机同时启动。 问题F1赛车比飞机 启动快，这说明加速 度大小还与什么因素 相关？【过渡】那么加速度 与物体受力、质量到【观看视频】【学生回答】得到很大的速度。【学生回答】靠强大的推力。【学生回答】与物体所受的作用力相关。【学生回答】与物体的质量相关。播放直观、震撼的视 频材料，激发学生学 习兴趣，使学生理解 生活与物理的联系。引导学生将加速度与 物体的受力、物体的 质量联系起来。底有什么关系，今
8、天我们就来探究一下。环节二合作学习 建构新知（大约25分钟）1 .创设情境，定性研究【播放视频】同一辆 车增大油门的运动过 程。【教师提问】增大油 门后，速度变化明显 变快？这说明什么？【播放视频】大小车 同时启动，同速制动。【教师提问】小车启 动快，制动快，这又 说明什么？【教师归纳】作用力 越大，加速度越大。 质量越小，加速度越 大；【学生观看】【学生回答】牵引力越大，加速度越大。【学生观看】【学生回答】说明物体质量越大，加速度越小。联系生活，通过度析 实例，启发学生思考 影响加速度大小的因 素，引导学生概括出 加速度与物体的受 力、质量之间的定性 关系。2教师引 导，设计 实验【过渡】我
9、们已经定 性地研究了 A与F和 m的关系，那么，它 们之间有怎样的定量 关系呢？我们一起来 探究一下。【教师提示】加速度 大小同时与作用力和 质量相关，如果作用 力和质量同时变化， 就不知道是哪个因素 影响了加速度。这时引导学生思考探究加 速度与力、质量的定量 关系的方法一一控制 变量法;培养学生使用 已有知识解决新问题的水平，提升学生的科 学素养。就要控制其中一个变 量不变，改变另一个 变量来实行研究，即“控制变量法”问题在探究a与F 和m的关系时，我们 该怎样利用控制变量 法呢？【学生回答】保持作 用力不变，改变物体 的质量；保持质量不 变，改变作用力的大 小,再分别比较加速 度的大小。【
10、过渡】既然是定量 的探究，我们就要找 出在质量或作用力改 变时，加速度是怎样 变化的。问题1 a、F、m中， F怎样测量与提供，m 又该怎么测量？加速 度又该怎么求呢？问题2还有没有其他 方法测加速度呢？ 大家想想能不能用运 动学的知识来解决这 个问题。【教师引导】位移S 可测，如果我使初速 度为零，并控制运动【学生回答】外力能 够挂上重物，用弹簧 测力计测量，质量能 够用天平测量，加速 度可用打点计时器或 是频闪照片。【学生回答】V = V + a tt0S = v t +a t2oV 2V 2 = 2ast0【学生回答】S = a t2；位移之比 就是加速度之比。通过引导学生回 顾旧知，合
11、作探讨使用 控制变量法研究加速 度与受力和质量的实 验设计，这不但简洁直 观，有利于突破教学的 难点，更有利于拓展学 生的思维，让学生掌握 和使用科学的探究方 法，促动学生创造性地 解决实际问题的水平 发展。时间相同，此时的加 速度该怎样得到呢？【教师提示】只要比 较两个初速度为零的 物体在相同时间的位 移，就知道它们的加 速度的关系，所以能 够用这样的实验方法 来探究加速度与力和 质量之间的定量关 系。3.变量控制，实验探究【教师讲解】实验原 理图以及实验装置、 测量方法等。【实验1】测量大小 两小车的质量，先用 两个相同质量的小 车，分别加不同个数 的砝码施加作用力， 小车最初静止与导轨
12、零刻度，使两小车向 前运动一段距离后制 动，测量两小车的位 移，填入表中，改变 砝码质量，多次实验。教师指导实验，通过学 生控制变量和实验数 据处理，得出实验结 论，不但突出了教学重 点，而且有利于促动学 生分析、归纳、利用数 学知识解决物理问题 的水平，发展学生的严 谨的逻辑思维水平，更 重要的是学生经历知 识的探究过程，体验探 究的乐趣，感悟科学精 神，在主动实现知识的 意义建构中，达到情感 态度价值观的升华。小车1小车2mFS【教师提问】由实验 数据，比较一下两小 车所受的作用力、位 移，你能得出什么结 论？这说明加速度与 力有何关系？【学生归纳】当质量 一定时，加速度大小 与作用力成正
13、比，即 a*F。【实验2】保持提供 作用力的砝码质量相 同，在其中一个小车 上加砝码，实行实验, 并记录数据，填入下 表。小车1小车2mFS【教师提问】由实验 数据，比较一下两个 小车的质量、位移， 你得出什么结论？这 说明加速度与质量有 何关系？【学生回答】小车2 与小车1所加砝码后 质量之比等于它们的 位移之反比；说明作 用力一定时，加速度 大小与质量成反比。 即m4.分析归纳，揭示规律将实验结论归纳、总结 成数学表达式，使实验 结论清晰、明了，让学 生能更深刻地理解定 律内容。【教师总结】物体的 加速度与物体所受的 作用力成正比，与物 体的质量成反比 牛顿第二定律。【教师提问】加速度 的
14、方向是怎样的?【学生回答】和作用力的方向相同。【教师讲解】加速度的方向跟引起这个加 速度的力的方向相 同，写成数学表达式 是：face 或 Fcctn 弘m也能够写成：F=kma【教师讲解】在国际 单位制中，力的单位 是牛顿。使质量是 1kg的物体产生 lm/s2的加速度的力 为 1N， 1N=1kg m/s2o此时k=1，公式化简 为：F=ma当物体受多个力作用时公式写为：F ma即：物体的加速度跟 所受的合力成正比， 跟物体的质量成反比 加速度的质量跟合力 的方向相同。说明：1、矢量性：a的方向始终与引起此a的外力方向一致。2、同时性：a和F同时存有。3、同物性：a和F合 必对应同一物体。环节二回归生活拓展使用 (大约5分钟)【播放视频】战斗机 卸载副油箱。问题你能解释战斗 机在作战前为什么要 卸载副油箱吗？【课后问题】为什么 要限速？为什么不能 超载？牛顿第二定律 在生产生活中还有哪 些应用？【学生活动】观看，讨论。学生能够使用所学知 识解决生活中实际问 题，使知识进步深 化。十、板书设计主板书第
