牛顿第二定律引入教学案例20101126薛

1、牛顿第二定律的引入”教学案例梧州岑溪二中 薛美琼一、设疑引入教师设疑引导学生讨论回答 :1、通过上节课的学习， 我们知道影响物体加速度大小的因素是什么 ? 生 1：物体受力；质量生 2：物体受合外力的大小，还有物体的质量2、你认为物体加速度的大小与物体所受的合外力、物体的质量会是 什么样的关系呢？同时请你说一下你这样认为的理由 生 1：合外力越大，加速度越大；质量越大，加速度越大。因为力越 大物体就运动越快，质量越大，车要停下来就要时间越长，加速度就 越大。生 2：老师，我不同意他说的，我认为物体受合外力越大它的加速度 也会越大；但是质量越大， 加速度会越小。因为力是改变物体运动状 态的原因，

2、力越大，运动状态改变越快， 加速度越大， 如果质量越大， 越难改变它的运动状态，它的加速度就越小。3、同学们都有自己的不同的看法，但至少目前为止大家可以确定的 是加速度大小确实与受力和物体质量有关的， 那么到底有什么样的关 系，我们真的需要用实验来探索一下，问题是我们应该如何去探索， 必须要有一个正确的实验方案， 请同学们小组间相互讨论， 写下你们 的实验方案学生小组讨论，设计实验方案（重点班学生用时 15 分钟，普通班用时 25 分钟）二、学生方案方案一：取两个质量相同的小车，放在光滑的水平面上 ,分别用 一个大的力和一个小的力去拉动两辆小车 .控制两辆小车，使它们同 时运动和停止运动， 即

3、控制运动时间相等。 通过比较两辆小车通过的 位移，再根据运动学公式就可以比较出加速度与力的关系 .比较相等 的时间通过的位移， 或者比较相等的位移所需要的时间都可以比较得 出当质量一定时，合力与加速度关系。方案二：取两辆质量相同的小车，放在光滑的水平板面上，分别 用一个大的力和一个小的力拉动两辆小车， 控制两辆小车通过的位移 相同，并分别记录下两辆小车通过这段位移需要的时间。 比较两辆小 车所用的时间，根据位移公式可以比较出加速度与力的关系方案三：把两个电火花计时器和两辆小车分别固定在两个一端附 有滑轮的水平长木板放在桌上， 用条绳分别拴在两辆小车上， 使细绳 跨过滑轮，下边分别挂上 3 个钩

4、码和 2 个钩码，就是使小车受到两个 不同的力。 把两条纸带分别穿过两个打点计时器， 另一端分别固定在 两辆小车后面。把小车停放在靠近打点计时器处，接通电源后，同时 放开两辆小车， 使打点计时器在纸带上打下一系列小点， 处理纸带可 以得出加速度与力的关系。方案四： 把两辆质量不同的小车分别放在光滑的水平面上， 用相 同的力分别拉动两辆小车， 控制两辆小车所通过的位移相同， 并记录 质量不同的小车通过相同位移所用的时间， 根据运动学公式， 可得出加速度与质量的关系方案五：用原长相同的橡皮筋，一端系在固定的木板上，另一端 分别系一辆质量相同的小车，在光滑的平面上，把小车 1 一长些，小 车 2 拉

5、短些，同时放手后，小车向木板运动距离不同，可比较物体的 加速度与它所受的合外力关系。方案六：在不同角度的斜面上，使一辆小车从顶部自由下滑，并 在斜面下端放一物体， 测出小车每次下滑到下端所用的时间。 因位移 相同，比较所用时间就可以得出力和回速度关系。方案七：让两个同质量的小车从同一高度但粗糙程度不相同的斜 面滑下，在它们共同经过的路线上取一点，看谁先经过，根据运动学 公式就可比较了。方案八：利用打点计时器，处理纸带，比较出加速度大小，再对 比所受拉力大小方案九： 在同一卓面上并列放两本同样的字典， 让两个同学分别 用不同的拉力向同一方向推空们， 比较们它们在相同的时间通过的位 移，从而进行比

6、较。方案十：让两辆质量相同的汽车，用不同的马力（也就是让它们 的牵引力不同。 从静止开始运动， 根据在通过相同位移所用的时间不 同，进行比较加速度也力的关系方案十一：在光滑的冰面上， 用大小不同的两个力分别推两辆质 量相同的小车， 计算相同时间表内小车滑出的距离， 距离大的小车的 加速度大。方案十二：取质量相同的木块，分别往两个相同的弹簧压缩，并 使弹簧被压缩的程度不同，则弹簧被压缩程度大的加速度大。三、选择方案师：同学们设计出这些方案都有一个共点： 就是都有控制变量的意识， 有控制物体质量不变研究加速度和力的关系， 有控制力不变研究加速 度和质量的关系， 说明大家成功了一半， 那么是不是同学

7、们设计的方 案都可行呢？请同学们认真对比这些方案， 选出最佳的可操作的实验 方案。学生活动：讨论，分析为什么有些方案不可行。 老师提示：用弹簧压缩来对小车施力，是变力，不好分析力与加速度 关系；同理用橡皮筋施力也是变力。 用到弹簧和橡皮筋类的方案被排 除。学生经提示后讨论，初步选出可行的方案有：方案一、二、三、四、六老师提示：选出的几个方案相比，操作更方便，更简洁的，更能快速 分析出物体加速度与力，质量关系的方案。学生讨论：用打点计时器要测量、计算。用两辆小车在相同平面上， 不同拉车就能更方便比较了。于是又排除了打点计时器的方案。 老师提示： 我们的实验条件能做到光滑吗？如果不能做到光滑， 我

8、们 有什么办法让小车受到的拉力就等于小车的合外力？ 学生讨论：最后决定采用斜面，小车在斜面上运动，小车的重力分力 用来平衡摩擦力。由于时间关系，一节课下来，虽然没有最后得出书本的实验方案， 但是学生经历了不断思考的过程， 学生学会了面对多 个选择的时候要如何去正确选择。四、课后反思1、学生在研究加速度与力、质量关系时大部分同学都有控制变量法 的意识，知道有两个变量， 研究时必须先控制一个变量，再研究另一 个变量与加速度的关系。2、学生设计方案时很难做到考虑全面，他们考虑到控制质量，却又 用了变力进行研究，比如有学生用到弹簧，橡皮筋。3、学生很难自己想到用教材的实验装置进行实验，他们能想到给小

9、车施加力的作用， 这个作用就是自己直接去推或拉， 他们几乎没有人 能想到用砝码去拉。4、通过引入课例的教学，感觉教材所用的实验装置并非是理想的装 置，寻求一个符合学生思维规律， 又较为理想的装置是我们教学牛顿 第二定律的又一个挑战。5、尽管没有最后得出教材所用的实验方案，但是学生经历了不断思 考的过程， 学生学会了面对多个选择的时候要如何去正确决择。 这节 课学生动用手、脑、口的机会很多，也让学生体验了科学家研究问题 的一般过程。薛美琼写于 2010/11/26 星期五以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途Nur f r den pers?nlichen fr Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecke nverwendet werden.Pour l tude et la recherche un