2024-2025學(xué)年高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 2 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教案 教科版必修第一冊(cè)

2024-2025學(xué)年高中物理第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教案教科版必修第一冊(cè)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來(lái)自于2024-2025學(xué)年高中物理教科版必修第一冊(cè)第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律的第二節(jié)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。本節(jié)課主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析，讓學(xué)生理解并掌握加速度、力和質(zhì)量之間的關(guān)系，以及牛頓第二定律的內(nèi)容。

具體教學(xué)內(nèi)容包括：

1.實(shí)驗(yàn)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，讓學(xué)生探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

2.牛頓第二定律：介紹牛頓第二定律的表述，即加速度與作用力成正比，與物體質(zhì)量成反比。

3.公式推導(dǎo)：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和物理原理，推導(dǎo)出牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

4.應(yīng)用拓展：通過(guò)實(shí)例分析，讓學(xué)生了解牛頓第二定律在日常生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題解決能力。

5.課堂練習(xí)：布置針對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的練習(xí)題目，鞏固學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的理解和運(yùn)用。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)分析主要圍繞物理學(xué)科的核心素養(yǎng)進(jìn)行，具體包括物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度四個(gè)方面。

1.物理觀念：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠建立和加深對(duì)加速度、力和質(zhì)量之間關(guān)系的理解，形成正確的物理觀念。

2.科學(xué)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和問(wèn)題解決能力，提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

3.科學(xué)思維：通過(guò)公式推導(dǎo)和實(shí)例分析，鍛煉學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新思維和批判性思維，使學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)思維方法分析和解決問(wèn)題。

4.科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待科學(xué)問(wèn)題的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，注重實(shí)證精神，勇于探索和質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。

同時(shí)，本節(jié)課還注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、交流表達(dá)能力和自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，全面提升自己的核心素養(yǎng)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了以下相關(guān)知識(shí)：物理基本概念（如速度、加速度、力等），基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，一定的數(shù)據(jù)分析和處理能力，以及初步的物理思維方法。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：針對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容，學(xué)生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題較感興趣。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生應(yīng)具備一定的觀察能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和問(wèn)題解決能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生可能更偏向于實(shí)踐操作和合作交流，希望在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠動(dòng)手實(shí)踐，與同學(xué)進(jìn)行討論和分享。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課的過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難和挑戰(zhàn)：實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)處理的合理性，對(duì)牛頓第二定律的理解和應(yīng)用，以及如何將理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合。此外，部分學(xué)生可能對(duì)物理公式和理論推導(dǎo)感到困惑，需要教師給予更多的引導(dǎo)和幫助。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體教室、實(shí)驗(yàn)桌椅、計(jì)時(shí)器、測(cè)量尺、實(shí)驗(yàn)室用到的各種器材（如小車(chē)、滑輪組等）。

2.課程平臺(tái)：教科書(shū)、教學(xué)PPT、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源（如教學(xué)視頻、實(shí)驗(yàn)案例等）。

3.信息化資源：教學(xué)PPT、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件、在線討論平臺(tái)等。

4.教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)教學(xué)、PPT講解、小組討論、問(wèn)題解答、互動(dòng)提問(wèn)等。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)或班級(jí)微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”課題，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”知識(shí)點(diǎn)。

-思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問(wèn)。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問(wèn)題等）提交至平臺(tái)或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”課題，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過(guò)故事、案例或視頻等方式，引出“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論、角色扮演、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析技能。

-解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問(wèn)，進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽(tīng)講并思考：認(rèn)真聽(tīng)講，積極思考老師提出的問(wèn)題。

-參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論、角色扮演、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析技能的應(yīng)用。

-提問(wèn)與討論：針對(duì)不懂的問(wèn)題或新的想法，勇敢提問(wèn)并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過(guò)詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”知識(shí)點(diǎn)。

-實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析技能。

-合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組討論等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”知識(shí)點(diǎn)，掌握實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析技能。

-通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。

-通過(guò)合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：根據(jù)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”課題，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供與“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”課題相關(guān)的拓展資源（如書(shū)籍、網(wǎng)站、視頻等），供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”知識(shí)點(diǎn)和技能。

-通過(guò)拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野和思維方式。

-通過(guò)反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。教學(xué)資源拓展1.拓展資源

（1）實(shí)驗(yàn)案例：提供多個(gè)關(guān)于加速度、力和質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)案例，如斜面滑塊實(shí)驗(yàn)、懸掛物體實(shí)驗(yàn)等，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，深入理解加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（2）科研文章：介紹一些關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的科研文章，讓學(xué)生了解加速度與力、質(zhì)量關(guān)系在科學(xué)研究中的應(yīng)用和最新進(jìn)展。

（3）生活實(shí)例：提供一些生活中的實(shí)例，如汽車(chē)加速、運(yùn)動(dòng)員舉重等，讓學(xué)生分析其中的加速度、力和質(zhì)量關(guān)系，理解物理知識(shí)在生活中的實(shí)際應(yīng)用。

（4）物理趣味知識(shí)：介紹一些與加速度、力和質(zhì)量關(guān)系相關(guān)的物理趣味知識(shí)，如失重現(xiàn)象、超重現(xiàn)象等，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.拓展建議

（1）學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)資源，查閱關(guān)于加速度、力和質(zhì)量關(guān)系的更多實(shí)驗(yàn)案例和相關(guān)科研文章，拓寬知識(shí)視野。

（2）學(xué)生可以嘗試自己設(shè)計(jì)一些關(guān)于加速度、力和質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)際操作，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛿?shù)據(jù)分析能力。

（3）學(xué)生可以關(guān)注一些與物理知識(shí)相關(guān)的科普書(shū)籍、網(wǎng)站、視頻等，了解更多關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的知識(shí)，提高自己的物理素養(yǎng)。

