牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計(jì)(市級一等獎

1、牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析牛頓第二定律是動力學(xué)部分的核心內(nèi)容，它具體地、定量地回答了物體運(yùn)動狀態(tài)的變化，即加速度與它所受外力的關(guān)系，以及加速度與物體自身的慣性質(zhì)量的關(guān)系；況且此定律是聯(lián)系運(yùn)動學(xué)與力學(xué)的橋梁，它在中學(xué)物理教學(xué)中的地位和作用不言而喻，所以本節(jié)課的教學(xué)對力學(xué)是至關(guān)重要的本節(jié)課是在上節(jié)探究結(jié)果的基礎(chǔ)上加以歸納總結(jié)得出牛頓第二定律的內(nèi)容，關(guān)鍵是通過實(shí)例分析強(qiáng)化訓(xùn)練讓學(xué)生深入理解，全面掌握牛頓第二定律，會應(yīng)用牛頓第二定律解決有關(guān)問題學(xué)情分析學(xué)生學(xué)習(xí)了第二節(jié)實(shí)驗(yàn)課：探究加速度與力/質(zhì)量的關(guān)系，對amF三者關(guān)系都有了初步了解，并且總結(jié)出了相關(guān)規(guī)律，所以對本節(jié)理論課內(nèi)容做好了鋪墊，對掌握本節(jié)內(nèi)

2、容具有重要作用，教學(xué)目標(biāo)： 知識與技能1、能準(zhǔn)確表述牛頓第二定律2、理解數(shù)學(xué)表達(dá)式中各物理量的意義及相互關(guān)系3、知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的4、能運(yùn)用牛頓第二定律分析和處理簡單的問題 過程與方法通過對上節(jié)課實(shí)驗(yàn)結(jié)論的歸納，培養(yǎng)學(xué)生概括和分析推理能力 情感與態(tài)度1、滲透物理學(xué)研究方法的教育由實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)物理規(guī)律2、讓學(xué)生感受到物理學(xué)在認(rèn)識自然上的本質(zhì)性、深刻性、有效性教學(xué)重點(diǎn)：牛頓第二定律教學(xué)難點(diǎn)：1、牛頓第二定律公式的理解2、理解k=1時，F(xiàn)=ma教學(xué)方法和程序：探討、歸納、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)、訊飛多媒體輔助互動等。具體步驟是：創(chuàng)設(shè)物理情景回顧與思考數(shù)字化演示實(shí)驗(yàn)總結(jié)規(guī)律訊飛多媒體輔

3、助互動。教學(xué)過程：教學(xué)事件順序教學(xué)任務(wù)及實(shí)現(xiàn)途徑教師活動預(yù)測學(xué)生活動事件1復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，建立本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的知識結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)設(shè)情景、引入新課 向?qū)W生提問：回憶上節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課內(nèi)容，我們研究了哪幾個物理量？它們之間有什么關(guān)系？能用公式反應(yīng)他們之間的關(guān)系嗎？回憶、同學(xué)間展開討論、最后舉手踴躍回答老師提出的問題通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對F,m,a三者關(guān)系的理解。邊回憶邊總結(jié)上節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容，再次向?qū)W生展示演示實(shí)驗(yàn)，并通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)加深對實(shí)驗(yàn)的過程以及結(jié)果的理解回答學(xué)生提出相關(guān)的疑問認(rèn)真聽講并且在此過程中提出相關(guān)疑問在教師的引導(dǎo)下，初步討論其規(guī)律設(shè)計(jì)意圖：通過播放多媒體演示實(shí)驗(yàn)和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，根據(jù)圖像關(guān)

