43牛頓第二定律相關(guān)素材

1、牛頓第二定律（說課）一、教材分析牛頓第二定律是動(dòng)力學(xué)的核心規(guī)律，動(dòng)力學(xué)又是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)， 也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)熱學(xué)、電學(xué)等其它部分知識(shí)所必須掌握的內(nèi)容。所以， 牛頓第二定律是本章的中心內(nèi)容，更是本章的教學(xué)重點(diǎn)。為了使學(xué)生對(duì) 牛頓第二定律的認(rèn)識(shí)自然、和諧，本節(jié)之前的“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變”就是 起到了承上啟下的作用。承上，使學(xué)生對(duì)第一定律的認(rèn)識(shí)得到強(qiáng)化；啟 下，即是通過實(shí)例的分析使學(xué)生定性地了解了牛頓第二定律的內(nèi)容。本 節(jié)教材是在前一節(jié)的基礎(chǔ)上借助電腦通過實(shí)驗(yàn)分析，再進(jìn)行歸納后總結(jié) 出定量描述加速度、力和質(zhì)量三者關(guān)系的牛頓第二定律。由實(shí)驗(yàn)歸納總 結(jié)出物理規(guī)律是我們認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律的重要方法。由于本實(shí)驗(yàn)涉及到三

2、個(gè) 變量：a m、F,因此我們用控制變量的方法來進(jìn)行研究：先確定物體 的質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再確定力，研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系。 在以后學(xué)習(xí)氣體的狀態(tài)變化規(guī)律,平行板電容器的電容,金屬導(dǎo)體的電 阻等內(nèi)容中都用到了這一方法?？刂谱兞糠ㄒ彩俏覀冄芯孔匀?、社會(huì)問 題的常用方法。通過教學(xué),使學(xué)生學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的 兩種常用方法一列表法和圖象法,了解圖象法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)：直觀、 減小誤差（取平均值的概念），及圖象的變換，從a-m圖（曲線）變到a-1 /m圖（直線），在驗(yàn)證玻-馬定律中也用了這種方法。根據(jù)以上分析，我 們知道本節(jié)課的教學(xué)目的不全是為了讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論及定律的內(nèi)容 和意

3、義，重點(diǎn)在于要讓學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的；在得出結(jié)論時(shí)用了 什么樣的科學(xué)方法和手段； 在實(shí)驗(yàn)過程中如何控制實(shí)驗(yàn)條件和物理變量， 如何用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律。讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史 足跡體會(huì)科學(xué)家的思維方法。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生記住牛頓第二定律的表達(dá)式；理解各 物理量及公式的物理意義；了解以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，經(jīng)過測(cè)量、論證、歸納 總結(jié)出結(jié)論并用數(shù)學(xué)公式來表達(dá)物理規(guī)律的研究方法，使學(xué)生體會(huì)到物 理規(guī)律的簡單美。本節(jié)課的重點(diǎn)是成功地進(jìn)行了演示實(shí)驗(yàn)和用電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 這是本節(jié)課的核心，是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵。二、教法和學(xué)法 本節(jié)課采用以電腦輔助演示實(shí)驗(yàn)為主的，知識(shí)教學(xué)與科學(xué)方法教育 相結(jié)

4、合的“同步調(diào)控”模式。按系統(tǒng)論的整體性功能原理，整體功能要大于各要素功能之和。物 理的知識(shí)、方法、能力、科學(xué)態(tài)度等都是教學(xué)的要素，如果把這些要素 有機(jī)地聯(lián)系起來，達(dá)到共同促進(jìn)的作用，則物理教學(xué)的效果會(huì)更好，更 有利于提高學(xué)生的素質(zhì)?！巴秸{(diào)控”模式中，沒有單純地就方法講方法， 而是將知識(shí)的學(xué)習(xí)，方法的掌握，能力的培養(yǎng)，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度的 養(yǎng)成有機(jī)地結(jié)合起來，就是基于系統(tǒng)的整體性功能原理考慮的。再則，按教學(xué)論中教為主導(dǎo)，學(xué)為主體的原則，教師的任務(wù)是制訂 目標(biāo)，組織教學(xué)活動(dòng)，控制教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)程，并隨機(jī)應(yīng)變，排除障礙， 并承認(rèn)和尊重學(xué)生的主體地位。 “同步調(diào)控”的模式既注意了教的作用， 將教師置于

