牛顿第二定律 桃源县一中 彭浩政 各位领导、专家、老师 今天

1、 牛顿第二定律 桃源县一中 彭浩政 各位领导、专家、老师： 今天我说课的内容是：2002年审查通过的人教版高中物理教材（必修）第一册3.3牛顿第二定律，下面我从以下六个方面说一说这一节课： 牛顿运动定律这一章在教材的编排上体现了循序渐进的一、教材分析首先，谈一谈本节内容在教材中的地位和作用首先，谈一谈本节内容在教材中的地位和作用原则，起到联系运动学与动力学的桥梁作用。而牛顿第二定律是牛顿第一定律的延续，是整个运动力学理论的核心规律，是本章的重点和中心内容。在力学中占有很重要的地位。它反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系，是一条适用于惯性系中的各种机械运动的基本定律，是经典牛顿力学的一

2、大支柱。而且在生活生产中都非常重要。如设计机器、研究天体运动，计算人造卫星轨道等等都与牛顿第二定律有关。 其次，说一说本节教材编排的特点其次，说一说本节教材编排的特点 教材通过提出问题，引出演示实验，运用控制变量法进行定性实验，得出结论，选取单位，简化公式，最后运用定律解决问题。最后，看一看教材中的实验最后，看一看教材中的实验 教材中的演示实验是这样设计的：其一是两辆小车在同一水平面上运动，小车受的拉力就近似的认为等于砝码和桶的重力（如图），小车的运动和停止是通过夹子来控制的。再根据s= at2可知，在相等的时间内，小车的位移和加速度成正比。从而得出结论。其二是保持桶里砝码不变，而改变小车的质

3、量，通过观察发现，在相等的时间内，质量小的那辆小车的位移大，即加速度大。从而得出加速度与质量的关系。21我认为教材上的这组实验存在以下四个较大的缺陷四个较大的缺陷：一是由于两辆演示小车在同一平面上运动，造成学生观察时可见度不大，影响实验效果。二是用夹子控制小车的运动和停止，不够灵活，误差较大。三是只从定性方面就得出结论，不够严谨。学生很容易产生疑问。如质量一定时，得出aF,为什么不得得出aF2或其它形成等等。四是这种演示实验融合的创造性学习、合作学习、探究学习的过程不够充分，学生创造性思维难以形成。 解决方案：解决方案：学生设计、探究实验，并采用气垫导轨，光电门及计算机实时测量技术，采集、分析

4、、处理数据，精确得出结论。二、目标分析二、目标分析我认为本节课教学应达到以下三个目标：我认为本节课教学应达到以下三个目标： 知识目标 理解加速度与力和质量的关系 知道得到牛顿第二定律的实验过程 理解牛顿第二定律的内容、表达式和定律的 确切涵义 运用牛顿第二定律解决有关问题 能力目标 通过观察、设计、探究过程，培养学生科学探究 能力， 分析推理能力和概括能力。 德育目标 培养学生的科学作风，科学态度和创新精神并学会在实验过程中控制实验条件和物理变量探索规律等基本方法。 那么，本节课为什么要实现以上三个目标呢？我我是基于以下两个方面分析考虑的是基于以下两个方面分析考虑的 ：一是从新的课程标准看：一

5、是从新的课程标准看：通过物理学习，掌握终身学习物理知识的基本技能和方法。加强实验在物理教学中的重要作用。激发学生的兴趣和求知欲。努力培养学生的创新精神和创新能力，全面提高学生的科学素养。二是从学生的知识、思维及人生观来看二是从学生的知识、思维及人生观来看：高一学生抽象思维开始形成，能根据提示或现象进行大胆猜想、推理，具有一定的科学实验能力和科学作风。 三、教学重点和难点三、教学重点和难点 重点：牛顿第二定律及定律形成的过程。 难点：实验数据采集的处理 变演示实验为探究型、设计型实验， 我们巧设情景启示引导学生设计实验 方案、进行探究。 选用精确的实验仪器，配合计算机实时测量技术进行数据采集、处

6、理和分析。突破的方法：突破的方法：四、教法与学法四、教法与学法物理学是一门以实验为基础的学科。牛顿第二定律就是一个实验定律。我认为这节课不单是为了让学生知道实验的结论和定律的内容，更重要的是让学生知道和体验定律得出的过程和方法。所以，在教学过程中 教师应创设情景，引导学生亲自探索规律，并试着自己得出结论。一改过去教师讲或教师演示，学生被动接受的局面，最大限度的调动学生参与的积极性。教师在整个过程中只起一个组织者、引导者、合作者的作用。让学生形成自主学习、合作学习的好环境。所以我决定采用“创设情景提出问题创设情景提出问题讨论猜想讨论猜想设计实验设计实验进行实验与数据采集进行实验与数据采集分析与处

