【課件】牛頓第二定律+教學設計高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊+

必修一：第四章運動和力的關系3.牛頓第二定律教學設計一、教學分析：1.課標分析《牛頓第二定律》是《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》必修課程必修1模塊中的“相互作用和運動定律”主題下的內(nèi)容。課程標準要求為：理解牛頓運動定律，能用運動定律解釋生產(chǎn)生活中的有關現(xiàn)象，解決有關問題。《普通高中物理課程標準(2017年版)解讀》對課程標準的解釋為：理解牛頓運動第二定律，要重視讓學生體會用牛頓運動定律解決問題的思路，逐步形成運動與相互作用的觀念，以牛頓運動定律為載體，提升物理素養(yǎng)水平。內(nèi)容分析《牛頓第二定律》是本章的重點內(nèi)容，也是高中物理的核心。本章第一節(jié)應用牛頓第一定律揭示了運動和力的直接因果關系，定性的描述了運動狀態(tài)改變跟力和質(zhì)量（慣性）的關系。第二節(jié)實驗課用控制變量法定量地探究了物體加速度與所受合外力、物體質(zhì)量之間的關系。前兩節(jié)內(nèi)容為本節(jié)得出牛頓第二定律奠定了理論和實驗的基礎。本節(jié)第一課時在前面兩節(jié)基礎上得出牛頓第二定律，并總結(jié)了牛頓運動定律的六大性質(zhì)。本節(jié)第二課時的重點是結(jié)合例題分析初步體會應用牛頓運動定律解決簡單問題的基本方法和規(guī)范，聯(lián)系生活自我探究設計加速度計和了解太空中如何測量質(zhì)量的方案等情境來深入理解牛頓第二定律內(nèi)容，同時促進學生將物理知識應用于實際生活。本節(jié)課內(nèi)容的學習為后三節(jié)內(nèi)容的學習做好鋪墊作用。學情分析學生通過前面的學習已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念，經(jīng)歷了實驗探究、數(shù)據(jù)處理得出結(jié)論并通過對實驗結(jié)論分析加工的基礎上得出了牛頓第二定律。牛頓第二定律的普適性只是體現(xiàn)在了理論上，為了學生能夠深入理解、掌握牛頓第二定律的內(nèi)涵，應該充分利用情境和問題（例題解析）、合理安排學生學習活動，激發(fā)學生的學習欲望，在學習過程中提升物理核心素養(yǎng)。二、教學目標：1、學習目標（1）掌握牛頓第二定律內(nèi)容（物理觀念）；（2）掌握應用牛頓第二定律正確解題步驟和規(guī)范性（科學思維）；（3）掌握將牛頓第二定律理論分析生活中物理現(xiàn)象能力（科學探究和科學態(tài)度和責任）；2、評價目標（1）從物理觀念維度看，通過對簡單的例題分析，有利于學生建立正確的運動和相互作用觀念。（2）從科學思維維度看，第一，通過對加速度計設計這一富有吸引力的問題，引發(fā)學生應用牛頓第二定律進行定性和定量對相關問題進行科學推理、找出規(guī)律、提出設計方案。第二，通過例題的分析和規(guī)范解答，初步形成應用牛頓第二定律解決簡單的動力學問題的基本思路和規(guī)范。第三，嘗試對牛頓第二定律的多角度分析，讓學生深入理解牛頓第二定律的含義。（3）從科學探究維度看那，先定性探究加速度計角度大小和加速度的關系，再運用牛頓第二定律定量分析加速度和偏離豎直角度的關系，進而可以設計出一個粗略測量加速度的儀器。（4）從“科學態(tài)度和責任”維度看，通過應用牛頓第二定律在太空測質(zhì)量，讓學生深切感受到科學的魅力，激發(fā)學生學習物理的興趣。三、教學策略：1.策略與方法：講授法、分組討論法、啟發(fā)式教學。這節(jié)課的主要難點是對牛頓第二定律應用的深入理解，因此，如何突破這個難點是這節(jié)課的核心。本教學設計中采用結(jié)合實例分析的方法、讓學生通過分組討論合作學習和將理論應用于實際等方法來加深對牛頓第二定律的內(nèi)涵的理解。2.流程圖四、教學活動：環(huán)節(jié)情境創(chuàng)設問題設計教師活動學生活動設計意圖學生發(fā)展觀看視頻，提出問題觀看視頻：兒童用一只腳向后使滑板車加速，在臨近終點時同樣用腳踩在地上進行減速。滑板車滑出時，地面對滑板車和小孩的作用力方向？