牛顿第二定律教学设计市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

牛顿第二定律牛顿第二定律教学设计教学设计 讲课人：陈传启讲课人：陈传启第1页牛顿第二定律教学设计牛顿第二定律教学设计 一、教材分析二、学生分析五、教法与学法四、重点与难点六、教学媒体七、教学过程三、教学目标八、板书设计第2页一、教材分析一、教材分析 使用教材为；人民教育出版社出版全日制普通高级使用教材为；人民教育出版社出版全日制普通高级使用教材为；人民教育出版社出版全日制普通高级使用教材为；人民教育出版社出版全日制普通高级中学教科书（必修）物理第一册，第三章，第中学教科书（必修）物理第一册，第三章，第中学教科书（必修）物理第一册，第三章，第中学教科书（必修）物理第一册，第三章，第3 3 3 3节节节节牛牛牛牛顿第二定律顿第二定律顿第二定律顿第二定律。本节本节本节本节“牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律”定量研究力和加速度关系。定量研究力和加速度关系。定量研究力和加速度关系。定量研究力和加速度关系。因为高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建体系，在因为高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建体系，在因为高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建体系，在因为高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建体系，在牛顿三定律中，牛顿第二定律为关键内容。牛顿三定律中，牛顿第二定律为关键内容。牛顿三定律中，牛顿第二定律为关键内容。牛顿三定律中，牛顿第二定律为关键内容。本节经过试验定量分析，得出牛顿第二定律。教材本节经过试验定量分析，得出牛顿第二定律。教材本节经过试验定量分析，得出牛顿第二定律。教材本节经过试验定量分析，得出牛顿第二定律。教材中使用了三个变量，经过控制变量法来研究物理规律，中使用了三个变量，经过控制变量法来研究物理规律，中使用了三个变量，经过控制变量法来研究物理规律，中使用了三个变量，经过控制变量法来研究物理规律，在以后知识如电容、电阻等内容都会用到此法在以后知识如电容、电阻等内容都会用到此法在以后知识如电容、电阻等内容都会用到此法在以后知识如电容、电阻等内容都会用到此法 。第3页二、学生分析二、学生分析1、基础知识贮备（1 1）运动学知识。）运动学知识。（2 2）以受力分析为关键基本力学知识。）以受力分析为关键基本力学知识。（3 3）牛顿第一定律。）牛顿第一定律。2、试验操作技能 学生含有比较熟练试验操作技能。学生含有比较熟练试验操作技能。3、思维能力 形象思维能力比很好，但抽象思维能力不强。形象思维能力比很好，但抽象思维能力不强。第4页三、教学目标三、教学目标（一）（一）知识与技能知识与技能 1 1、使学生了解并掌握牛顿第二定律内容并知道其确、使学生了解并掌握牛顿第二定律内容并知道其确 切含义。切含义。2 2、让学生对加速度这一物理量有更深入认识，认、让学生对加速度这一物理量有更深入认识，认 识加速度矢量性，认识加速度与合外力间瞬时识加速度矢量性，认识加速度与合外力间瞬时 对应关系。对应关系。3 3、经过试验，提升学生试验设计、试验操作技能，、经过试验，提升学生试验设计、试验操作技能，培养学生观察、分析、归纳、总结能力。培养学生观察、分析、归纳、总结能力。4 4、利用、利用“牛顿第二定律牛顿第二定律”解释实际生活中相关物理现解释实际生活中相关物理现 象。象。第5页（二）（二）过程与方法过程与方法1、利用“控制变量法”来研究牛顿第二定律。2、引导学生经过“自主探究试验”和电子表格处理试验数据并作图，分析总结出“牛顿第二定律”。第6页（三）（三）情感态度与价值观情感态度与价值观1、经过试验培养学生团结合作精神和协作意识，自主探究，勇于提出与他人不一样看法，勇于更正错误。从学习过程中体验探索真理自信心和成就感。2、培养学生认真科学态度，严谨、有序思维习惯。第7页四、重点与难点四、重点与难点 利用控制变量法，经过试验探利用控制变量法，经过试验探究，建立究，建立“牛顿第二定律牛顿第二定律”。第8页五、教法与学法五、教法与学法n n教师引导，学生探究，以试验为主探究式教师引导，学生探究，以试验为主探究式教学方法。教学方法。n n学生分组进行试验，并各自对试验统计分学生分组进行试验，并各自对试验统计分析讨论得出各个小组结论，最终全班同学析讨论得出各个小组结论，最终全班同学进行比较性探讨性总结。进行比较性探讨性总结。