PAGE 5PAGE 第三课 牛顿第二定律教学设计 教材解析 牛顿第二定律是动力学部分的核心内容，它具体定量地回答了物体运动状态的变化，即加速度与受到的外力的关系，加速度与物体本身的惯性——质量的关系；而且，该定律是连接运动学和力学的桥梁，它在中学物理教学中的地位和作用是不言而喻的，所以本课的教学对力学至关重要。 本课根据上一节的教学成果，对牛顿第二定律的内容进行归纳总结，重点是通过案例分析来强化训练，使学生深刻理解和充分掌握牛顿第二定律，并能运用牛顿第二定律解决相关问题。 教学目标 知识与技能 1.能准确表达和掌握牛顿第二定律的文字表达和数学表达。 2.理解公式中各物理量的含义及相互关系。 3.知道“牛顿”在国际单位制中是如何定义的。 4.能运用牛顿第二定律分析和处理简单问题。 过程与方法 1.通过实验，归纳出物体的加速度及其质量与外力之间的关系，进而总结出牛顿第二定律。 2.培养学生总结分析的能力。 3.通过案例分析，感受牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁。 情感、态度与价值观 1.渗透物理研究方法教育，体验物理方法的魅力。 2.培养学生独立探究的能力和团队合作、沟通的意识。
重点难点 重点 1、牛顿第二定律的应用 难点 1、牛顿第二定律的意义 教学方式：探究式讲授、问题探究、实验探究 教具：网球一个、测力计（25块）、钩重物（200g 25块）、多媒体等 自学 设计思路：自学环节有两个环节，第一是复习巩固，以提问的形式出现，需要将这节课所学的知识、方法运用起来，可以为课堂上知识的应用打下良好的基础。第二是预习内容，以空白的形式体现，让学生把主要的规律、公式填上去，既能让学生了解本节课的主要知识点，又不会给学生增加过多的负担，这部分内容由学生在课前预习时完成。 复习巩固： 1、加速度的定义及物理意义。 2.匀加速直线运动中速度和位移随时间变化的规律及推论（公式）？ 3.物体运动状态改变的意义是什么？物体运动状态改变的原因是什么？ 自学： 1.牛顿第二定律：物体加速度的大小和它受到的力成正比，和它的质量成正比，加速度的方向和力的方向成正比。 2.国际单位制中，力的单位是牛顿。1N等于质量为的物体做加速度运动时所受到的合力。 3.国际单位制中，公式QUOTE F＝kma中的比例因子QUOTE / F＝kma为高中物理牛顿第二定律，故牛顿第二定律的数学表达为 学习过程合作探索 ● 探索牛顿第二定律的表达设计思路：歼15的视频，让学生感受科技里的加速度，提出如何设计来提高战斗机的加速度，激发学生的学习兴趣，同时以问题的方式寻找决定加速度影响的物理量。
另外，我们通过上节课的实验结论，进一步分析推导了牛顿第二定律的表达式，体会到了牛顿第二定律的伟大。 视频回顾： 分析影响加速度因素的实验：（画图，写出相应的比例公式） 1.质量m不变时，加速度a与力F的关系 2.力F不变时，加速度a与质量m的关系 （2） （1） （2） （1） 比例公式： （1） （2） 数学推理： 1.写出牛顿第二定律的比例公式，并化成方程式 2.从单位的角度，思考在什么条件下k=1。 3.力的单位“牛顿”是如何定义的？1N的物理意义是什么？ ●牛顿第二定律的理解（自主探索、合作互助） 设计思路：利用问题探索、实验探索的形式，让学生理解牛顿第二定律的表达式、矢量、瞬时性。 理解力是改变运动状态的本质，力产生加速度，理解牛顿第二定律是沟通运动学与静力学的“桥梁”。 问题1：表达式中F的物理意义一个人用尽全力推一个很重的箱子，但推不动箱子，这是否违背了牛顿第二定律？为什么？ 问题2：加速度a与力的方向关系F=1*GB3①自由落体运动=2*GB3②钩子在弹簧拉力作用下的运动（忽略阻力） 弹簧秤的示值是加速还是减速？速度方向是向上还是向下？加速度方向是向上还是向下？合力方向是向上还是向下？ 大于重力阶段 小于重力阶段 结论： 问题3：加速度a与力F的对应关系 已知：一质量为m的物体静止在光滑水平面上 思考： 1.物体受到恒定拉力F之后，此时物体的合力是多少？物体的运动状态发生了怎样的变化？ 2.恒定拉力F撤去之后，物体做什么运动？加速度是多少？ 3.第一题运动过程中，F增大，a会发生什么变化？如果F减小呢？ 结论： 典型例题理解设计思路： 例1是结合实际生活场景的题，感受牛顿第二定律在处理力学问题中的“桥梁”作用。
