2024-2025学年高中物理 第四章 牛顿运动定律 2 探究加速度与力、质量的关系教案 教科版必修第一册

2024-2025学年高中物理第四章牛顿运动定律2探究加速度与力、质量的关系教案教科版必修第一册学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容本节课的教学内容来自于2024-2025学年高中物理教科版必修第一册第四章牛顿运动定律的第二节“探究加速度与力、质量的关系”。本节课主要通过实验和理论分析，让学生理解并掌握加速度、力和质量之间的关系，以及牛顿第二定律的内容。

具体教学内容包括：

1.实验探究：通过实验观察和数据分析，让学生探究加速度与力、质量的关系。

2.牛顿第二定律：介绍牛顿第二定律的表述，即加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。

3.公式推导：引导学生通过实验数据和物理原理，推导出牛顿第二定律的数学表达式。

4.应用拓展：通过实例分析，让学生了解牛顿第二定律在日常生活中的应用，提高学生的实际问题解决能力。

5.课堂练习：布置针对本节课内容的练习题目，巩固学生对牛顿第二定律的理解和运用。核心素养目标分析本节课的核心素养目标分析主要围绕物理学科的核心素养进行，具体包括物理观念、科学探究、科学思维和科学态度四个方面。

1.物理观念：通过本节课的学习，使学生能够建立和加深对加速度、力和质量之间关系的理解，形成正确的物理观念。

2.科学探究：通过实验探究和数据分析，培养学生的观察能力、实验设计和问题解决能力，提高学生的科学探究素养。

3.科学思维：通过公式推导和实例分析，锻炼学生的逻辑思维、创新思维和批判性思维，使学生能够运用科学思维方法分析和解决问题。

4.科学态度：培养学生对待科学问题的严谨态度，注重实证精神，勇于探索和质疑，培养学生的科学态度。

同时，本节课还注重培养学生的团队合作能力、交流表达能力和自主学习能力，使学生在学习物理知识的同时，全面提升自己的核心素养。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了以下相关知识：物理基本概念（如速度、加速度、力等），基本的实验操作技能，一定的数据分析和处理能力，以及初步的物理思维方法。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：针对本节课的内容，学生可能对实验探究和实际应用问题较感兴趣。在学习能力方面，学生应具备一定的观察能力、实验设计能力和问题解决能力。在学习风格上，学生可能更偏向于实践操作和合作交流，希望在学习过程中能够动手实践，与同学进行讨论和分享。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习本节课的过程中，学生可能会遇到以下困难和挑战：实验操作的准确性，数据处理的合理性，对牛顿第二定律的理解和应用，以及如何将理论知识与实际问题相结合。此外，部分学生可能对物理公式和理论推导感到困惑，需要教师给予更多的引导和帮助。教学资源1.软硬件资源：多媒体教室、实验桌椅、计时器、测量尺、实验室用到的各种器材（如小车、滑轮组等）。

2.课程平台：教科书、教学PPT、网络教学资源（如教学视频、实验案例等）。

3.信息化资源：教学PPT、实验数据处理软件、在线讨论平台等。

4.教学手段：实验教学、PPT讲解、小组讨论、问题解答、互动提问等。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕“探究加速度与力、质量的关系”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解“探究加速度与力、质量的关系”知识点。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解“探究加速度与力、质量的关系”课题，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过故事、案例或视频等方式，引出“探究加速度与力、质量的关系”课题，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解“探究加速度与力、质量的关系”知识点，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握实验操作和数据分析技能。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验实验操作和数据分析技能的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解“探究加速度与力、质量的关系”知识点。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握实验操作和数据分析技能。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解“探究加速度与力、质量的关系”知识点，掌握实验操作和数据分析技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据“探究加速度与力、质量的关系”课题，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与“探究加速度与力、质量的关系”课题相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的“探究加速度与力、质量的关系”知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展1.拓展资源