4、系，引導(dǎo)學(xué)生再次總結(jié)a.m與F的可能存在的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生得出aF/m的結(jié)論，通過正比例關(guān)系式y(tǒng)=kx，則可得出F=kma的關(guān)系?；貞浥f知識，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和尊重物理事實(shí)的精神，事件2通過上面的總結(jié)歸納，已經(jīng)得出了牛頓第二定律F=kma的關(guān)系，對系數(shù)K進(jìn)行講解對牛頓丁二定律F=kma進(jìn)行講解（強(qiáng)調(diào)F為物體所受的合外力、a為研究對象因F作用產(chǎn)生的加速度，m為研究系統(tǒng)的總質(zhì)量）通過談?wù)搶Ρ瓤梢灾溃琸是一個比例系數(shù)，國際上k=1,那么為什么呢？接下來向?qū)W生講解k=1的原因。對于k=1，學(xué)生存在很大的疑惑，有人會提出問題，在講解完k=1后，學(xué)生仍然對國際規(guī)定系數(shù)存在疑問通

5、過進(jìn)一步的舉例說明，學(xué)生相對比較理解牛頓第二定律F=kma中k=1（1）為了簡化公式及平衡物理規(guī)律和物理量之間關(guān)系；（2）這種規(guī)定不僅是通過實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)，也具有理論意義。設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生知道公式中k=1，心生疑問，帶著疑問才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)去主動熱情學(xué)習(xí)新知識，對系數(shù)k的講解使學(xué)生對國際規(guī)定系數(shù)有初步的了解。通過對學(xué)生疑難的講解，加深對牛頓第二定律的認(rèn)識，以便以后的理解和運(yùn)用。事件3得出牛頓第二定律F=ma后，有必要對該定律的特性進(jìn)行說明，這樣學(xué)生對牛頓第二定律才會有進(jìn)一步認(rèn)識指出：牛頓第二定律有哪些特性在相對理解牛頓第二定律的基礎(chǔ)上，對表達(dá)式F=ma的六大性質(zhì)結(jié)合形象例子進(jìn)行探討（包括因果

6、性（力是產(chǎn)生加速度的原因）;矢量性（a、F都是矢量，a的方向由F決定，力的分解和合成遵循平行四邊形法則）;瞬時性（合外力消失，即a消失）;相對性（牛頓第二定律只適用于慣性系）、獨(dú)立性（物體的各個力都能產(chǎn)生獨(dú)立的a即Fi/mi=F合/m總）、同一性（a與F與同一物體某一狀態(tài)相對應(yīng)）（并且根據(jù)學(xué)生的提出的相關(guān)特性的疑問舉例說明）學(xué)生討論，嘗試并且回答老師提出的特性學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會提出相關(guān)特性的疑問，設(shè)計(jì)意圖：對牛頓第二定律的特性進(jìn)行探究，能夠加深學(xué)生對牛頓第二定律本質(zhì)上的理解，使前面所學(xué)知識連貫起來，這對牛頓定律的解題或是實(shí)際運(yùn)用過程中有很大的幫助。事件4學(xué)習(xí)了牛頓第二定律后，要學(xué)會對公式的運(yùn)用

7、，小試牛刀，對課本習(xí)題試做再進(jìn)行講解對力和運(yùn)動關(guān)系進(jìn)行小結(jié)：物體所受的合外力決定物體產(chǎn)生的加速度：(1)、F合0，a0：勻速直線運(yùn)動(2)、F合恒定，與v同向：勻加速直線運(yùn)動(3)、F合恒定，與v反向：勻減速直線運(yùn)動。接著讓學(xué)生合上課本，對著PPT上的例題1（課本P75）進(jìn)行試做。在學(xué)生做題過程中，對部分學(xué)生進(jìn)行思路的點(diǎn)撥，引導(dǎo)其思維方向在總結(jié)了本節(jié)課內(nèi)容后，學(xué)生試做例題1，有學(xué)生對該題迎刃而解，有些還沒有思路，不知道如何下手。做題需要方法，按照一般的做題思路，授予學(xué)生做題步驟待大部分學(xué)生完成后，對該提進(jìn)行講解，做題注意方法，根據(jù)解題步驟（確定研究對象，對研究對象進(jìn)行模型化；對研究對象進(jìn)行正確

