牛顿第二定律教学设计市级一等奖.docx

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牛顿第二定律教学设计市级一等奖

牛顿第二定律

教学设计

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；况且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．本节课是在上节探究

结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容，关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解，全面掌握牛顿第二定律，会应用牛顿第二定律解决有关问题．

学情分析?

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学生学习了第二节实验课：

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，所以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：

　知识与技能

　　　1、能准确表述牛顿第二定律

　　　2、理解数学表达式中各物理量的意义及相互关系

　　　3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的

　　　4、能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题

　过程与方法

　　　通过对上节课实验结论的归纳，培养学生概括和分析推理能力

　情感与态度

　　　1、渗透物理学研究方法的教育——由实验归纳总结物理规律

　　　2、让学生感受到物理学在认识自然上的本质性、深刻性、有效性

教学重点：

　　牛顿第二定律

教学难点：

　　1、牛顿第二定律公式的理解

　　2、理解k=1时，F=ma

教学方法和程序：

探讨、归纳、数字化实验、讯飞多媒体辅助互动等。

具体步骤是：

创设物理情景→回顾与思考→数字化演示实验→总结规律→讯飞多媒体辅助互动。

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

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

创设情景、引入新课

向学生提问：

回忆上节实验探究课内容，我们研究了哪几个物理量？

它们之间有什么关系？

能用公式反应他们之间的关系吗？

回忆、同学间展开讨论、最后举手踊跃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，再次向学生展示演示实验，并通过数字化实验加深对实验的过程以及结果的理解

回答学生提出相关的疑问

认真听讲并且在此过程中提出相关疑问

在教师的引导下，初步讨论其规律

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的可能存在的关系，引导学生得出a∝F/m的结论，通过正比例关系式y=kx，则可得出F=kma的关系。

回忆旧知识，运用实验数据总结规律，培养学生独立思考的能力和尊重物理事实的精神，

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

对牛顿丁二定律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）通过谈论对比可以知道，k是一个比例系数，国际上k=1,那么为什么呢？

接下来向学生讲解k=1的原因。

对于k=1，学生存在很大的疑惑，有人会提出问题，在讲解完k=1后，学生仍然对国际规定系数存在疑问

通过进一步的举例说明，学生相对比较理解牛顿第二定律F=kma中k=1

（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。

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学习动机去主动热情学习新知识，对系数k的讲解使学生对国际规定系数有初步的了解。

通过对学生疑难的讲解，加深对牛顿第二定律的认识，以便以后的理解和运用。

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

指出：

牛顿第二定律有哪些特性

②在相对理解牛顿第二定律的基础上，对表达式F=ma的六大性质结合形象例子进行探讨（包括因果性（力是产生加速度的原因）;矢量性（a、F都是矢量，a的方向由F决定，力的分解和合成遵循平行四边形法则）;瞬时性（合外力消失，即a消失）;相对性（牛顿第二定律只适用于惯性系）、独立性（物体的各个力都能产生独立的a即∑Fi/mi=F合/m总）、同一性（a与F与同一物体某一状态相对应））（并且根据学生的提出的相关特性的疑问举例说明）

学生讨论，尝试并且回答老师提出的特性

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上的理解，使前面所学知识连贯起来，这对牛顿定律的解题或是实际运用过程中有很大的帮助。

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产生的加速度：

（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。

接着让学生合上课本，对着PPT上的例题1（课本P75）进行试做。

在学生做题过程中，对部分学生进行思路的点拨，引导其思维方向

在总结了本节课内容后，学生试做例题1，有学生对该题迎刃而解，有些还没有思路，不知道如何下手

。

做题需要方法，按照一般的做题思路，授予学生做题步骤

待大部分学生完成后，对该提进行讲解，做题注意方法，根据解题步骤（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条件（注意发现挖掘隐含条件）解出所求的物理量。

）解例题1

运用解题该步骤再次试做例题2，并讲解

通过讯飞多媒体发布课堂作业并点评。

回答学生提出关于解题的中问题

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

学生会提出其他做题方法或是做题过程中遇到的问题

发布课堂习题并点评

设计意图：

做题不在于多在于精，不提倡题海战术，要学会做题方法，真正体现“授人与鱼不如授人与渔”学于致用，用接近学生生活中例子运用牛顿定律，体现了该定律的实用性，体现了新课标的要求，

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：

试吧课后作业

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，根据作业的梯度才能判断学生在学习过程遇到的疑难问题所在处，以便下次补上。

板书设计：

牛顿第二定律

1．内容：

物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比．加速度的方向跟合外力的方向相同

2．表达式：

a＝

或F合＝ma

说明：

①a＝

是加速度的决定式②力是产生加速度的原因③m＝

中m与F、a无关

1.3．对牛顿第二定律的理解：

①矢量性　②因果性③瞬时性　④同体性　

独立性

局限性

4．应用牛顿第二定律解题的一般步骤

备用习题：

1．如图所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端．试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况．

解析：

在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零．在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小．由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关．

2．一辆小车在水平地面上沿直线行驶，在车厢上悬挂的摆球相对小车静止，其悬线与竖直方向成θ角，如图所示．问小车的加速度多大，方向怎样？

解析：

解法一：

小球的受力情况如左下图所示．

由图可知，F合＝mgtanθ.