（4）學(xué)生可以參加一些與物理學(xué)科相關(guān)的競(jìng)賽、講座、實(shí)踐活動(dòng)等，提升自己的物理知識(shí)和技能。

（5）學(xué)生可以嘗試將所學(xué)的加速度、力和質(zhì)量關(guān)系知識(shí)運(yùn)用到解決實(shí)際問(wèn)題中，如汽車(chē)加速、運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練等，提高自己的實(shí)際問(wèn)題解決能力。板書(shū)設(shè)計(jì)1.目的明確：板書(shū)設(shè)計(jì)應(yīng)緊扣教學(xué)內(nèi)容，突出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，幫助學(xué)生理解和掌握牛頓第二定律。

2.結(jié)構(gòu)清晰：板書(shū)內(nèi)容應(yīng)按照教學(xué)流程分模塊呈現(xiàn)，包括實(shí)驗(yàn)探究、牛頓第二定律的表述、公式推導(dǎo)和應(yīng)用拓展等，使學(xué)生能夠條理分明地理解知識(shí)。

3.簡(jiǎn)潔明了：板書(shū)設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，突出重點(diǎn)，準(zhǔn)確精煉。例如，用簡(jiǎn)潔的文字和符號(hào)表示牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，用圖示或流程圖展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)分析方法。

4.藝術(shù)性和趣味性：板書(shū)設(shè)計(jì)應(yīng)具有藝術(shù)性和趣味性，通過(guò)創(chuàng)意的圖形、顏色和布局，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如，用有趣的圖標(biāo)表示加速度、力和質(zhì)量，用顏色區(qū)分不同部分的內(nèi)容，增加板書(shū)的吸引力。

5.啟發(fā)性和互動(dòng)性：板書(shū)設(shè)計(jì)應(yīng)具有一定的啟發(fā)性和互動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和參與。例如，在板書(shū)上留下一些問(wèn)題或空白，讓學(xué)生填充和完善，鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問(wèn)。

6.實(shí)用性：板書(shū)設(shè)計(jì)應(yīng)具有實(shí)用性，能夠方便學(xué)生理解和記憶。例如，用清晰的字體和大小，確保學(xué)生能夠輕松閱讀板書(shū)內(nèi)容；用圖示或圖表代替復(fù)雜的文字描述，使學(xué)生更容易理解和記憶。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)探究：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)器材和數(shù)據(jù)處理方法。

2.理論分析：根據(jù)牛頓第二定律，分析一個(gè)物體在不同作用力下加速度的變化情況。請(qǐng)用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示加速度與作用力、質(zhì)量的關(guān)系。

3.實(shí)際應(yīng)用：分析一個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景（如運(yùn)動(dòng)員舉重、汽車(chē)加速等），應(yīng)用牛頓第二定律解釋其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。請(qǐng)用實(shí)例說(shuō)明加速度、力和質(zhì)量之間的關(guān)系。

4.公式推導(dǎo)：根據(jù)牛頓第二定律，推導(dǎo)出加速度與作用力、質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式。請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述推導(dǎo)過(guò)程和所用物理原理。

5.問(wèn)題解答：解答以下問(wèn)題：

（1）在斜面滑塊實(shí)驗(yàn)中，如何通過(guò)測(cè)量滑塊的加速度來(lái)確定斜面的摩擦力？

（2）一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，其合力為零，但加速度不為零，請(qǐng)解釋原因。

（3）在懸掛物體實(shí)驗(yàn)中，如何通過(guò)測(cè)量懸掛物的加速度來(lái)確定重力加速度？

（4）一個(gè)物體質(zhì)量為m，受到一個(gè)力F的作用，其加速度為a，請(qǐng)求出該物體的動(dòng)量變化量。

（5）一個(gè)物體從靜止開(kāi)始加速，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后速度達(dá)到v，請(qǐng)求出該物體的平均速度。

答案：

1.實(shí)驗(yàn)探究：略。

2.理論分析：略。

3.實(shí)際應(yīng)用：略。

4.公式推導(dǎo)：略。

5.問(wèn)題解答：

（1）通過(guò)測(cè)量滑塊的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律，可以計(jì)算出斜面的摩擦力。

（2）當(dāng)兩個(gè)力的方向相反時(shí)，合力為零，但加速度不為零，這是因?yàn)槲矬w受到的第三個(gè)力（如慣性力）使得加速度不為零。

（3）通過(guò)測(cè)量懸掛物的加速度，再根據(jù)重力加速度的定義，可以計(jì)算出重力加速度。

（4）動(dòng)量變化量等于作用力與作用時(shí)間的乘積，即Δp=F*t。

（5）平均速度等于總路程除以總時(shí)間，即v平均=總路程/總時(shí)間。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)踐操作與理論教學(xué)相結(jié)合：在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和理論講解相結(jié)合的方式，使學(xué)生能夠更好地理解和掌握加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。例如，在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察加速度的變化，然后通過(guò)理論講解，讓學(xué)生更深入地理解牛頓第二定律的內(nèi)涵。

2.問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)法：在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和探究，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。例如，在講解牛頓第二定律時(shí)，可以設(shè)計(jì)一些問(wèn)題，如“加速度與力、質(zhì)量之間有什么關(guān)系？”“如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律？”等，激發(fā)學(xué)生的思考和探究欲望。

3.多元化教學(xué)評(píng)價(jià)：在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，采用多元化的評(píng)價(jià)方式，包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。例如，在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，可以要求學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，考察學(xué)生對(duì)加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的理解和應(yīng)用能力。

（二）存在主要問(wèn)題

1.部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作方面存在困難，影響了對(duì)加速度與力、質(zhì)量