8、的受力分析或是運(yùn)動情況進(jìn)行分析；運(yùn)用牛頓第二定律或是結(jié)合以前所學(xué)的運(yùn)動學(xué)公式列出方程；根據(jù)公式并結(jié)合題給條件（注意發(fā)現(xiàn)挖掘隱含條件）解出所求的物理量。）解例題1運(yùn)用解題該步驟再次試做例題2，并講解通過訊飛多媒體發(fā)布課堂作業(yè)并點(diǎn)評?；卮饘W(xué)生提出關(guān)于解題的中問題學(xué)生根據(jù)自己的解題思路與老師教給的解題步驟進(jìn)行對比，找出適合自己的方法學(xué)生會提出其他做題方法或是做題過程中遇到的問題發(fā)布課堂習(xí)題并點(diǎn)評設(shè)計(jì)意圖：做題不在于多在于精，不提倡題海戰(zhàn)術(shù)，要學(xué)會做題方法，真正體現(xiàn)“授人與魚不如授人與漁”學(xué)于致用，用接近學(xué)生生活中例子運(yùn)用牛頓定律，體現(xiàn)了該定律的實(shí)用性，體現(xiàn)了新課標(biāo)的要求，事件5對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，并

9、布置課后作業(yè)幫學(xué)生梳理知識，鞏固學(xué)生知識結(jié)構(gòu)框架。布置作業(yè)：試吧課后作業(yè)暢談感想與體會設(shè)計(jì)說明：選取的作業(yè)題要有代表性，要具有梯度性，這樣根據(jù)作業(yè)結(jié)果才能反饋出學(xué)習(xí)效果，根據(jù)作業(yè)的梯度才能判斷學(xué)生在學(xué)習(xí)過程遇到的疑難問題所在處，以便下次補(bǔ)上。板書設(shè)計(jì)：牛頓第二定律1內(nèi)容：物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比加速度的方向跟合外力的方向相同2表達(dá)式：a或F合ma說明：a是加速度的決定式力是產(chǎn)生加速度的原因m中m與F、a無關(guān)1. 3對牛頓第二定律的理解：矢量性因果性 瞬時性同體性獨(dú)立性局限性4應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟備用習(xí)題：1如圖所示，一物體以一定的初速度沿斜面向上滑動，滑到

10、頂點(diǎn)后又返回斜面底端試分析在物體運(yùn)動的過程中加速度的變化情況解析：在物體向上滑動的過程中，物體運(yùn)動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，所以物體運(yùn)動的加速度方向是平行斜面向下的，與物體運(yùn)動的速度方向相反，物體做減速運(yùn)動，直至速度減為零在物體向下滑動的過程中，物體運(yùn)動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時小，所以物體將平行斜面向下做加速運(yùn)動，加速度的大小要比上滑時小由此可以看出，物體運(yùn)動的加速度是由物體受到的外力決定的，而物體的運(yùn)動速度不僅與受到的外力有關(guān)，而且還與物體開始運(yùn)動時所處的狀態(tài)有關(guān)2一輛

11、小車在水平地面上沿直線行駛，在車廂上懸掛的擺球相對小車靜止，其懸線與豎直方向成角，如圖所示問小車的加速度多大，方向怎樣？解析：解法一：小球的受力情況如左下圖所示由圖可知，F(xiàn)合mgtan.所以加速度agtan，水平向左解法二：小球的受力情況如右上圖所示，由牛頓第二定律得：FsinmaFcosmg0由得agtan方向水平向左答案：gtan方向水平向左備課資料一、物理公式與數(shù)學(xué)公式的區(qū)別學(xué)好物理離不開數(shù)學(xué)，但不能把物理公式當(dāng)作數(shù)學(xué)公式來理解，這是因?yàn)槲锢砉脚c數(shù)學(xué)公式之間有許多本質(zhì)上的區(qū)別1數(shù)學(xué)公式只表示數(shù)量大小間的關(guān)系，很少涉及各量間單位；物理量不但有大小，還有單位，因而物理公式不僅表示各量的數(shù)量

