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《牛顿第二定律》说课


牛顿第二定律

一、教材分析
1、地位和作用:
知识核心地位: 牛顿第二定律定量说明了物体的加速度、力、质量的 关系,它高中物理力学的核心。 知识基础作用:

牛顿第二定律是动力学的基础,本章的重点和难点, 也是学习动量观点和能量观点的基础。是整个高中物理 学习的基础。 方法基础地位:
牛顿第二定律教学过程中运用到的试验探究方法是科 学研究的基本方法,也是新课程理念的重要体现。
先 说 教 材

二、学生分析
1、学生已有知识和经验
①已经学习了力学和匀变速直线运动规律,知道了力的初步计算和 加速度的常见求法。 ②学习了“牛顿第一定律”和“运动状态的改变”两节课,意识到 运动和力存在着某种重要的关系 ,上一节又学习了加速度、力、 质量三者之间的定性关系,对三者关系已经有了初步理解。 ③实验探究能力和数据处理能力较差,探究过程需要老师合理的引 导和帮助。









2、学生可能遇到的困难 “探究什么” (目的) “怎么探究” (过程) 3、我的解决方案: 遵循认知规律,尊重学生主体,重视过程评价。 加强对学生引导,引导学生同伴互助,加强师生对话与反思。









三、教学目标
1、知识与技能 (1)通过实验探究加速度、力、质量的关系,归纳总结牛顿第二定律。 (2)熟悉实验仪器的使用,提高实验设计和操作能力,数据处理分析能力。 (3)通过实验探究能发展学生观察品质、提高质疑能力、分析解决问题的能 力、交流合作的能力。 2、过程与方法 (1)学生经历探究加速度、力、质量的关系的过程。 (2)学生体会控制变量法,图象法等科学研究方法的应用技巧。 3、情感态度价值观 (1)通过实验探究,激发学生学习科学知识的欲望,并体验科学探究物理规 律的乐趣。 (2)学生通过学习过程中成功的积极情感的体验,感受科学态度和科学精神。









四、教学重点难点
重点:引导学生探究加速度和力、质量间的关 系的过程并总结牛顿第二定律是本节课 教学的重点。 难点:实验方案的设计和实验数据的处理是本 节课教学的难点。
重 点 难 点

我的理解:
教法上更注重科学探究过程,注重 经历“一个过程”: 学生的个体体验。让学生经历一次 相当完整的科学探究过程! 让学生亲身体验控制变量法、图 渗透“两种方法”: 象法这样两个重要方法的运用。

注重培养理解推理能力、实验设 发展“三种能力”: 计和操作能力、数学方法解决物 理问题能力。
我 的 理 解

五、教学方法
教法:----实验探究式教学方法。

创设 情景

提出 问题

猜想 假设

设计 实验

实验 探究

分析 论证

总结 交流

学法:----协作学习,分组探究。









六、教学过程
(一)、教学过程:

创设 情景

提出 问题

猜想 假设

设计 实验

实验 探究

分析 论证

总结 交流









自然和自 然法则隐匿在 黑夜里,上帝 说:“让牛顿 降生吧。”由 是一切都变的 豁然开朗。
教 学 过 程

力是物体产生 加速度的原因

加速度与 力有关系

惯性表征的是物 体运动状态改变 的难易程度

加速度与 力和质量 都有关系
加速度与质 量有关系

质量是惯性 的唯一量度









物体运动的加速度和物体受力及 质量之间存在什么样的关系?

如何用实验去寻找?








演示1:在书本上撒一些泡沫塑料,先用嘴轻轻地吹, 再用力使劲吹,你观察到什么现象, 本实验说明物体的 加速度和什么有关。

对某一物体而言,受到的力越大,其运动状 态越容易改变,即加速度越大。
演示2:在书本上撒一些大小相近的小石子和泡沫塑料, 用力使劲吹。观察到什么现象,你认为物体的加速度 和什么有关?

对不同物体而言,受到相同的力,质量越小 的,其运动状态越容易改变,即加速度越大。
教 学 过 程

如何用实验进行定量探究?









研究方法:

控 制 变 量 法

保持m一定,寻求 F与a之间的关系

保持F一定,寻求 m与a之间的关系
教 学 过

综 合 考 虑


如何用实验进行定量探究?









研究难点:
1.怎样提供和测量物体所受的恒力?
利用重物来牵引

2.如何处理摩擦力的问题
加润滑油 用斜面平衡









分组探究:
六人一组,注意组成员之间的分工合作 1、安装器材,平衡摩擦力,调试好打点计时器等。 2、确保安装正确后打第一条纸带,编号。三个同 学继续按探究思路打下一条纸带,其它同学跟据纸 带计算小车的加速度。 3、每组按要求连续打下5条纸带。并将得到的数据 填写到学案的表格中。
教 学 过 程

1、质量m一定,加速度a与力F的关系

质量(Kg) 第一次 第二次 第三次 0.3 0.3 0.3

力(N)
0.098(10g) 0.196 (20g) 0.294 (30g)

加速度

第四次
第五次

0.3

0.392 (40g)









2、质量F一定,加速度a与力m的关系

质量(Kg)
第一次 第二次 第三次 第四次
0.20

力(N)
0.196
(20g) (20g) (20g)

加速度

0.30
0.40

0.196
0.196

0.50

0.196

(20g)

第五次
教 学 过 程

分析实验数据
1、定性观察: 2、在所给坐标上、画出a-F 、a-m、图象研究









a?
a?F

F m

1 a? m









综上可初步说明:
1. 物体质量一定时,加速度a与合 外力F合成正比。 2. 物体所受合外力一定时,加 速度a与m成反比。

这实际上就是“牛顿第二定律” 的主要内容。
教 学 过 程

说明:

