3牛顿第二定律教学设计

3　牛顿第二定律　 高中物理       人教2003课标版

1、本节的地位和作用

牛顿第二定律是人教版必修一第四章第三节的内容，它是在实验基础上建立起来的重要规律，也是动力学的核心内容。而牛顿第二定律是牛顿第一定律的延续，是整个运动力学理论的核心规律，是本章的重点和中心内容。它在力学中占有很重要的地位，反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系，是一条适用于惯性系中的各种机械运动的基本定律，是经典牛顿力学的一大支柱。而且牛顿第二定律在生活生产中都有着非常重要的作用，如设计机器、研究天体运动，计算人造卫星轨道等等都与牛顿第二定律有关。

2、教学内容的认识

教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达分成了两节内容，目的在于加强实验探究和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是确立了力与运动之间的直接关系，即因果关系。本节内容是在上节实验的基础上，通过分析说明，提出了牛顿第二定律的具体表述，得到了牛顿第二定律的数学表达式。教科书突出了力的单位“1牛顿”的物理意义，并在最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路。

1、在非智力因素方面

学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。

2、学生已有的知识基础

在本节内容之前，学生已经做了“探究加速度与力、质量的关系”这一实验，已定性地了解加速度、力、质量的关系 。学生很自然地就存在这样的疑问“加速度、力、质量是不是有具体的数量关系?”并急于得到解答。这一疑问打破了旧的知识体系，同时又是构成新的知识体系的前提。教师要注重新旧知识的衔接与过渡。

3、学生可能遇到的困难

   学生受已有的经验和思维的影响，在牛顿第二定律的理解上可能存在困难，牛顿第二定律是什么？该怎么理解？

4、解决方案

    按照认知规律，循序渐进，让学生感受物理学在认识自然上的本质性、深刻性、有效性。引导学生进行必要的讨论，加强学生同伴互助，重视尊重学生主体地位。

1、知识与技能

能够准确的描述牛顿第二定律的内容。

（2）知道力的国际单位制单位“牛顿”是这样定义的。

（3) 能从同时性、矢量性等各个方面深入理解牛顿第二定律，能理解为什么说牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁。

2、过程与方法

以上节课实验为基础，归纳得到物体的加速度与力、质量的关系，进而总结得到牛顿第二定律，培养学生概括能力和分析推理能力。
能从生活中的常见现象中抽象出模型利用牛顿第二定律加以解释。

3、情感态度与价值观

渗透物理学研究方法的教育。
初步体会牛顿第二定律在认识过程中的有效性和价值。
通过讨论交流，营造良好的学习氛围，增强班级凝聚力，使学生对物理学科更加热爱。

教学重点

    牛顿第二定律的理解。

教学难点

    牛顿第二定律的应用

教法选用

在教学方法上我采用多元教学法

直观演示法：利用多媒体进行直观演示引入新课；激发学生的兴趣。活跃课堂气氛，培养学生的观察、分析能力，

指导性发现法：在以教师为主导的前提下，立足于学生的学，充分地发挥出学生的主体作用，通过学生自学、思考、讨论，获取知识。

讲授教学法：针对课本重难点内容，以及学生讨论情况，进行必要的补充说明。

学法指导

  提供观察、思考的机会：用亲切的语言鼓励学生观察并用学生自己的语言进行归纳。
(2)  提供表达、交流的机会：鼓励学生敢想敢说，设置难关“逼迫”学生要想要说。

(3)  提供成功的机会：赞赏学生提出的各种问题，让学生在课堂中能感受如何发现问题，并更多地体验成功的乐趣，使学生由原来的“要我学”变为“我要学”。

提问：上节课探究实验的过程和结论？

 其目的是激发学生学习兴趣，培养学生观察、分析能力。同时通过回忆上节课实验所得结论引入本节课内容

总结上节课实验结果，思考以下问题：

（1）、牛顿第二定律的内容是什么？

（2）、表达式如何表示，各符号表示什么？

（3）、表达式中的各物理量单位是什么？

学生带着问题自学课本74页，并思考讨论上述问题。

引导学生讨论总结：

 （1）牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同。

上节课的实验过程中我们把小车看成什么？通过增减砝码改变小车的什么力？

（2）表达式:F=kma   F表示物体所受的合外力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。k为比例系数。

 （3）取力的单位为：牛顿，质量的单位为：kg,加速度的单位为：m/s2 。

讨论：k为何取值为1？

鼓励学生敢想敢说，最后总结:

由k=F/ma,k=1N/1kg.1m/s2,规定1N=1kg.m/s2,则牛顿第二定律可简化为：F=ma。

设置这个讨论一方面让学生敢想敢说，另一方面也让学生在这一过程中体会物理学研究中严谨的科学态度。

讨论a和F合的关系，分析讨论下列问题？

（1）加速度怎样受合力的影响？

学生讨论回答，教师加以引导总结：力是使物体产生加速度的原因，

力与物体的加速度具有矢量性、对应性和同时性。

我设计这六个问题的目的：

    1.培养学生分析、推理和概括能力.   2.对所学新知识进行较为全面的理解.

