牛頓第二定律教學設計

時間：2024-06-17 14:21:33

牛頓第二定律教學設計

牛頓第二定律教學設計

牛頓第二定律教學設計

　　一、教學內容

　　力產生瞬時效果，一是形變，一是產生運動狀態的改變，即產生加速度。必修本第一冊第一章第三節已經定性地介紹了力的形變效果，并定量地給出了彈簧的彈力與形變的關系。本節“牛頓第二定律”則是定量地研究力和加速度的關系。由于高中力學部分是由牛頓定律為基礎所構建的體系，在牛頓三定律中，牛頓第二定律為核心內容。教材第二節“物體運動狀態的改變”起到了承上啟下的作用，承上，使學生加深了對牛頓第一定律的理解，啟下，通過實例定性地了解了牛頓第二定律。本節通過實驗定量分析，得出牛頓第二定律。教材中使用了三個變量，通過控制變量法，來研究物理規律，即先保持一個量不變去研究另兩個物理量間的變化關系，然后再保持另外一個量不變，研究另兩個量間的變化關系。然后把前面綜合起來就可以得到三者之間的關系，這是一種非常重要的研究方法，在以后的知識如電容、電阻等內容都會用到此法。是培養學生能力的好材料。

　　教材在用實驗研究a、F、三者變化關系時，為簡化研究，首先只研究受單個力作用的情況，然后運用了前面力的合成的知識來解決受多個力的情況，并把初中及高中前面所學的物體處于平衡狀態歸為牛頓第二定律的特殊情況，這樣做讓學生進一步加深對力的合成的等效性的理解，知識更加系統化，有利于學生系統地把握牛頓第二定律。

　　本節內容是本章的重點內容，也是整個力學部分的重點內容，乃至整個高中物理的重點，它所解決問題方法及思路常用于熱學、電學等的問題的研究中。

　　本節的重點是理解并運用牛頓第二定律，難點是定律的物理內涵。

　　應當指出的是，本節實驗是小車放在光滑的水平面上做這個實驗。大家知道光滑的水平面是不可能找到的，故在實際的實驗中，需要采用傾斜平面以平衡小車所受木板的摩擦力或氣墊導軌來做實驗，這樣的操作既增加了操作演示實驗的難度，又增加了學生理解實驗的難度。為了更好地解決好這個問題，在本課時中，可以采用計算機來模擬這個實驗，如利用金科龍公司的《仿真物理實驗室》軟件制作小車受力的運動動畫來模擬小車的運動來研究a、F、三者間的關系。實踐證明這樣做的效果很好，有效地降低了本節的難度，待學生有了一定的基礎后，然后再回過頭來理解為什么此處第一次不用實物來做，用實物又該怎么來做，進一步鞏固了對牛頓第二定律得出的科學思想和科學研究方法。

　　二、教學目標

　　根據教學大綱的要求、教材的具體內容和高中一年級學生的認知特點，擬制定以下教學目標：

　　1、知識目標：能根據實驗結果，推出a、F、三者間關系，理解并掌握牛頓第二定律的內容及數學表達式，力的單位N的定義。

　　2、能力目標：能理解在多個力作用下牛頓第二定律表達式，初步掌握運用牛頓第二定律求解問題方法及步驟，在具體運用中能注意牛頓第二定律的瞬時性、矢量性。

　　3、思維品質目標：使學生學會并掌握運用控制變量法研究多個物理量間關系，以及通過等效觀點來求解問題的方法。

　　三、教學方法：

　　1、實驗引導探索式：物理考試大綱明確要求學生的五種能力：即理解、推理、綜合分析能力、運用數學知識解決物理問題的能力及實踐能力。而本節正好是培養這些能力的好教材，故采用實驗引導探索式，在實驗中，教師在關鍵步驟上作出恰當的引導，得出在一定時，a與F成正比，F一定時，a與成反比，進而引導學生得出牛頓第二定律，然后推廣應用到多個力作用下a、F、三者的關系和物體處于平衡狀態的情況。

　　2、講練結合式：在討論應用牛頓第二定律求解問題應注意的幾個問題時，讓學生分析問題，教師注意隨時發現學生中出現的問題，或有意給出錯誤答案，及時組織學生分析產生錯誤的原因，注意將學生的主體性與教師的主導性有機地結合起來，及時強化有關知識，提高掌握知識的準確性。

　　四、教學程序：

　　1、新課的引入

　　（1）回顧上節內容，上節定性得到a既與F有關，也與有關。進而提出三者間到底有什么定量關系？引導學生大膽猜測，提高學生的參與意識與學習興趣。

　　（2）介紹研究三個變量問題的研究方法——控制變量法。

　　（3）研究方案：利用實驗。（本處用計算機模擬實驗來得到有關數據，并得出結論。

　　2、一定時，a與F的關系。

　　（1）、實驗裝置：交代清楚實驗裝置，研究對象及外力的施加。

　　（2）、如何保持質量一定：利用兩個質量相同的小車來做實驗。

　　（3）、如何測定加速度？根據初速為0的物體運動規律，在t相同的情況下，a∝s，通過測s來達到測a的要求。

　　模擬實驗一：小車質量均為0.1g，小車1受0.1N的拉力，小車2受0.2N的拉力，同時開始運動，觀察任一段時間內的兩小球的位移關系，并根據實驗得出結論：a∝F。

　　{例題1}、P89-ex2（1）