牛頓第二定律教學設計

1、牛頓第二定律教學設計 一、學習任務分析 1 .教材的地位和作用 1”中涉及本節(jié)的內(nèi)容有：“通 牛頓第二定律是在實驗基礎(chǔ)上建立起來的重要規(guī)律，它是動力學的核心規(guī)律，也是學習其它動力學規(guī)律的基礎(chǔ)。在普通高中物理課程標準共同必修模塊“物理 過實驗，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系，理解牛頓第二定律?！北緱l目要求學生通過實驗，探究加速度、質(zhì)量、力三者的關(guān)系，強調(diào)讓學生經(jīng)歷實驗探究過程。 本節(jié)的學習任務類型是綜合型。在知識上要求知道決定加速度的因素、理解加速度、質(zhì)量、力三者關(guān)系；在技能上要求能設計和操作實驗，會測定相關(guān)物理量；體驗性上要求經(jīng)歷探究活動、嘗試 解決問題方法、體驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律過程，體會科學研

2、究方法一一控制變量法、圖象法的應用。 3.教學重點和難點 重點：知道決定物體加速度的因素。 加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的探究過程。 教學難點：引導學生在猜想的基礎(chǔ)上實行實驗設計，提出可行的實驗方案、完成實驗并得出實驗結(jié)果。 二、學習者情況分析 在學習這個內(nèi)容之前，所教的學生已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念；知道質(zhì)量是慣性的量度、力是改變物體運動狀態(tài)的原因；會分析物體的受力。已具備一定的實驗操作技能，會用氣 墊導軌與光電測時系統(tǒng)或打點計時器研究勻變速直線運動；具備一定的計算機操作水平，會應用CAI課件處理實驗數(shù)據(jù)。學生對物理學的研究方法已有一定的了解，在自主學習、合作探究等方面的 水平有了一定

3、提升。 在非智力因素方面，學生學習積極主動，對學習物理有較濃厚興趣；有較強的好奇心和求知欲，樂于探究自然界的奧秘；敢于堅持準確觀點，勇于修正錯誤；喜歡和同齡人一起學習，有將自己的 見解與他人交流的愿望，具有團隊精神。 三、教學目標分析 根據(jù)上述對學習任務和學習者情況的分析，確定本節(jié)課教學目標如下: 1 .知識與技能目標 讓學生明確物體的加速度只與力與和質(zhì)量相關(guān)，并通過實驗探究它們之間的定量關(guān)系； 培養(yǎng)學生獲取知識和設計實驗的水平。 2. 過程與方法目標 在探究過程中，滲透科學研究方法（控制變量法、實驗歸納法、圖象法等）； 3. 情感、態(tài)度、價值觀目標 通過學生之間的討論、交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團

4、隊合作精神； 讓學生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，增進學習物理的情感。 四、教材處理與教學策略 在教材處理上把牛頓第二定律分為兩個學時。第一學時主要的任務是：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系；第二學時主要的任務是：建立牛頓第二定律并實行初步的應用。本節(jié)課是第一學時，主要采 用以下的教學策略： 1. 自主學習與合作探究 改演示實驗為學生分組探究實驗。讓學生在自主學習中，通過對認知活動實行自我監(jiān)控，并即時做出相對應的調(diào)整。小組（46人一組），小組間的合作探究能夠同時培養(yǎng)學生的合作精神和競爭 意識，讓不同層次的學生都能有所作為，有所收獲。 教師的策略是宏觀調(diào)控整體教學進度，微觀放活學生局部學習進程，

5、讓學生的學習有組織、有步驟地實行。 2. 現(xiàn)代教學手段與啟發(fā)式 在課堂中采用多媒體課件作為輔助手段，創(chuàng)設物理情景，啟發(fā)引導學生，協(xié)助學生建立形象直觀的理解，調(diào)動學生學習的積極性；同時利用CAI課件和校園網(wǎng)絡處理實驗數(shù)據(jù)，能有效地提升學習 效率。 五、教學器材 教學設備：多媒體教室、課件。 學生分組實驗器材（探究包）：氣墊導軌、氣源、兩個光電門和與之配套的數(shù)字計時器，滑塊、滑片、細線、小桶、天平、砝碼、細沙、彈簧秤、小車、木塊、鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、打 點器、紙帶、秒表、毫米刻度尺、墊木、橡皮筋等。 六、教學過程設計 （一）創(chuàng)設情景、引入新課 視頻展示：劉翔在雅典奧運會奪金的情景。 教師：