第9页 六、教学媒体六、教学媒体n n多媒体、CAI软件、试验器材（细线、天平、砝码、弹簧秤、小车、夹子、钩码、刻度尺等）第10页七、教学过程七、教学过程（一）（一）创设情景，引入新课创设情景，引入新课1、复习提问：物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述，物体运动状态改变与何原因相关？关系是什么？2、引课提问：观看图片观看图片第11页观看下面两张图片 战斗机战斗机第12页F1赛车 第13页 上图中战斗机和赛车都是用比较轻质材料做成而且体积比较小质量比较小，为何要这么设计？讨论回答。（由此可推测加速度跟什么原因相关？）（由此可推测加速度跟什么原因相关？）第14页战斗机进入战斗之前抛弃副油箱并加速引擎第15页 经过列举这种贴近现实生活，贴经过列举这种贴近现实生活，贴近学生兴趣实例，培养学生在生活中近学生兴趣实例，培养学生在生活中发觉科学，学习科学好习惯。发觉科学，学习科学好习惯。观看后回答下面问题观看后回答下面问题“战斗机为何要抛弃副油箱，而且战斗机为何要抛弃副油箱，而且加速引擎？加速引擎？”第16页 分析视频得到答案分析视频得到答案：两种操作都是为两种操作都是为了使机器更了使机器更“灵活灵活”，而，而“灵活灵活”物理表物理表述就是更轻易改变其运动状态，即含有较述就是更轻易改变其运动状态，即含有较大加速度大加速度“a”。（继续引导学生思索，经过以上内容，能不（继续引导学生思索，经过以上内容，能不能猜测加速度到底与什么原因相关系呢？）能猜测加速度到底与什么原因相关系呢？）第17页 当学生由以上内容推测出加速度与物体当学生由以上内容推测出加速度与物体质量质量m相关，同时，与所受和外力相关，同时，与所受和外力F相关时，相关时，教师将给予必定及对应勉励表彰，激发他教师将给予必定及对应勉励表彰，激发他们前进动力和对物理这一门自然科学热情。们前进动力和对物理这一门自然科学热情。进而继续引导学生思索进而继续引导学生思索第18页 经过视频和图片分析请同学们考虑以下问题：物体加速度与物体所受外力及物体F质量m之间是存在一定关系关系。那么这种关系详细是什么？是不是成百分比呢？猜测：物体加速度可能与物体受力成正物体加速度可能与物体受力成正 比，与物体质量成反比比，与物体质量成反比。带着猜测带着猜测 进行试验探究。进行试验探究。第19页（二）活动探究（二）活动探究物体加速度物体加速度a与质量与质量m和所受作用力和所受作用力F关系关系1、确定研究方法控制变量法控制变量法.一共包括两个原因与一共包括两个原因与a a相关系，固定其中一个物理相关系，固定其中一个物理量，然后改变另一个物理量，来探究此物理量与加速度量，然后改变另一个物理量，来探究此物理量与加速度a a关系关系 。第20页 2、设计试验方案、设计试验方案 (1)(1)(1)(1)分组设计探究试验方案分组设计探究试验方案分组设计探究试验方案分组设计探究试验方案 ，包含（器材选择，试，包含（器材选择，试，包含（器材选择，试，包含（器材选择，试验步骤制订，验步骤制订，验步骤制订，验步骤制订，数据统计与处理等）数据统计与处理等）数据统计与处理等）数据统计与处理等）（器材合理巧（器材合理巧（器材合理巧（器材合理巧妙选择妙选择妙选择妙选择 也是比较主要一部分，经过对试验中也是比较主要一部分，经过对试验中也是比较主要一部分，经过对试验中也是比较主要一部分，经过对试验中 夹子夹子夹子夹子利用利用利用利用 能够灵活控制两个小车运动，经过这个器材能够灵活控制两个小车运动，经过这个器材能够灵活控制两个小车运动，经过这个器材能够灵活控制两个小车运动，经过这个器材选择选择选择选择 告诉学生告诉学生告诉学生告诉学生 合理选择试验器材合理选择试验器材合理选择试验器材合理选择试验器材 能够简化试验步能够简化试验步能够简化试验步能够简化试验步骤，提升试验准确性。）骤，提升试验准确性。）骤，提升试验准确性。）骤，提升试验准确性。）(2)(2)(2)(2)选择某一个代表小组上台叙述本组试验设计方选择某一个代表小组上台叙述本组试验设计方选择某一个代表小组上台叙述本组试验设计方选择某一个代表小组上台叙述本组试验设计方案，然后勉励其它组学生对本组试验设计方案进行案，然后勉励其它组学生对本组试验设计方案进行案，然后勉励其它组学生对本组试验设计方案进行案，然后勉励其它组学生对本组试验设计方案进行讨论并提出提议，并改进代表组方案。最终得出最讨论并提出提议，并改进代表组方案。最终得出最讨论并提出提议，并改进代表组方案。最终得出最讨论并提出提议，并改进代表组方案。最终得出最优方案优方案优方案优方案 （经过（经过（经过（经过 优化组合，去劣从优，共同探讨，优化组合，去劣从优，共同探讨，优化组合，去劣从优，共同探讨，优化组合，去劣从优，共同探讨，在讨论中碰撞出智慧火花。