该实验只是一个初步的探究和 体验,结论仍然带有猜想和推断, 实验中还存在较大误差。要想把上 述结论变成“定律”,我们要进一 步改进并重复做大量实验,精确处 理实验数据,并把得出的结论拿到 现实中不断的检验和修正。
教 学 过 程

进一步验证
1、介绍试验装置:

滑块
用气垫导轨减小摩擦

导轨 空气









2、说明验证思路。
让小车从同一位置出发,用数码相机连拍功能拍出小车在多 个时刻的位置,比较两车的位移进一步更精确的说明以上结论。

(1)验证物体质量一定时,加速度a与合外力F成正比.
质量 小车1 小车2
2S1 a1 t 2 ? S1 ? a2 2 S 2 S 2 t2



位移1

位移2

m m

H Mg L
2H Mg L



F1 a1 S1 ? ? 可以看出更准确看出 F2 a2 S 2
教 学 过 程

(2)验证力一定时,加速度a与质量成反比。

质量
小车1 小车2 M 2M


2H Mg L
H 2 Mg L

位移1

位移2

a1 S1 m2 ? ? 同样也可以更准确看出,当力一定时 a2 S 2 m1
教 学 过 程

综上进一步说明:
1. 物体质量一定时,加速度a与合外 力F合成正比。

2. 物体所受合外力一定时,加速度a 与m成反比。
教 学 过 程

牛顿第二定律
1.内容:物体加速度与合外力F成正比, 与质量成反比,加速度方向与合外力方 向相同。
2.公式: F=kma
把能够使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的 这么大的力定义为1N,这时K=1。

即:F=ma
教 学 过 程

初步理解:
1、同体性:F、m、a 是对于同一个物体 而言的。

2、瞬时性:a与F合是瞬时对应关系 同时产生 a、F合 同时消失 同时变化
3、矢量性:a、F合都是矢量,且方向相同
教 学 过 程

练 习

下列说法正确的是: 1、物体所受合外力为零时,速度一定为零 2、物体速度为零时,合外力一定为零 3、物体合外力减小时,加速度一定减小 4、物体合外力减小时,速度一定减小 5、物体的运动方向一定跟合外力方向相同 6、物体加速度大小不变,一定受恒力作用 7、根据m = F/a ,物体的质量跟外力成正比, 跟加速度成反比。
教 学 过 程

本节小节:
1、控制变量法。

2、通过合作,探究牛顿第二定律的过程。
3、探究牛顿第二定律过程中的实验操作。 4、牛顿第二定律的内容及初步理解。 5、运用列表、图象等处理数据的方法。
教 学 过 程

作业:
1)课后练习题 2)仔细阅读课本,并思考课本上第 50页的演示实验,说明如果用该实 验说明牛顿第二定律,可能存在什么 问题。
教 学 过 程

本课结束
敬请指教!
濮阳市华龙区高级中学:姜丙军
教 学 过 程

(二)、教学过程:
1、创设情景、提出问题 问题: 火箭发射时运动状态有没有变化?怎么变化?为什么这样变化?其依据是什 么?

问题: 那么加速度到底和哪些因素有关呢? 请同学们先根据自己的经验对这个问题展开讨论。

(二)、教学过程:
1、创设情景、提出问题
2、猜想与假设 3、设计和进行实验

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3、设计和进行实验
教师: 在讲台上放置以下实验器材:小车、打点计时 器、纸带、长木版、粗细线、小桶、砝码、钩 码、刻度尺、天平、宽口文件夹、滑块等。
学生: 根据给定的器材设计实验方案,并分小组讨论, 全班交流和完善。

方案一:以小车、长木版、粗细线、砝码、 钩码、刻度尺、天平、宽口文件夹为实验器 材,研究小车的运动,利用两小车位移之比 就是加速度之比研究加速度与力和质量的关 系。 方案二:小车、打点计时器、纸带、长木版、粗细 线、小桶、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材,研 究小车运动。用天平测出小车的质量m1,测出小桶 的质量m2,把小桶和小桶中砝码的总重力g当作小车 受到的拉力F,从打点计时器打出的纸带上测出Δs, 由 Δs=at2计算出小车的加速度a。

问题探究1:上述两种方案都是可行的。 但方案中小车受到的摩擦力较大,实验 误差较大,因此就得想办法消除摩擦力 的影响,那么如何消除摩擦力呢?

问题探究2:不论采用上述那种方案, 我们把小桶与小桶中砝码的总重力mg当作 小车(包括上面的钩码)或滑块(包括上 面的钩码)受到的拉力,这是有条件的, 这条件就是m<< m′(m为小车与钩码或滑 块与钩码的总质量)。[说明:原因可以 在课后学生自己分析思考]

(四)分析与论证

[说明: “分析与论证”包括对实验数据进行分析处理、尝试 根 据实验现象和数据得出结论、对实验结果进行解释和描 述。]
数据处理:

①可以鼓励学生直接在图表中观察,寻找规律。 ②可以引导学生在坐标纸建立a-F坐标轴进行图象分析,发现m一定时, a和F成正比。 ③可以在计算机Excel里输入数据,作出以上几种图象,分析得出规律。 最后教师展示部分学生分析结果,全班同学参与讨论、比较、分析误差原 因并初步得出结论。

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(五)总结、评价、交流

[“评价和结果”包含尝试分析假设与实验结果间的差异、注意探究过程中未解 决的矛盾和问题,并尝试写出实验探究报告进行交流 ]


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