7、理分析与处理结论与理解结论与理解巩固与练习巩固与练习”并辅以网络教学手段等多种形式的综合启发式、交互式、开放式、快乐式教学法。 对于学生来说，最重要的是让他们学会学习，培养他们终身学习的能力，让他们掌握获取新知识的过程和方法，养成良好的科学素养。因此，教师通过创设情景引导学生积极参与、乐于探究、勤于思考。在探索过程中自己获得知识并学会解决实际问题。应采用：观察现象进入情景激发兴趣观察现象进入情景激发兴趣讨论设计讨论设计实验探实验探索索构建新知构建新知巩固深化的学习方法。巩固深化的学习方法。四、教学过程设计四、教学过程设计（整个教学过程分为六步完成） 1. 创设情景创设情景 孕育新知孕育新知 A

8、、B两物体沿光滑斜面从同一高度处由静止释放Flash动画学生观察现象：越跑越快、并驾齐驱 教师点拨：越跑越快，并驾齐驱，说明了什么？ 学生分析：越来越快说明小车做加速运动，并驾齐驱说明小车在相等的时间里通过的位移相等，从而得出加速度相等。 教师启发：若要使两车加速度不相同，可采用什么方法？ 学生讨论、猜想。 教师点拨：物体的加速度和物体的质量及所受的力有关，那么究尽有什么关系呢？我们应该用什么样的方法去研究这类有多元变量的问题呢？ 学生回答：控制变量法 教师点拨：初中阶段，我们在哪里用到了这种科学思想方法。学生回答：欧姆定律 教师追问：控制变量法的主要思想是什么？ 学生分析：先假定某一个量不变

9、，讨论另两个量之间的关系，再假定另一个量不变，讨论另两个量之间的关系，然后把这两类关系写在一起得出结论。 教师点评：回答的非常好，下面我们就用控制变量法来探究加速度、质量与力三者的关系。 2. 设计探究设计探究 获取新知获取新知 教师点拨：第一，先假定物体的质量不变，探究加速度与力的关系。 我这里给出的实验仪器有：滑块，气垫导轨（上一章我们已经用过了），各种砝码若干。光电门、细绳、PHCI-1辅助教学系统（用来采集、分析、处理实验数据）、铁架台、刻度尺以及与校园网相连的计算机，下面请同学们选择适当的器材讨论先设计改变物体受力变化的方案。学生设计活动： 展示两种有代表性的方案 F=mgsinq=

10、mgLH教师点评：并确定用第二种方案作实验（不选第一种的原因暂时不讲） 教师点拨：通过上章实验四我们知道，物体在恒力作用下做匀加速直线运动。那么：滑块从气轨上滑下的加速度怎样计算呢？在运动学中，我们有哪些求物体加速的方法呢？ 学生分析： 教师点拨：既然这些公式都可以求得加速度，而现在我们这里是用光电门作为计时仪器，而挡光片长为10mm，我们该用哪个式子呢？请同学们讨论。 学生讨论： 学生分析（如有问题教师点拨）tvvat0=2021attvs=asvvt2202=2ats =只要用光电门纪录A到B的时间t,以及挡光片L过A和过B的时间，就可以认为在L这段位移的平均速度等于这一段时间中间时刻的瞬

11、时速度VA和VB,即VAV=L/tA, VBV=L/tB,这样求得的加速度是否有误差？学生分析：教师追问：改进的方法。 现在采用三个光电门，我们只要计录从A到B的时间t1和从B到C的时间t2，以及测出AB、BC的距离L1和L2,则有L1=VAt1+ a t2L1+L2=VA(t1+t2)+ a(t1+t2)2（甲）（乙）2121a =2(t1L2-t2L1)t1t2(t1+t2)通过计算机实时测量，自动计算得出a的值。 设计优点：设计优点： 采用三个光电门就消除了由挡光片的长度而引入的误差，从而使实验更加精确。教师点拨：通过我们改变作用在物体上的力，就会得到一系列关于力与加速度的数字。对于这些

12、数字我们怎么处理呢？学生讨论：教师小结：由于公式法的局限性，所以通常采用数学 中的描点作图的方法。根据图象来研究物体的加速度与力的关系，下面就请三位同学上台来做实验。一个同学负责计算机操作，一个负责气垫导轨的升降，一个负责操作滑块。其余同学根据大屏幕上所显示的实验得出数据，在白纸上绘图研究a与F的关系 学生探究实验：设计优点：设计优点： 教师启发提问引导学生创造性的逐步设计实验，充分挖掘 了学生的创新能力与创新精神。三位同学上台实验时，其余学生根据他们实验的数据动手研究。这样不仅消除了通常教师在上面“空忙”，学生在下面“空等”的现象，而且全体学生都参与到了探究的过程中。所得结论都是由学生自己得

