4.3牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計(jì)高一上學(xué)期物理教科版

3．牛頓第二定律★課標(biāo)要求能夠準(zhǔn)確表述牛頓第二定律，理解牛頓運(yùn)動定律，能用牛頓運(yùn)動定律解釋生產(chǎn)、生活中的有關(guān)現(xiàn)象、解決有關(guān)問題。理解牛頓第二定律是連接運(yùn)動和力的橋梁，加深對加速度和力與運(yùn)動關(guān)系的認(rèn)識。加強(qiáng)物理與實(shí)際生活的聯(lián)系，發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)?！锝滩姆治雠ｎD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。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)內(nèi)容從設(shè)計(jì)上分為三大塊：1．以復(fù)習(xí)探究實(shí)驗(yàn)得出牛頓第二定律的內(nèi)容。2．力的單位的由來及牛頓第二定律公式F=kma變成F=ma的過程。3．用牛頓第二定律來解決生活及科技中簡單的運(yùn)動和力的問題。★學(xué)情分析學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課——探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，對a、m、F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，這些都對本節(jié)理論課內(nèi)容做好了鋪墊，對掌握本節(jié)內(nèi)容具有重要作用?！锝虒W(xué)目標(biāo)1．物理觀念。準(zhǔn)確表述牛頓第二定律，掌握牛頓第二定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式，知道公式中的F的含義是物體所受的合外力，知道加速度的方向與合外力方向的關(guān)系。能通過對1N的定義，理解牛頓第二定律的數(shù)學(xué)關(guān)系式是如何從變成的。2．科學(xué)思維。以上一節(jié)的實(shí)驗(yàn)探究為基礎(chǔ)，歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受合外力的關(guān)系，進(jìn)而總結(jié)出牛頓第二定律，能從同時(shí)性、矢量性等方面深入理解牛頓第二定律。通過例題分析，掌握運(yùn)用牛頓第二定律，解決簡單動力學(xué)問題的方法，為用正交分解和牛頓第二定律解決綜合問題打下基礎(chǔ)。3．科學(xué)探究。根據(jù)上一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)論，分析歸納出牛頓第二定律的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力。4．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。理解牛頓第二定律是連接運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的橋梁，初步體會牛頓第二定律在認(rèn)識自然過程中的有效性和價(jià)值，對所解決問題中的答案進(jìn)行合理分析和評價(jià)。★教學(xué)方法和程序創(chuàng)設(shè)物理情境→回顧與思考→數(shù)字化演示實(shí)驗(yàn)→總結(jié)規(guī)律。★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在復(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。（引入新課）向?qū)W生提問：回憶上節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課的內(nèi)容，我們研究了哪幾個物理量？它們之間有什么關(guān)系？能用公式反映它們之間的關(guān)系嗎？回憶并在同學(xué)間展開討論，最后踴躍舉手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)生提出的相關(guān)疑問。認(rèn)真聽講并且在此過程中提出相關(guān)疑問。在老師的引導(dǎo)下，初步討論三個物理量之間的規(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)系，引導(dǎo)學(xué)生再次總結(jié)a、m與F間可能存在的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生得出a∝Fm的結(jié)論。通過正比例關(guān)系式y(tǒng)=kx，可得出F=km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。對牛頓第二定律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），通過討論對比可以知道，k是一個比例系數(shù)。國際上k=1是為什么呢？接下來，向?qū)W生講解k=1的原因。（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。對于k=1，學(xué)生存在很大的疑惑，甚至有學(xué)生會提出問題。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，教師要通過進(jìn)一步的舉例來說明。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)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，從而主動熱情地學(xué)習(xí)新知識。通過對系數(shù)k的講解，使學(xué)生對國際規(guī)定系數(shù)的方法有初步的了解。通過對學(xué)生疑難之處的解答，加深對牛頓第二定律的認(rèn)識，以便對后面內(nèi)容的理解和運(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。問題1：如圖所示，小車受拉力作用向前勻速運(yùn)動，問：小車受到幾個力的作用？此時(shí)F＝ma中的F是什么含義？問題2：用一個力推物體，物體卻沒有產(chǎn)生加速度，為什么？要使物體產(chǎn)生加速度應(yīng)該滿足什么條件？問題3：F＝ma僅僅是數(shù)量關(guān)系式嗎？還有什么關(guān)系？如何表述？問題1、2強(qiáng)調(diào)牛頓第二定律中的F為合力，問題3引導(dǎo)學(xué)生理解矢量性。問題4：某個力作用在1kg的物體上，當(dāng)對它施加1N的力時(shí)，物體的加速度為多少？如果施加的力變?yōu)?N或3N，物體的加速度變不變？變成了多少？如果力的方向改變，加速度如何變化？通過問題4，讓學(xué)生充分體會力變化加速度就會變化，力恒定加速度也恒定，力停止作用于物體加速度就為零，這樣便于學(xué)生理解力是使物體產(chǎn)生加速度的原因，力與加速度具有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系。問題5：如果將1N的力作用在另一個2kg或3kg的物體上，則這個力能使物體獲得的加速度分別為多少？通過這個問題讓學(xué)生充分體會，質(zhì)量的大小對運(yùn)動狀態(tài)改變的快慢程度起了制約作用，加深對質(zhì)量是慣性大小的量度的理解和認(rèn)識。學(xué)生討論，嘗試回答老師提出的與牛頓第二定律特性相關(guān)的問題。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)的理解，使前面所學(xué)知識連貫起來，這對運(yùn)用牛頓第二定律解題或相關(guān)實(shí)際運(yùn)用有很大的幫助。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，“小試牛刀”——對課本習(xí)題試做后再進(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的加速度。（1）F合＝0，a＝0，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。讓學(xué)生合上課本，PPT出示題目讓學(xué)生進(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)其正確的思維方向。在總結(jié)了本節(jié)課內(nèi)容后，學(xué)生試做題目。有學(xué)生對問題能夠迎刃而解，有些學(xué)生沒有思路，不知道如何下手。解題需要方法，按照一般的解題思路，授予學(xué)生常規(guī)的解題步驟。發(fā)布課堂習(xí)題并點(diǎn)評。待大部分學(xué)生完成后，對該題進(jìn)行講解，歸納解題步驟：①確定研究對象，對研究對象進(jìn)行模型化；②對研究對象進(jìn)行正確的受力分析或是運(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；③根據(jù)公式并結(jié)合題給的條件（注意發(fā)現(xiàn)挖掘隱含條件）解出所求的物理量。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)生提出其他解題方法或是解題過程中遇到的問題。設(shè)計(jì)意圖：解題不在于多在于精，學(xué)會解題方法，真正體現(xiàn)“授人以魚不如授人以漁”。在接近學(xué)生生活的例子上運(yùn)用牛頓第二定律，體現(xiàn)了該定律的實(shí)用性，體現(xiàn)了課標(biāo)的精神。事件5對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，并布置課后作業(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)。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)的梯度判斷學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難之處，以便下一次課進(jìn)行強(qiáng)化?！锝虒W(xué)流程圖開始開始復(fù)習(xí)