所以加速度a＝

＝gtanθ，水平向左．

解法二：

小球的受力情况如右上图所示，

由牛顿第二定律得：

Fsinθ＝ma①

Fc

osθ－mg＝0②

由①②得a＝gtanθ方向水平向左．

答案：

gtanθ　方向水平向左

备课资料

一、物理公式与数学公式的区别

学好物理离不开数学，但不能把物理公式当作数学公式来理解，这是因为物理公式与数学公式之间有许多本质上的区别．

1．数学公式只表示数量大小间的关系，很少涉及各量间单位；物理量不但有大小，还有单位，因而物理公式不仅表示各量的数量关

系，而且还包含单位关系．例如由牛顿第二定律F＝ma就可知，1N＝1

kg·m/s2.

2．许多物理公式，不仅表示各量间的大小关系，而且表示它们间的方向关系，例如根据F＝ma可知，物体加速度的方向与其所受合外力的方向相同，忽视这一点，就会犯错误．

3．数学中的函数关系是从具体的客观事物中抽象概括出的，像y＝f（x），它不与某个具体的物理过程相联系，所以在y与x之间没有确定的因果关系，写作y＝f（x）时，x是原因，y是结果，通过公式变形，可以找出上式的反函数x＝φ（y），在反函数中y是原因，x是结果．可见，由于公式形式的变化，因果关系也随之改变；物理公式是与某个物理过程相联系的，它反映了该过程中的物理量之间的必然的因果关系．例如牛顿第二定律的数学表达式F＝ma中的F、m、a三个量之间的因果关系是由物理运动状态变化过程本身决定的，牛顿第二定律的数学表达式，无论以哪种形式出现（a＝

，F＝ma，m＝

），F、m都是原因，a是结果，由此可见，物理公式中，各量之间的因果关系是不能随意颠倒的．

在学习物理时，要注意搞清物理公式中各量之间的因果关系，而不能把物理公式单纯当成数学公式去理解．

二、谈谈定律与定理、定则

物理学中的重要规律，如牛顿第三定律、以后要学习的机械能守恒定律、动量守恒定律等等，都是通过实验得出或在实验的基础上通过科学推理得出的；而像力的平行四边形定则，及以后要学习的动能定理、动量定理，则是由理论推导得出的．

知道了为什么有些规律叫某某定律，而另一些叫某某定理，对我们学习物理有很强的指导作用．因为物理定律都有实验事实背景，因此我们在掌握物理定律时，要特别注重定律得来的实验过程，注重过程，不但使我们掌握了物理知识，而且也感悟了探求知识的方法；而在学习物理定理时，则要注意该定理是在什么条件下由什么规律推出的，从而使所学知识融会贯通．希望同学们在以后的学习中，注重物理知识的特点，你的学习定会事半功倍！

三、牛顿

牛顿（1642—1727年），英国物理学家和数学家．

在伽利略被隔离软禁死去那年的圣诞节——1642年12月25日，牛顿出生于英国离伦敦不远的林肯郡沃斯索普村一农户家中．他的父亲在他出生前就去世了，他是一个多病而又腼腆的孩子.1661年入剑桥三一学院学数学，当时并未显示出有过人之处．

1665年疫病流行使剑桥大学关闭，牛顿回乡间住了18个月，直到开学．这18个月是牛顿一生最有收获的时期．在这段时间内孕育了他一生学术成就的基础思想．

牛顿一生中对科学事业作出的贡献，遍及物理学、数学、天文学等领域．他在伽利略等人工作的基础上进一步深入研究，先后建立了成为经典力学基础的牛顿运动定律；发展了开普勒等人的研究成果，建立了万有引力定律；初步考察了行星运动规律，解释了潮汐现象，预言了地球不是正球体；建立了经典力学的基本体系.1666年用三棱镜分析日光，发现日光是由不同颜色的光组成的，从而确定了光谱分析的基础.1675年，他观察到了着名的牛顿环现象，为光的干涉提供了实验事实.1704年，在《光学》一书中阐述了光现象和光的本性，提出了光的微粒说．牛顿因发明望远镜而被选为英国皇家学会会员．

1687年牛顿出版了巨着《自然哲学的数学原理》，独立建立了微积分学的基础和牛顿二项式定理，开创了数学史上的新纪元．

动力学的研究开始于伽利略，牛顿继承了伽利略的工作，使经典力学发展到一个成熟阶段，后来总结出了运动定律．

1696年牛顿被任命为伦敦造纸厂监督，1705年被授予爵士称号．在最后25年里，一直未作出任何重要发现．

1727年3月20日深夜，牛顿在伦敦逝世．

后人为了表示对牛顿卓越功绩的尊敬，把经典力学叫做牛顿力学．