（2）由牛顿第二定律知，无论多大的力都可以使物体产生一个加速度，但用力推汽车，汽车却不动，这是否与牛顿第二定律矛盾呢？为什么？

学生分组讨论。

教师总结：汽车在水平方向上除了受到推力外，还受到摩擦力，致使汽车受到的合力等于零，故加速度等于零，速度变化等于零。因此汽车仍静止不动。

这就说明，我们要分析物体运动状态如何改变，应该找合力。

 1、篮球离开手后，分析篮球的加速度方向。

生：

教师总结：加速度方向跟合力方向相同（矢量性）

2、某质量为1 000kg的汽车在平直路面上试车，当达到30m／s的速度时关闭发动机，经过60s停下来，汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 N，产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)

总结：加速度是联系运动学和力学的桥梁

对于这一类题的解题步骤是：

第一步：确定研究对象

 第二步：分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图

 第三步：求出合力或加速度

 第四步：根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解

3、 一个物体，质量是2㎏，受到互成120°角的两个力F1和F2的作用,此外没有其他的力。这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大?

引导学生应用平行四边形定则找合力求解。

提示学生可以根据正交分解，建立直角坐标系，引导学生总结建立坐标系的方法。

师生共同总结本节所学的内容。

P77.练习 1，2，3，4，5

一、实验探究：加速度与力、质量的关系

1、加速度和物体受力的关系

质量一定时，加速度与受力成正比。

2、加速度和物体质量的关系

外力一定时，加速度与质量成反比。

二、牛顿运动第二定律

1、内容：物体加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比，加速度的方向和作用力的方向相同。

2、数学表达式：F=ma

3、F和a的关系

（1）矢量性 （2）对应性 （3）同时性

3　牛顿第二定律　

3　牛顿第二定律　

提问：上节课探究实验的过程和结论？

 其目的是激发学生学习兴趣，培养学生观察、分析能力。同时通过回忆上节课实验所得结论引入本节课内容

总结上节课实验结果，思考以下问题：

（1）、牛顿第二定律的内容是什么？

（2）、表达式如何表示，各符号表示什么？

（3）、表达式中的各物理量单位是什么？

学生带着问题自学课本74页，并思考讨论上述问题。

引导学生讨论总结：

 （1）牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同。

上节课的实验过程中我们把小车看成什么？通过增减砝码改变小车的什么力？

（2）表达式:F=kma   F表示物体所受的合外力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。k为比例系数。

 （3）取力的单位为：牛顿，质量的单位为：kg,加速度的单位为：m/s2 。

讨论：k为何取值为1？

鼓励学生敢想敢说，最后总结:

由k=F/ma,k=1N/1kg.1m/s2,规定1N=1kg.m/s2,则牛顿第二定律可简化为：F=ma。

设置这个讨论一方面让学生敢想敢说，另一方面也让学生在这一过程中体会物理学研究中严谨的科学态度。

讨论a和F合的关系，分析讨论下列问题？

（1）加速度怎样受合力的影响？

学生讨论回答，教师加以引导总结：力是使物体产生加速度的原因，

力与物体的加速度具有矢量性、对应性和同时性。

我设计这六个问题的目的：

    1.培养学生分析、推理和概括能力.   2.对所学新知识进行较为全面的理解.

（2）由牛顿第二定律知，无论多大的力都可以使物体产生一个加速度，但用力推汽车，汽车却不动，这是否与牛顿第二定律矛盾呢？为什么？

学生分组讨论。

教师总结：汽车在水平方向上除了受到推力外，还受到摩擦力，致使汽车受到的合力等于零，故加速度等于零，速度变化等于零。因此汽车仍静止不动。

这就说明，我们要分析物体运动状态如何改变，应该找合力。

 1、篮球离开手后，分析篮球的加速度方向。

生：

教师总结：加速度方向跟合力方向相同（矢量性）

2、某质量为1 000kg的汽车在平直路面上试车，当达到30m／s的速度时关闭发动机，经过60s停下来，汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 N，产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)

总结：加速度是联系运动学和力学的桥梁

对于这一类题的解题步骤是：

第一步：确定研究对象

 第二步：分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图

 第三步：求出合力或加速度

 第四步：根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解

3、 一个物体，质量是2㎏，受到互成120°角的两个力F1和F2的作用,此外没有其他的力。这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大?

引导学生应用平行四边形定则找合力求解。

提示学生可以根据正交分解，建立直角坐标系，引导学生总结建立坐标系的方法。

师生共同总结本节所学的内容。

P77.练习 1，2，3，4，5

一、实验探究：加速度与力、质量的关系

1、加速度和物体受力的关系

质量一定时，加速度与受力成正比。

2、加速度和物体质量的关系

外力一定时，加速度与质量成反比。

二、牛顿运动第二定律

1、内容：物体加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比，加速度的方向和作用力的方向相同。

2、数学表达式：F=ma

3、F和a的关系

（1）矢量性 （2）对应性 （3）同时性