13、出的，充分体现了新课程理念下自主学习、合作学习的学习方式。学生得出结论：aF教师点拨：第二步，假定研究对象滑块所受的力不变时，研究滑块的加速度与质量有什么样的关系？学生设计实验：学生实验： 学生根据作出的a与m的图象猜测结论。 教师点拨：如果a与m成反比，那么a与 的一定成什么比？学生回答：成正比。h1h2 为砝码的质量，n 为砝码的个数，m1为滑块的质量，h1为第一次的度，h2为滑块质量改变后的高度。带刻度尺的铁架台气轨11112122211221121sinsinhmnmmhmmhLhmLhmgmgmFF=qqmm1教师点拨：运行计算机，自动算出a的结果。学生探究，得出结论 a 1/m 设

14、计优点：设计优点： 在实验上采用抬高气轨一端的方法，消除了书中实验原理设计不理想带来的误差。 采用带刻度尺的铁架台，克服了用木块垫高方法时需要每次测量木块高和导轨长的麻烦，并且增加了实验的可见度和实验的精确度。教师点拨：同时考虑F和m对a的影响，其结果怎样？学生推理：（如有问题教师点拨：欧姆定律是怎样描述的，数学式怎样？通过类此，学生自然会得出） F=kma 教师点拨：为了使上式变为简单，必须去掉k，怎样才能去掉k，请学生阅读课本。 学生得出结论 F=ma。 3.创设问题创设问题 理解新知理解新知问题1：对于加速运动的物体而言，是因为有了力而产生加速度还是因为有了加速度而产生力？ 问题2：若我

15、们实验时滑块是放在粗糙平面上的，其加速度怎样计算？ 问题3：力是矢量还是标量，加速度是否有方向？问题4：如果物体受到的合力突然变为零，则加速度为多少？ 问题5：甲乙两物体质量分别为m1和m2，受到的合力为F1和F2,则加速度各为多少？ 教师提问后，学生讨论再回答，教师总结为:因果关系，F是指合外力，矢量性，瞬时性，对应性。我设计这五个问题的目的：我设计这五个问题的目的： 1.培养学生分析、推理和概括能力. 2.对所学新知识进行较为全面的理解.4.解决问题解决问题 运用新知运用新知 1.有力就有加速度，那么，蚂蚁能推动一只小虫子，却不能推动一张大桌子。这是否与牛顿第二定律相矛盾，为什么？2.19

16、66年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时，用双子星号宇宙飞船m1去接触正在轨道上运行的火箭组m2，接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭组共同加速。推进器的平均推力F=895牛，推进器开动7秒钟，测出飞船和火箭组的速度改变0.91米/秒。 已知双子星宇宙飞船的质量m1=3400千克，求火箭组的质量m2。5. 汇报小结汇报小结 梳理新知梳理新知采用学生自己说一说本节课获得那些知识和科学方法，教师点评。 6.布置作业布置作业 巩固新知巩固新知作业是校园网上的在线作业，分为A、B两种。A为基本知识与基本能力训练，B为开放性试题和研究性学习试题（供学有余力的学生选作

17、）。完成之后提交作业给老师。我设计这两个问题的目的是：我设计这两个问题的目的是： 加深对牛顿第二定律的理解，培养学生分析、解 决问题的能力。 了解牛顿第二定律与科学技术、社会的关系。学海点滴：学海点滴： 在此栏目中提供一些与牛顿及牛顿第二定律相关的文字、网址，供学生查阅。 设计目的：设计目的：了解牛顿的生平事迹，发现牛顿第二定律的过程及牛顿第二定律实验仪器的演化过程等，让学生知道科学的艰辛，并扩大学生的视野，增加知识面，激发学生对物理的热情。 这样设计的优点：这样设计的优点： 充分考虑全体学生，注重基础培养能力，同时又给学有余力的学生和少数后进生留有余空间，对他们的学习效果做到多层面的检测。达到及时反馈、及时调节的目的。 六、评价分析：六、评价分析：对教学设计的评价对教学设计的评价我认为本堂课设计具有以下六大特点我认为本堂课设计具有以下六大特点 1.实验设计有较大改进，消除了由于设计方法不理 想而带来的误差。 2.体现出了科学探究学习的思想。 3.体现出了物理学科以实验为基础的思想。 4.体现出了学生合作学习与自主学习的思想。 5.体现出了教育