在滑板車減速時地面對小孩和滑板車的作用力方向？播放視頻，引導學生思考“滑板車分別在加速時和減速時所受合外力的方向”。觀看視頻，然后對孩子和滑板車進行受力分析，并得出結(jié)論。讓學生定性的運用牛頓第二定律分析生活中的物理情境，回顧上節(jié)課所學內(nèi)容。鍛煉學生歸納總結(jié)的能力。學生能從實例分析中得出加速度和力的方向關系以及定性的大小關系，為下一環(huán)節(jié)復習知識做鋪墊。（科學探究）回顧復習上節(jié)課知識總結(jié)上一節(jié)課所學內(nèi)容：1，牛頓第二定律具體內(nèi)容：F=kma，F(xiàn)、m、a單位分別取N、kg、m/s2時，k=1.2，牛頓第二定律的六大性質(zhì)：矢量性、因果性、瞬時性、同體性、相對性、獨立性上節(jié)課學習重點是什么？。牛頓第二定律具有哪些性質(zhì)。引導學生一起復習上一節(jié)課內(nèi)容，引出本節(jié)課主題。思考總結(jié)上一節(jié)課知識，鞏固對“牛頓第二定律”的內(nèi)容。先復習上一節(jié)課內(nèi)容，而這堂課就是以這知識為基礎解決簡單的物理問題和分析生活中物理現(xiàn)象。鞏固牛頓第二定律，掌握運動和相互作用觀念。（物理觀念）例1解析審題、解題例1.在平直的路面上，質(zhì)量為1100kg的汽車在進行研發(fā)的測試，當速度達到100km/h時取消動力，經(jīng)過70s停了下來。假定試車過程中汽車受到的阻力不變。（1）汽車受到的阻力是多少？（2）重新起步加速時牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度是多少？如何進行受力分析？如何進行運動過程分析？指導學生審題，引導學生解題。解題步驟：1．依據(jù)題意明確研究對象；明確研究過程。2．對研究對象進行受力分析和運動情況分析；3．選取正方向，建立坐標系；4．列牛頓第二定律方程，進行求解。分析題目，進行受力分析和運動過程分析，并運用牛頓第二定律解題。從視頻中定性的研究a與F的關系上升到定量的分析a與F的關系，應用牛頓第二定律公式解題，通過例題的分析，初步培養(yǎng)學生審題能力和解題規(guī)范性。根據(jù)例題所給條件確定合適的坐標系以及規(guī)定正方向（科學思維）?？茖W性地讀題審題，將文字信息轉(zhuǎn)化成相應的物理模型。（科學思維）綜合運用受力分析、運動分析結(jié)合牛頓運動定律和運動學公式解答簡單的動力學問題（科學思維）闡述加速度計設計原理關注生活中的牛頓第二定律，探究坐車時如何感受加速度，從而闡述加速度計的原理。如果累了坐在車里閉目養(yǎng)神時能否感受到車的加速度。我們只能定性地去描述背部和椅背之間的作用力大小，如何可以定量的去描述這種彈力呢？引導學生回憶平時坐車時能否感受到車的加速度。引導學生結(jié)合以前所學如何從定性到定量地去表述彈力大小，從而可以定量的得出加速度大小。直接引入加速度計，闡述加速計的設計原理。根據(jù)F=2kx，結(jié)合F=ma，得出加速度a與形變量x之間的關系，利用x來測出加速度a。思考平時坐車時在車加速減速時身體的不同感覺?；卮穑杭铀贂r，能感受到背部和椅背之間的壓力，減速時屁股能感受到有往前滑的趨勢。結(jié)合胡克定律和牛頓第二定律學習加速度計設計原理。創(chuàng)設學生周圍的物理情境，激發(fā)學生學習物理的熱情，使學生進入積極主動的思考狀態(tài)。將生活中的實例和物理模型相結(jié)合，認識科學本質(zhì)，逐漸形成探索自然的內(nèi)在動力，嚴謹認真、事實求是和持之以恒的科學態(tài)度。（科學態(tài)度和責任）結(jié)合實例，例2解析【例題2】某同學在列車車廂的頂部用細線懸掛一個小球，在列車以某一加速度漸漸啟動的過程中，細線就會偏過一定角度并相對車廂保持靜止，通過測定偏角的大小就能確定列車的加速度（圖4.3-4）。在某次測定中，懸線與豎直方向的夾角為θ，求列車的加速度。我們除了用身體感受汽車加速和減速情況，還可以從視覺上觀察周圍來判斷。如圖中車內(nèi)飾物與豎直偏角大小可以反映什么物理量的不同?引導學生分析圖中可以用夾角大小表示合力大小，結(jié)合牛頓第二定律求出加速度大小。在求合力時可以分別用合成法和分解法。解題步驟：1．依據(jù)題意明確研究對象；明確研究過程。2．