培养学生思维分析问题的能力，规范步骤的书写。例二 学会熟练建立坐标系处理合力问题。例一 一辆质量为的汽车在直路上试车，当其达到速度100km/h时，关闭发动机，经过70秒后停下，汽车遇到的阻力为多大？再次开始加速时，牵引力为2000N，产生多大的加速度？（假定在试车过程中，汽车遇到的阻力保持不变） 提示： 分析、思考下列问题，体会应用牛顿第二定律解题的方法和步骤。 （1）在试车第一阶段，分析汽车的运动及受力，画出受力图； （2）计算试车第一阶段的加速度（从已知量出发，选取合适的定律、公式）； （3）根据物理定律，计算小车遇到的阻力； 解答： （4）在试跑第二阶段，分析小车受力，画出受力图，计算其合力； （5）根据物理定律高中物理牛顿第二定律，计算试跑第二阶段的加速度。 总结：利用牛顿第二定律解题步骤： 例2 光滑水平桌面上有一物体，质量为2kg，受到水平方向互为120度的两个力F1、F2作用，这两个力的大小均为10N，请问这个物体产生的加速度为多大？ 解答： 课堂总结 通过本节课，你获得了哪些知识和方法？ 设计思路：学生交流在这节课中学到了哪些知识和方法，然后教师利用课件进行本节课的展示、总结和布置作业。 开阔视野，阅读课本第77页的科学漫步，了解利用动力学测质量的方法。 同时在线观看2013年6月航天员王亚平在天宫一号做的物理实验，收集一些测量质量的方法。
设计理念：拓展学生的视野，让学生从生活中感受物理，从物理中体验生活。 提高学生学习物理的兴趣 课堂实训设计思路：由3个小问题组成，围绕本课教学目标而设置，落实本课学习目标 1、关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（ ） A.物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力的大小决定，与物体速度的大小无关 B.物体加速度的方向只由它受到的合外力的方向决定，与速度的方向无关 C.物体所受合外力的方向永远和它的加速度方向及速度方向相同 D.物体所受的合外力一旦为0，那么物体的加速度立即变为0，它的速度也必然立即变为0 2、牛顿第二定律的数学表达式F=kma中，关于比例系数k的说法正确的是（ ） A.无论如何k都等于1 B.因k=1，所以k可选 C.K的值由质量、加速度和力决定 D.K的值由质量、加速度和力的单位决定 3.如图所示，质量m=10，重为kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面之间的动摩擦系数为0.2，同时，物体受到向右20N的推力F，则物体的加速度为（g为10m/s2）（） A. 0 B. 4m/s2，水平向右 C. 2m/s2，水平向左 D. 2m/s2，水平向右 板书设计 第三节 牛顿第二定律 1.内容：物体加速度的大小与作用于它的力成正比，与它的质量成反比。
加速度的方向和力的方向相同。 2.表达式=ma或 3.理解 （1）矢量性质 （2）瞬时性质 4.步骤 （1）研究对象 （2）受力分析 （3）求合力 （4）列出方程式 学习情况分析 由于初中的学习经历，学生可以接受a∝，F∝ma这样的事实，从现有的数学知识中，F=kma，其中k为比例系数，课本上是通过实验得到的F=kma。 课本上说“对于用多大的力作为力的单位，并没有规定，所以在F=kma这个关系中，比例系数k的选取有些随意，只要是常数，就能正确表达F与m，a的比例关系。”这句话虽然不难理解，但对学生来说仍然是一个难点。 力、加速度、速度之间的关系以及速度的变化是学生学习的难点。 生活中的直觉干扰了物理的学习，学生误以为力越大速度越大，力越小速度越小，力减小，物体的速度也会减小。因此在教学中要设置更好的问题情境，帮助学生理解这些概念之间的联系和区别。理解加速度的大小取决于合力，而速度的大小除了速度外，还取决于加速度的大小和加速时间。牛顿第二定律的数学表达简单完善，记忆起来并不难。但学生要充分深入地理解定律中各个物理量的含义和相互联系，牢牢把握定律的物理意义和广阔的应用前景，却很难。这一难点可以在教学中通过定律的分析和有针对性的练习来深化和突破，另外也可以通过习题课和后续的课程学习应用来体会和领悟。
高一学生创造力相对缺乏，利用已有知识创建新理论的能力较弱，学习过程中对知识的掌握不是很准确，数学推理能力较弱，根据实验数据总结概括规律的能力不强。课前安排以案例分析为载体，明确本堂课的立体目标，做好预习，让学生在课堂上更有效地理解和掌握。效果分析1.通过上节课的实验分析，学生能根据原有的知识结构推导出公式，但对矢量、瞬时性质的理解有一定困难，但通过情境问题的设置和实验分析，学生能初步理解牛顿第二定律的物理意义。2.学生能基本掌握利用牛顿第二定律计算加速度的解题步骤，对规律的理解也能达到大纲的要求。 通过例题的训练可以看出部分学生对力的分析还比较陌生，有时力比较多或者缺力，可以多加强这方面的训练。另一方面学生对物理题缺乏标准答案，没有必要的文字说明，以后要在平时的书面作业中注重指导和练习。附录：学生答案：3.通过考核练习可以看出几乎所有学生都能掌握本节课的知识和方法，很好的完成了学习任务。教材分析教材在本章中将牛顿第二定律的探索实验和公式表达分为两部分，目的是为了加强实验探索，突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。牛顿第二定律的首要价值应该在于建立力和运动之间的直接联系，也就是因果关系。