（1）实验案例：提供多个关于加速度、力和质量关系的实验案例，如斜面滑块实验、悬挂物体实验等，让学生通过实验观察和数据分析，深入理解加速度与力、质量的关系。

（2）科研文章：介绍一些关于牛顿运动定律的科研文章，让学生了解加速度与力、质量关系在科学研究中的应用和最新进展。

（3）生活实例：提供一些生活中的实例，如汽车加速、运动员举重等，让学生分析其中的加速度、力和质量关系，理解物理知识在生活中的实际应用。

（4）物理趣味知识：介绍一些与加速度、力和质量关系相关的物理趣味知识，如失重现象、超重现象等，提高学生的学习兴趣。

2.拓展建议

（1）学生可以利用网络资源，查阅关于加速度、力和质量关系的更多实验案例和相关科研文章，拓宽知识视野。

（2）学生可以尝试自己设计一些关于加速度、力和质量关系的实验，进行实际操作，提高实验能力和数据分析能力。

（3）学生可以关注一些与物理知识相关的科普书籍、网站、视频等，了解更多关于牛顿运动定律的知识，提高自己的物理素养。

（4）学生可以参加一些与物理学科相关的竞赛、讲座、实践活动等，提升自己的物理知识和技能。

（5）学生可以尝试将所学的加速度、力和质量关系知识运用到解决实际问题中，如汽车加速、运动员训练等，提高自己的实际问题解决能力。板书设计1.目的明确：板书设计应紧扣教学内容，突出加速度与力、质量的关系，帮助学生理解和掌握牛顿第二定律。

2.结构清晰：板书内容应按照教学流程分模块呈现，包括实验探究、牛顿第二定律的表述、公式推导和应用拓展等，使学生能够条理分明地理解知识。

3.简洁明了：板书设计应简洁明了，突出重点，准确精炼。例如，用简洁的文字和符号表示牛顿第二定律的数学表达式，用图示或流程图展示实验过程和数据分析方法。

4.艺术性和趣味性：板书设计应具有艺术性和趣味性，通过创意的图形、颜色和布局，吸引学生的注意力，激发学习兴趣。例如，用有趣的图标表示加速度、力和质量，用颜色区分不同部分的内容，增加板书的吸引力。

5.启发性和互动性：板书设计应具有一定的启发性和互动性，引导学生主动思考和参与。例如，在板书上留下一些问题或空白，让学生填充和完善，鼓励学生提出自己的观点和疑问。

6.实用性：板书设计应具有实用性，能够方便学生理解和记忆。例如，用清晰的字体和大小，确保学生能够轻松阅读板书内容；用图示或图表代替复杂的文字描述，使学生更容易理解和记忆。课后作业1.实验探究：设计一个实验，探究加速度与力、质量的关系。请详细描述实验步骤、实验器材和数据处理方法。

2.理论分析：根据牛顿第二定律，分析一个物体在不同作用力下加速度的变化情况。请用数学表达式表示加速度与作用力、质量的关系。

3.实际应用：分析一个实际运动场景（如运动员举重、汽车加速等），应用牛顿第二定律解释其运动规律。请用实例说明加速度、力和质量之间的关系。

4.公式推导：根据牛顿第二定律，推导出加速度与作用力、质量的数学表达式。请详细描述推导过程和所用物理原理。

5.问题解答：解答以下问题：

（1）在斜面滑块实验中，如何通过测量滑块的加速度来确定斜面的摩擦力？

（2）一个物体受到两个力的作用，其合力为零，但加速度不为零，请解释原因。

（3）在悬挂物体实验中，如何通过测量悬挂物的加速度来确定重力加速度？

（4）一个物体质量为m，受到一个力F的作用，其加速度为a，请求出该物体的动量变化量。

（5）一个物体从静止开始加速，经过一段时间后速度达到v，请求出该物体的平均速度。

答案：

1.实验探究：略。

2.理论分析：略。

3.实际应用：略。

4.公式推导：略。

5.问题解答：

（1）通过测量滑块的加速度，再根据牛顿第二定律，可以计算出斜面的摩擦力。

（2）当两个力的方向相反时，合力为零，但加速度不为零，这是因为物体受到的第三个力（如惯性力）使得加速度不为零。

（3）通过测量悬挂物的加速度，再根据重力加速度的定义，可以计算出重力加速度。

（4）动量变化量等于作用力与作用时间的乘积，即Δp=F*t。

（5）平均速度等于总路程除以总时间，即v平均=总路程/总时间。反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践操作与理论教学相结合：在本节课的教学过程中，通过实验探究和理论讲解相结合的方式，使学生能够更好地理解和掌握加速度与力、质量的关系。例如，在实验探究环节，让学生亲自动手进行实验，观察加速度的变化，然后通过理论讲解，让学生更深入地理解牛顿第二定律的内涵。

2.问题导向教学法：在教学过程中，通过设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生主动思考和探究，培养学生的自主学习能力。例如，在讲解牛顿第二定律时，可以设计一些问题，如“加速度与力、质量之间有什么关系？”“如何通过实验验证牛顿第二定律？”等，激发学生的思考和探究欲望。

3.多元化教学评价：在教学评价方面，采用多元化的评价方式，包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，全面考察学生的学习效果。例如，在实验探究环节，可以要求学生提交实验报告，通过实验数据的分析，考察学生对加速度与力、质量关系的理解和应用能力。

（二）存在主要问题

1.部分学生在实验操作方面存在困难，影响了对加速度与力、质量