對研究對象進行受力分析和運動情況分析；3．選取正方向，建立坐標系；4．列牛頓第二定律方程，進行求解。分析車內(nèi)飾物與豎直方向的夾角與受力的關系，結(jié)合牛頓第二定律分析汽車運動情況。遵守從定性的研究a與F的關系到定量的分析a與F的關系的科學推理規(guī)律。通過例題分析，明確解題步驟，會求合力可以用合成法和正交分解法。注重解題時的規(guī)范化書寫。能夠根據(jù)題目條件確定合適的坐標系以及規(guī)定正方向（科學思維）。會應用合成法和正交分解法求合力。（物理觀念）能按照科學思維的程序和規(guī)范進行思維，綜合運用受力分析、運動分析、牛頓運動定律和運動學公式解答簡單的動力學問題（科學思維）。從定性和定量兩個方面對問題進行推理、分析（科學思維）以例2為原理用身邊的物品來探究設計加速度計分組討論如何設計加速度計體溫計是利用溫度和體積的關系用長度表示溫度，那么我們是否可以利用加速度和角度的函數(shù)關系可以設計出一個用角度來測量加速度？引導學生以結(jié)論為原理，用身邊的物品來設計加速度計分組討論如何結(jié)合原理設計加速度計并討論如何用生活用品或者學習用品來制作加速度計學以致用，將原理應用于實際。學生可以更加加深了對物理定律內(nèi)涵的理解能將所學知識應用于實際，探究和制定方案，對于設計方案進行討論、交流。（科學探究）“科學漫步”用動力學方法測質(zhì)量觀看視頻“科學漫步”用動力學方法測質(zhì)量。根據(jù)F=ma、a=F/m求力和加速度，那能否根據(jù)m=F/a來求質(zhì)量呢？指導學生利用牛頓第二定律來求質(zhì)量，引入視頻。觀看視頻，進一步理解牛頓第二定律的內(nèi)涵。將所學知識和科學前沿相聯(lián)系，激發(fā)學習物理熱情。能認識科學本質(zhì)，了解國家科技前沿，培養(yǎng)愛國情懷。（科學態(tài)度和責任）。五、板書設計：牛頓第二定律（第2課時）

1、牛頓第二定律的表達式F=ma2、（1）例1：aFF合＝2000N－437N＝1563Na2（2）加速度計：滑塊所受合外力為F=2kx，根據(jù)牛頓第二定律F=ma，可得a=2kx/m3、（1）例2、?方法1（圖4.3-5）方法2（圖4.3-6）F＝mgtanθFy－mg＝0，F(xiàn)y＝FTcosθ，F(xiàn)Tcosθ＝mg（1）a=F/m=gtanθFx＝FTsinθ，F(xiàn)Tsinθ＝ma（2）（1）（2）式聯(lián)立，得a＝gtanθ列車的加速度與小球相同，大小為gtanθ，方向水平向右。自制車載加速度計。課內(nèi)討論，課后制作。4、太空中測質(zhì)量六、學業(yè)評價：書面評價練習（包括典型例題及隨堂練習等）練習1：.如圖所示是小孩子玩的一種滑板車．小孩站在小車上用一只腳向后蹬地，使小車獲得初速度后人與車一起靠慣性向前滑行．假設小孩子用腳向后蹬地的水平平均作用力為30N，小孩與車的總質(zhì)量為20kg，運動中所受阻力恒為5N．求：（1）當小孩用腳蹬地時，小車獲得的加速度a；（2）當小車獲得5m/s初速度后，停止蹬地，小孩與小車一起能夠滑行的最大距離s；（3）在上述問題（2）條件下，小車滑行最大距離所用的時間t．解：（1）當小孩用腳蹬地時，受力分析得：F合＝30N－5N＝25Na（2）當小孩停止蹬地時，受力分析得：F合＝－5NaS=(0-v2)/2a‘（3）t=(0-v)/a‘本題應用牛頓第二定律解決生活物理情境問題，評價學生掌握解題能力情況和解題的規(guī)范性。練習2：如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角，球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1kg。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況；求懸線對球的拉力。解析：法一：(合成法)小球和車廂相對靜止，它們的加速度相同。以小球為研究對象，對小球進行受力分析如圖所示，小球所受合力F合＝mgtan37°，由牛頓第二定律得小球的加速度為a＝eq\f(F合,m)＝gtan37°＝eq\f(3,4)g＝7.5m/s2，加速度方向水平向右。車廂的加速度與小球相同，車廂做的是向右的勻加速運動或向左的勻減速運動。(2)由圖可知，懸線