4.3牛顿第二定律教学设计高一上学期物理教科版

3．牛顿第二定律★课标要求能够准确表述牛顿第二定律，理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产、生活中的有关现象、解决有关问题。理解牛顿第二定律是连接运动和力的桥梁，加深对加速度和力与运动关系的认识。加强物理与实际生活的联系，发展学生物理学科核心素养。★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。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。本节内容从设计上分为三大块：1．以复习探究实验得出牛顿第二定律的内容。2．力的单位的由来及牛顿第二定律公式F=kma变成F=ma的过程。3．用牛顿第二定律来解决生活及科技中简单的运动和力的问题。★学情分析学生通过实验课——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，这些都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1．物理观念。准确表述牛顿第二定律，掌握牛顿第二定律的内容和数学表达式，知道公式中的F的含义是物体所受的合外力，知道加速度的方向与合外力方向的关系。能通过对1N的定义，理解牛顿第二定律的数学关系式是如何从变成的。2．科学思维。以上一节的实验探究为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受合外力的关系，进而总结出牛顿第二定律，能从同时性、矢量性等方面深入理解牛顿第二定律。通过例题分析，掌握运用牛顿第二定律，解决简单动力学问题的方法，为用正交分解和牛顿第二定律解决综合问题打下基础。3．科学探究。根据上一节实验探究的结论，分析归纳出牛顿第二定律的内容，培养学生的概括能力和分析推理能力。4．科学态度与责任。理解牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁，初步体会牛顿第二定律在认识自然过程中的有效性和价值，对所解决问题中的答案进行合理分析和评价。★教学方法和程序创设物理情境→回顾与思考→数字化演示实验→总结规律。★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在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。（引入新课）向学生提问：回忆上节实验探究课的内容，我们研究了哪几个物理量？它们之间有什么关系？能用公式反映它们之间的关系吗？回忆并在同学间展开讨论，最后踊跃举手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。回答学生提出的相关疑问。认真听讲并且在此过程中提出相关疑问。在老师的引导下，初步讨论三个物理量之间的规律。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间可能存在的关系，引导学生得出a∝Fm的结论。通过正比例关系式y=kx，可得出F=km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。对牛顿第二定律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），通过讨论对比可以知道，k是一个比例系数。国际上k=1是为什么呢？接下来，向学生讲解k=1的原因。（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。对于k=1，学生存在很大的疑惑，甚至有学生会提出问题。在讲解完k=1后，学生仍然对国际规定系数存在疑问，教师要通过进一步的举例来说明。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的学习动机，从而主动热情地学习新知识。通过对系数k的讲解，使学生对国际规定系数的方法有初步的了解。通过对学生疑难之处的解答，加深对牛顿第二定律的认识，以便对后面内容的理解和运用。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。问题1：如图所示，小车受拉力作用向前匀速运动，问：小车受到几个力的作用？此时F＝ma中的F是什么含义？问题2：用一个力推物体，物体却没有产生加速度，为什么？要使物体产生加速度应该满足什么条件？问题3：F＝ma仅仅是数量关系式吗？还有什么关系？如何表述？问题1、2强调牛顿第二定律中的F为合力，问题3引导学生理解矢量性。问题4：某个力作用在1kg的物体上，当对它施加1N的力时，物体的加速度为多少？如果施加的力变为2N或3N，物体的加速度变不变？变成了多少？如果力的方向改变，加速度如何变化？通过问题4，让学生充分体会力变化加速度就会变化，力恒定加速度也恒定，力停止作用于物体加速度就为零，这样便于学生理解力是使物体产生加速度的原因，力与加速度具有瞬时对应关系。问题5：如果将1N的力作用在另一个2kg或3kg的物体上，则这个力能使物体获得的加速度分别为多少？通过这个问题让学生充分体会，质量的大小对运动状态改变的快慢程度起了制约作用，加深对质量是惯性大小的量度的理解和认识。学生讨论，尝试回答老师提出的与牛顿第二定律特性相关的问题。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的理解，使前面所学知识连贯起来，这对运用牛顿第二定律解题或相关实际运用有很大的帮助。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”——对课本习题试做后再进行讲解。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。让学生合上课本，PPT出示题目让学生进行试做。在学生做题过程中，对部分学生进行思路的点拨，引导其正确的思维方向。在总结了本节课内容后，学生试做题目。有学生对问题能够迎刃而解，有些学生没有思路，不知道如何下手。解题需要方法，按照一般的解题思路，授予学生常规的解题步骤。发布课堂习题并点评。待大部分学生完成后，对该题进行讲解，归纳解题步骤：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的条件（注意发现挖掘隐含条件）解出所求的物理量。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。学生提出其他解题方法或是解题过程中遇到的问题。设计意图：解题不在于多在于精，学会解题方法，真正体现“授人以鱼不如授人以渔”。在接近学生生活的例子上运用牛顿第二定律，体现了该定律的实用性，体现了课标的精神。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。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。根据作业的梯度判断学生在学习过程中遇到的疑难之处，以便下一次课进行强化。★教学流程图开始开始复习