6、在決賽時，劉翔將自己身上一切戴的東西像手表、項鏈等都摘了下來，穿最輕的跑鞋。這樣做的科學道理在哪里？ 預測學生討論后得出的結(jié)論可能是： 。 質(zhì)量越小，運動狀態(tài)越容易改變，也就是說在相同的情況下，物體獲得的加速度就越大。 說明通過視頻展示創(chuàng)設物理情景，激發(fā)學生的學習興趣，同時滲透德育教育。 （二）提出猜想 教師：那么、物體的加速度與哪些因素相關(guān)呢？請同學們從生活經(jīng)驗出發(fā)提出自己的看法，并舉例說明。（同時教師利用課件提供一些圖片，對學生實行啟發(fā)。） 附圖片內(nèi)容如下： 為何體操，跳水運動員的身材都比較苗條、瘦??？ 從防止發(fā)生交通事故的角度考慮，說一說反超載的道理？ F1方程式賽車的質(zhì)量只有一般小轎車

7、質(zhì)量的三分之一，這樣做有什么好處？ 神舟五號飛船返回倉返回時為何要打開降落傘？ 預測學生有代表性的回答可能有以下幾方面：（教師在學生分析的過程中板書歸納。） 1 .與物體受到的外力的關(guān)系: 與物體受到的外力相關(guān)；例如：騎自行車剎車：用力剎車時，用的力越大、車越容易停下來，即：阻力越大，自行車減速的加速度越大。 與物體受到的外力無關(guān)；例如：用大小不一樣的力推大石頭，推不動，運動狀態(tài)不變，加速度為零。 應該是與物體受到的合外力相關(guān)；分析如下：用大小不一樣的力推大石頭，推不動，是因為大石頭同時受到摩擦力的作用，受到合外力為零，所以、加速度也為零。 2 與物體質(zhì)量的關(guān)系： 與物體的質(zhì)量相關(guān)；例如：人分

8、別用相同的力推自行車和摩托車時，自行車比較容易加速啟動，而摩托車則較難。也就是說在相同的情況下，質(zhì)量較小的自行車獲得的加速度就較大。 3 .與物體運動的速度的關(guān)系： 與物體的速度相關(guān)；例如：速度大的物體較不容易停止運動，而速度小的物體較容易天下來。 與物體的速度無關(guān)；例如：做勻速直線運動的物體不論速度大小，加速度都為零。 旳v0 a = 與物體的速度無關(guān)；分析如下：加速度是描述速度變化快慢的物理量，從公式 可知，加速度與速度的大小無關(guān)。 引導學生總結(jié)得出猜想：物體的加速度匸只與它所受合外力 7和物體本身的質(zhì)量 円相關(guān)。 只與它所受合外力 F和物體本身的質(zhì)量 w相關(guān)。 說明學生在生活中對“影響物

9、體加速度大小的因素”有所理解，但這些理解往往是片面的、不準確的。所以要讓學生充分地表達已有的理解，在這過程中教師利用課件提供一些圖片，對學生實行 啟發(fā)，弓I導他們持續(xù)修正自己的觀點，從而形成對科學的理解。 引導學生結(jié)合前面學習的知識（牛頓第一定律等），討論猜想的科學依據(jù)所在，從而確定：物體的加速度 說明：讓學生從理論的角度加以分析有利于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的水平，有利于培養(yǎng)學生的邏輯思維水平。 引導學生深入探究：宗與F和呵的定量關(guān)系。 （三）探究a與F、m的定量關(guān)系 1 確定研究方法 教師：我們應該采用什么樣的物理方法來研究與咗的定量關(guān)系呢？ 預測學生的分析可能如下： 分兩步實行研究： 保持研

10、究對象的質(zhì)量 汽：一定時，研究加速度 衛(wèi)和合外力F的關(guān)系； 保持研究對象受到的合外力F 定時，研究加速度 x和質(zhì)量咗的關(guān)系。 然后綜合兩次的研究結(jié)果，實行推理和歸納，便可找出；與咗、戸三者之間存有的關(guān)系。 教師在確定研究方法后，簡單地介紹控制變量法”。 說明初中階段學生曾多次應用過控制變量法。如果學生回答有誤，教師啟發(fā)學生回憶：研究電流與電壓和電阻這三者關(guān)系所采用的方法。 2 設計實驗方案 教師進一步引導學生設計實驗方案。 讓學生以小組為單位設計探究方案：包括使用哪些實驗器材，如何實行操作，如何采集數(shù)據(jù)等？（要求學生把設計的方案簡要地寫在紙上）。 教師巡視給予必要的指導。 選擇較有代表性方案的