12、關(guān)系，而且還包含單位關(guān)系例如由牛頓第二定律Fma就可知，1 N1 kgm/s2.2許多物理公式，不僅表示各量間的大小關(guān)系，而且表示它們間的方向關(guān)系，例如根據(jù)Fma可知，物體加速度的方向與其所受合外力的方向相同，忽視這一點(diǎn)，就會犯錯誤3數(shù)學(xué)中的函數(shù)關(guān)系是從具體的客觀事物中抽象概括出的，像yf（x），它不與某個具體的物理過程相聯(lián)系，所以在y與x之間沒有確定的因果關(guān)系，寫作yf（x）時，x是原因，y是結(jié)果，通過公式變形，可以找出上式的反函數(shù)x（y），在反函數(shù)中y是原因，x是結(jié)果可見，由于公式形式的變化，因果關(guān)系也隨之改變；物理公式是與某個物理過程相聯(lián)系的，它反映了該過程中的物理量之間的必然的因果關(guān)系

13、例如牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式Fma中的F、m、a三個量之間的因果關(guān)系是由物理運(yùn)動狀態(tài)變化過程本身決定的，牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，無論以哪種形式出現(xiàn)（a，F(xiàn)ma，m），F(xiàn)、m都是原因，a是結(jié)果，由此可見，物理公式中，各量之間的因果關(guān)系是不能隨意顛倒的在學(xué)習(xí)物理時，要注意搞清物理公式中各量之間的因果關(guān)系，而不能把物理公式單純當(dāng)成數(shù)學(xué)公式去理解二、談?wù)劧膳c定理、定則物理學(xué)中的重要規(guī)律，如牛頓第三定律、以后要學(xué)習(xí)的機(jī)械能守恒定律、動量守恒定律等等，都是通過實(shí)驗(yàn)得出或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過科學(xué)推理得出的；而像力的平行四邊形定則，及以后要學(xué)習(xí)的動能定理、動量定理，則是由理論推導(dǎo)得出的知道了為什么有些規(guī)律叫

14、某某定律，而另一些叫某某定理，對我們學(xué)習(xí)物理有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用因?yàn)槲锢矶啥加袑?shí)驗(yàn)事實(shí)背景，因此我們在掌握物理定律時，要特別注重定律得來的實(shí)驗(yàn)過程，注重過程，不但使我們掌握了物理知識，而且也感悟了探求知識的方法；而在學(xué)習(xí)物理定理時，則要注意該定理是在什么條件下由什么規(guī)律推出的，從而使所學(xué)知識融會貫通希望同學(xué)們在以后的學(xué)習(xí)中，注重物理知識的特點(diǎn)，你的學(xué)習(xí)定會事半功倍！三、牛頓牛頓（16421727年），英國物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家在伽利略被隔離軟禁死去那年的圣誕節(jié)1642年12月25日，牛頓出生于英國離倫敦不遠(yuǎn)的林肯郡沃斯索普村一農(nóng)戶家中他的父親在他出生前就去世了，他是一個多病而又靦腆的孩子.1661年入

15、劍橋三一學(xué)院學(xué)數(shù)學(xué)，當(dāng)時并未顯示出有過人之處1665年疫病流行使劍橋大學(xué)關(guān)閉，牛頓回鄉(xiāng)間住了18個月，直到開學(xué)這18個月是牛頓一生最有收獲的時期在這段時間內(nèi)孕育了他一生學(xué)術(shù)成就的基礎(chǔ)思想牛頓一生中對科學(xué)事業(yè)作出的貢獻(xiàn)，遍及物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等領(lǐng)域他在伽利略等人工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入研究，先后建立了成為經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)的牛頓運(yùn)動定律；發(fā)展了開普勒等人的研究成果，建立了萬有引力定律；初步考察了行星運(yùn)動規(guī)律，解釋了潮汐現(xiàn)象，預(yù)言了地球不是正球體；建立了經(jīng)典力學(xué)的基本體系.1666年用三棱鏡分析日光，發(fā)現(xiàn)日光是由不同顏色的光組成的，從而確定了光譜分析的基礎(chǔ).1675年，他觀察到了著名的牛頓環(huán)現(xiàn)象，為光的干涉提供了實(shí)驗(yàn)事實(shí).1704年，在光學(xué)一書中闡述了光