高中物理人教版必修第一册：3.牛顿第二定律-教学设计.docx

教学设计

课程基本信息

学科

高中物理

年级

高一

学期

秋季

课题

牛顿第二定律

教学目标

1.通过上节探究实验的结论，分析得出牛顿第二定律的内容及表达式；（科学探究）

2.从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律；（物理观念）

3.根据1N的定义，理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的，体会单位的产生过程。（科学思维）

4.运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的问题，理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁。（物理观念、科学思维）

5.体会物理的实用价值，培养学生关注生活、关注实际的态度。（科学态度）

教学重难点

教学重点：

正确理解并运用牛顿第二定律

教学难点：

体会牛顿第二定律是确立运动与力之间关系的桥梁，体会定律中的因果性、瞬时性等特征。

教学过程

一、牛顿第二定律的内容

思考1：回顾上节实验:在探究加速度与力、质量的关系中,用了哪种科学方法进行研究?根据实验数据画出的图像是什么样的?得出什么结论?

1.牛顿第二定律的内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

思考2:如何将比例式写成等式?

思考3:阅读教材并讨论交流：F=kma中K的数值取决于什么？1N的大小在物理学中是如何规定的？此时表达式中的K=？

二、牛顿第二定律的表达式

2.“1牛顿”的规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1N，即1N=1kg·m/s2

牛顿第二定律的表达式：F=ma

【设计意图】：根据上节课实验结论，引导学生分析a、F、m之间的关系，归纳总结得到牛顿第二定律内容。学生经历将某个结论变成定律的过程，体会科学家们有勇气又谨慎的科学态度。以问题为导向，让学生通过阅读教材，交流讨论，相互评价和补充，最后获得共识（结论），体会单位的产生过程。培养学生的科学思维。

三、牛顿第二定律的理解

请思考并讨论下列问题，解决来自蚂蚁的困惑：

困惑1：

从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是蚂蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头，这和牛顿第二定律是不是矛盾？（F指合力、同一性）

困惑2：怎么利用牛顿第二定律解释质量越大，惯性越大？

根据下列实验，思考讨论：

思考1：小球与木板一起向左加速运动的过程中，两者加速度有什么关系？小球的合外力是否为0？合力方向指向哪儿？（因果性）

思考2：加速度方向与合力方向有什么关系？（矢量性）

思考3：根据传感器实验数据，观察分析一下：当物体所受合力发生改变时，其加速度是怎样变化的？（瞬时性）

总结：牛顿第二定律具有的性质：因果性、矢量性、瞬时性、同一性、独立性、相关性。

【设计意图】：

以蚂蚁为例，通过一种拟人的手法设置问题情境，激发学生的学习兴趣。

借助丢手绢的游戏方式，提升学生课堂的参与度，学生交流讨论，相互评价和补充，最后获得共识（结论：力是指合力，同一性）

创设实验情境，引导通过实验现象理解牛顿第二定律的因果性、矢量性、瞬时性，现象直观、增强学生体验感。

四、牛顿第二定律的应用

例一：在平直路面上，质量为1000kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到108km/h时取消动力，经过60s停了下来（假定试车过程中汽车受到的阻力不变）。

①汽车受到的阻力是多少？

②重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？

思考1：请分别找出并解释情境中体现了牛顿第二定律的矢量性、因果性、瞬时性的文字。

思考2：我们可以通过a=?v

拓展：例题1中的第②问：重新起步10s后，求汽车的速度？位移？

讨论总结：用牛顿第二定律解题的一般步骤

【设计意图】通过引导学生分析教材上的例题，一方面检测巩固学生对牛顿第二定律内容的应用和对其性质的理解，另一方面运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的问题，学生自己总结解决问题的步骤，不仅理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁、更培养了其归纳总结能力。

例题2：某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。

【知识迁移】同学们，学习了本节课，你知道怎么利用简单的实验器材，测量公交车刹车时的加速度了么？

五、课堂小结

备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。