5、“調(diào)控”地位。同時(shí)，更注意了學(xué)生的主體作用，有意識(shí)地 設(shè)置教學(xué)活動(dòng)的環(huán)境，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，邊演示、邊提問，讓學(xué) 生邊觀察、邊思考，再從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出結(jié)論，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生積 極參與教學(xué)活動(dòng)。在教材難點(diǎn)處適當(dāng)放慢節(jié)奏，給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行 思考和討論，如從a-m圖象，猜想a與m成反比，然后畫出a-1/m圖，得 出正確的結(jié)論。讓學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握科學(xué)方法，培養(yǎng)探 索精神和創(chuàng)造力及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，以達(dá)到規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)和最佳 效果。三、教學(xué)程序1 問題引入新課 光滑水平面上的物體受水平拉力作用而做加速運(yùn)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生分析 物體的質(zhì)量，加速度，拉力三者之間的定性關(guān)系，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行猜

6、測(cè)， 它們成正比、成反比、不成比例等。然后指明本節(jié)課我們大家一起來探 索得出三者之間的定量關(guān)系，從而導(dǎo)出課題牛頓第二定律。這樣導(dǎo) 入的用意是提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和參于探索的積極性。2 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案在引入課題后，啟發(fā)學(xué)生思考：我們?nèi)绾蝸硌芯?F、m、a三者之間 的關(guān)系？引導(dǎo)學(xué)生得出用實(shí)驗(yàn)法先確定 m，研究a與F的關(guān)系；再確定F， 研究a與m的關(guān)系，最后得出三者的定量關(guān)系。由于教材（必修第一冊(cè)， 人教版）中牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)不足（夾子很難同時(shí)夾住兩細(xì)線；由于線 的彈力，小車要反沖后才能停下，實(shí)驗(yàn)誤差大），我設(shè)計(jì)了用電腦輔助來 探索a與F、m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，如附圖。遮光片寬度L,通過光電門時(shí)間分別 ti和t

7、2，兩只光電門間距為s。當(dāng)滑塊通過光電門時(shí)，光電門產(chǎn)生一個(gè)脈沖, 通過計(jì)時(shí)器中的三極管放大后，從計(jì)算機(jī) LPT 口輸入，調(diào)用計(jì)算機(jī)定時(shí) 中斷來計(jì)算時(shí)間，然后利用公式（L/t3）3-C/fj）a計(jì)算出加速度的值，結(jié)果顯示在表格中，同時(shí)在坐標(biāo)圖上標(biāo)上點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，程序提供一個(gè)畫直線模塊，可用光標(biāo)來控制直線的斜率。3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索請(qǐng)兩位同學(xué)上臺(tái)操作，其他同學(xué)邊觀察、邊思考，教師控制電腦。先保持物體質(zhì)量為200g不變，測(cè)出拉力分別為0.05N、0.10N0.15N和0.20N 時(shí)的加速度，填入表中和a-F圖上，顯示投影在大屏幕上，引導(dǎo)學(xué)生得出 a*F的結(jié)論。然后再保持拉力為0.10N不變，測(cè)出物體的

8、質(zhì)量分別為200g、 282g、332g和382g時(shí)的加速度，填入表中和a-m圖上。在a-m圖上可看到 隨m的增大a逐漸減小，但它們的關(guān)系不明確。引導(dǎo)學(xué)生大膽猜測(cè) a與m成 反比，再畫出a-1/m圖，得到結(jié)論a* 1/m。4.分析歸納結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出F= kma,在國際單位制中，定義1N=1kg m/s2就可以得出牛頓第二定律F= ma。然于進(jìn)行合理的外推，當(dāng)物體受幾個(gè)力作用而做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)應(yīng)為合力。由于力和加速度都是矢量，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)例得到加速度的方向與合外力的方向一致。5應(yīng)用鞏固練習(xí)通過三道典型的問答和計(jì)算題，鞏固學(xué)生對(duì)牛頓第二定律中各物理 量的意義和加速度方向與合外力方向一致的理解，為進(jìn)一步用牛頓第二 定律解決實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。6總結(jié)告訴學(xué)生我們本節(jié)課學(xué)的牛頓第二定律是把力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來的橋 梁，是我們解決許多力學(xué)乃至整個(gè)物理問題的一個(gè)