11、小組派代表上臺簡要敘述本組設計的方案（用實物投影儀把學生寫在紙上的方案投影出來），讓全班同學實行交流。大家在互相啟發(fā)、補充的過程中形成較為完善的方案。 預測學生設計的實驗方案可能是： 方案一：用小車、電火花打點計時器、紙帶、長木板、細線、小桶、鉤碼、天平、砝碼、刻度尺、墊木等器材，研究小車的運動。用天平分別測出小車的質(zhì)量，測出小桶的質(zhì)量與小桶中砝碼， 把小桶與小桶中砝碼的總重力 叱當作小車受到的拉力 P,從打點計時器打出的紙帶上測量并算出匕：，由丄二計算出小車的加速度二。 方案二：以氣墊導軌、氣源、兩個光電門、數(shù)字計時器、滑塊、滑片、刻度尺、細線、小桶、砝碼、天平為器材研究滑塊的運動。用天平測

12、出滑塊和滑片的質(zhì)量滑塊M測出小桶與小桶中砝碼的 質(zhì)量把小桶與小桶中砝碼的總重力1-當作滑塊受到的拉力,用光電門和數(shù)字計時器自動測出滑塊運動經(jīng)過兩個光電門時的速度二、入，以及這個過程所用的時間 t，再通過公式 算出滑塊的加速度 7 o 說明：在學生交流討論實驗設計的方案中，要有較充分的時間讓他們對各種方案闡述自己的觀點，反思方案中的問題，同時教師要參與學生的討論分析，啟發(fā)引導學生形成較為完善的實驗方案。 同時應注意有些學生可能有別的方案，要鼓勵和認真對待，在課堂時間不足的情況下，可在課外指導學生去探究。 在設計測拉力的方法時，教師要告訴學生：把小桶與小桶中砝碼的總重力：壬當作研究對象受到的拉力廠

13、、這是有條件的，即卩1己 O同時能夠把這個條件作為學生的課外探究課題。 在實驗中，只需測出小桶的質(zhì)量，然后通過加減小桶中砝碼的質(zhì)量來改變對研究對象的拉力，這能夠節(jié)約測量砝碼所需的時間。 3 .實行實驗探究和數(shù)據(jù)處理 自動描點連線制圖的功能；川通 其中：與汽：的關(guān)系可轉(zhuǎn)變?yōu)槎?與 引導學生從實驗誤差、實驗操作等方面來分析比較兩種方案的差別。 師生共同確定用“方案二”實行實驗探究，同時確定實驗的具體步驟和注意事項。并用課件顯示實驗的具體步驟和注意事項。 說明“方案二”便于操作，且實驗誤差較小。用課件顯示具體的實驗步驟，有助于學生較為規(guī)范地完成實驗。 介紹并演示CAI課件的功能 I 數(shù)據(jù)計算：將測出

14、 、一、t等數(shù)據(jù)輸入計算機的數(shù)據(jù)處理表格后、計算機將自動算出相對應的加速度二，將輸入計算機后將自動算出合外力 F ；n. 過網(wǎng)絡可達到數(shù)據(jù)共享。 學生以小組為單位，分工合作實行實驗探究，并把實驗數(shù)據(jù)輸入計算機（使用移動PC并接入校園網(wǎng)）。 教師巡視，注意學生儀器使用是否得當，必要時給予指導。 調(diào)用多組學生的實驗數(shù)據(jù)，讓學生分析二與L、二與噸的定量關(guān)系。 初步得出：二與F成正比與成反比（卞與1/咗成正比）。 引導學生應用 CAI課件，采用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。 師生共同得出結(jié)論： 二與F成正比、山與咗成反比。 說明：在CAI課件中定義坐標軸的數(shù)值和單位，同時調(diào)用已存的實驗數(shù)據(jù)， 計算機將在坐標系中

15、自動描點、連線得到實驗數(shù)據(jù)的關(guān)系圖象，由此判斷數(shù)據(jù)的關(guān)系。 1/:的關(guān)系來做圖。 （四）回顧總結(jié)深化理解 學生回顧本節(jié)課的探究過程以及探究過程中使用的物理思想和方法，歸納總結(jié)這節(jié)課的知識要點，提出自己在學習中存有的疑問。 教師答疑，深化知識。 七、教學流程圖: KF IXZ X 附：圖中符號說明 教師活動與教學內(nèi)容 學生潔訪 八、本設計主要特點： 本節(jié)課教學設計注重學生學習過程的親自體驗，體現(xiàn)了“做中學”和“注重學生水平發(fā)展”的教學思想。其主要特點是： 1 本節(jié)課把牛頓第二定律分為兩個課時，改演示實驗為學生分組探究實驗，讓學生有較充分的時間實行實驗探究，有利于培養(yǎng)學生的水平。 2 利用CAI課件和網(wǎng)絡來處理實驗數(shù)據(jù)，能節(jié)約時間，提升學習效率；同時在課堂中采用多媒體課