如果我们知道了作用在物体上的力，那么物体的运动状态及其变化也就完全确定了，这应该是人类认识自然过程中一个重要的思想成果。牛顿第二定律是动力学的核心定律，是经典力学的基础，是进一步学习热力学、电学等其他部分知识必须掌握的内容。因此，牛顿第二定律是本章的中心内容，也是本章的教学重点。为了让学生对牛顿第二定律的理解自然、和谐，本节之前的运动状态变化起着承上启下的作用。承上启下，学生对第一定律的理解得到加强；承上启下，即通过实例分析，学生可以定性地理解牛顿第二定律的内容。本节首先提出牛顿第二定律的具体内容，并在上节实验的基础上，通过实验分析得到牛顿第二定律的表达式。 从a∝，到F∝ma，再到F=kma，最后到F=ma，这里面蕴含着丰富的知识技能、过程和方法目标。因此，在教学中更应注重对学生思想和心理的冲击，让学生感受到物理学在认识自然方面的精髓、深刻性和有效性。教材中重点突出了力学单位1N的物理意义，为后面单位制内容做了铺垫，教师应引导学生进行必要的讨论。本课最后通过两个例子，介绍应用牛顿第二定律的基本思想，这也是学习和理解牛顿第二定律的基本组成部分。通过对教材和学情的分析，确定本课的重点和难点。
重点：1.牛顿第二定律。2.牛顿第二定律的简单应用。难点：1.牛顿第二定律的理解。2.理解当k=1时，F=ma。3.牛顿第二定律的简单应用。总结一下，本课控制在1.5课时以内，前半课时为讲课，后半课时为练习课。考核练习设计思路：由3个小问题组成，围绕本课教学目标设置，落实本课学习目标。 1.关于牛顿第二定律，下列表述正确的是（ ） A.物体加速度的大小由物体的质量和物体所受外力合力的大小决定，与物体速度的大小无关 B.物体加速度的方向只由它所受外力合力的方向决定，与速度的方向无关 C.物体所受外力合力的方向永远与它的加速度方向和速度方向相同 D.物体所受外力合力一旦为0，那物体的加速度就立即变为0，速度也必然立即变为0 2.在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中，关于比例系数k正确的表述是（ ） A.无论如何k都等于1 B.因为k=1，所以k是任意的 C.K的值由质量、加速度和力的单位决定 D.K的值由质量、加速度和力的单位决定力 3、如图所示，质量m=10 一重20kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面之间的动摩擦系数为0.2，同时，物体受到一个向右的20N水平推力F，物体产生的加速度为（g为10m/s2）（） A. 0 B. 4m/s2，水平向右 C. 2m/s2，水平向左 D. 2m/s2，水平向右 课后反思 牛顿第二定律的数学表述虽然简单完善，记忆起来也不难，但要充分深入地理解该定律中物理量的含义及相互联系，牢牢掌握该定律的物理意义和广阔的应用前景，却并不容易。 因此在教学过程中，我采取了讲解、讨论、分析相结合的教学方法，从学生的认知心理出发，采用了引入问题——自主探索——分析讨论——交流合作——绘制规则——巩固练习——强化应用的教学流程。
让学生把观察与质疑相结合、自主探究与交流合作相结合，培养学生的阅读思维能力，并根据学生的认知效果进行适当的解释、引导、纠正和分析，深化牛顿第二定律数学表达的物理内涵，课堂取得了良好的效果。不足：1、高中物理新课标要求学生对牛顿第二定律有比较准确的理解和熟练的应用，对牛顿第二定律的理解存在一些困难，如牛顿第二定律的瞬时性，实验上对牛顿第二定律的理解不是很清楚，只能定性分析，如果有更科学的配套实验设备，效果会更好；2、对学生不自信，怕学生犯错，给学生思考的时间和空间不足，不利于学生发现问题、解决问题能力的培养；3、教学过程的设计可以进一步加工，使知识更加生动，提高学习兴趣。 课程标准解析牛顿第二定律是动力学的核心定律，是第4章牛顿运动定律的中心内容，也是本章的教学重点。本节根据第2节实验探索的结果，分析推导牛顿第二定律，具体定量地回答了运动物体速度的变化率，即加速度与力和质量的关系。牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和力紧密地联系在一起，使前三章成为一个整体，是解决力学问题的重要工具。该定律是连接力和运动的桥梁，所以本课的教学在整个教材教学中占有十分重要的地位。特制定本课的教学目标：知识与技能1、能准确表达和掌握牛顿第二定律的文字表达和数学表达。
2.理解公式中各个物理量的意义及相互关系。 3.知道“牛顿”在国际单位制中是如何定义的。 4.能运用牛顿第二定律分析和解决简单问题。 过程与方法 1.结合实验，总结物体的加速度和其质量与受到外力之间的关系，进而总结牛顿第二定律。 2.培养学生的总结分析能力。 3.通过案例分析，感受牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁。 情感、态度与价值观 1.渗透物理研究方法教育，体验物理方法的魅力。 2.培养学生的独立探究能力和合作、沟通、团队协作意识。