在讨论中碰撞出智慧火花。在讨论中碰撞出智慧火花。在讨论中碰撞出智慧火花。）第21页试验方案及实物图第22页试验注意事项1 1、注意导轨、砝码、钩码使用。、注意导轨、砝码、钩码使用。2 2、注意夹子利用，控制两小车同时运动。、注意夹子利用，控制两小车同时运动。3 3、试验中滑块由静止释放，应预防砝码盘摆试验中滑块由静止释放，应预防砝码盘摆 动且滑块最好在同一位置处释放，这么便动且滑块最好在同一位置处释放，这么便 于检验数据正确性。于检验数据正确性。4 4、注意测量准确性。、注意测量准确性。5 5、整理仪器，注意夹子、砝码等放回原处。整理仪器，注意夹子、砝码等放回原处。第23页 1、加速度和力关系、加速度和力关系 两小车质量两小车质量m相同，作用在小车上拉力相同，作用在小车上拉力F不一样不一样上一页下一页退 出目 录第24页 2 2、加速度和质量关系、加速度和质量关系 作用在小车上力作用在小车上力F F相同，小车质量相同，小车质量m m 不一样不一样上一页下一页退 出目 录第25页(三)数据处理（让学生利用电子表格处理试验数据，锻炼学生处理数据能力）（让学生利用电子表格处理试验数据，锻炼学生处理数据能力）（让学生利用电子表格处理试验数据，锻炼学生处理数据能力）（让学生利用电子表格处理试验数据，锻炼学生处理数据能力）第26页第27页第28页第29页 由试验数据利用描点作图方法得出由试验数据利用描点作图方法得出图像使所得数据直观形象化，使学生更图像使所得数据直观形象化，使学生更轻易总结出探究结论。轻易总结出探究结论。a a 1/m 1/ma a与质量成反比与质量成反比与质量成反比与质量成反比a a F F第30页m一定，一定，研究研究a与与F关系关系第31页F一定一定，研究研究a与与m关系关系第32页 结论得出后，教师会给予一定表彰，结论得出后，教师会给予一定表彰，让学生体验到得出正确结论后成就感。在让学生体验到得出正确结论后成就感。在整个试验过程中学生试验能力，合作意识，整个试验过程中学生试验能力，合作意识，成就感，都得到对应提升，对物理知识学成就感，都得到对应提升，对物理知识学习兴趣也会在结论成功得出后得到更大激习兴趣也会在结论成功得出后得到更大激发。发。第33页（四）得出结论得出结论结论结论1：在质量：在质量m一定情况下，加一定情况下，加 速度与作用力速度与作用力F成正比，成正比，即即a F结论结论2：在外力：在外力F一定情况下，加一定情况下，加 速度与质量速度与质量m成反比，成反比，即即a 1/m第34页由试验结论由试验结论1和和2得出：得出：物体加速度跟作用力成正比，跟物体质量物体加速度跟作用力成正比，跟物体质量物体加速度跟作用力成正比，跟物体质量物体加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比，这就是成反比，这就是成反比，这就是成反比，这就是牛顿第二定律。牛顿第二定律。牛顿第二定律。牛顿第二定律。公式表示公式表示：a F/m F F=kma=kma，（，（，（，（k k百分比系数百分比系数百分比系数百分比系数 ）假如各量都用国际单位假如各量都用国际单位假如各量都用国际单位假如各量都用国际单位，则，则k=1k=1 即第35页牛顿第二定律深入表述牛顿第二定律深入表述n n物体加速度跟物体所受合外力合外力F成正比正比，跟物体质量质量m成反比反比，加速度方向方向跟物体所受合外力方向合外力方向相同。n n公式表示：公式表示：F合合合合=ma 第36页对牛顿第二定律几点说明：对牛顿第二定律几点说明：（1）F=ma 是矢量式，F与a都含有方向性，a方向与物体所受合外力方向相同。（2）加速度含有瞬时性，与物体所受合外力含有同时性，即力和加速度同时存在。（3）力应该指是合外力，牛顿第二定律说是合外力与加速度关系。第37页 今后，我将给学生提供并讲解一道经今后，我将给学生提供并讲解一道经典利用牛顿第二定律例题，帮助学生巩固典利用牛顿第二定律例题，帮助学生巩固学习到新内容。并强调一下解题步骤，详学习到新内容。并强调一下解题步骤，详细以下：细以下：第38页 n n例例1 1 质量为质量为8000Kg8000Kg汽车，在水平公路上沿直线汽车，在水平公路上沿直线行驶，汽车牵引力为行驶，汽车牵引力为14500N14500N，所受阻力为，所受阻力为2500N2500N 求：汽车前进时加速度求：汽车前进时加速度 解题步骤：解题步骤：研究对象：汽车研究对象：汽车 受力分析、受力分析、建立坐标系建立坐标系 由由F F合合mama列方程列方程 解得：解得：a.a.第39页 解题步骤解题步骤：解解解解:对汽车受力分析如图对汽车受力分析如图对汽车受力分析如图对汽车受力分析如图.建立如图所表示坐标系建立如图所表示坐标系建立如图所表示坐标系建立如图所表示坐标系.由图受力分析由图受力分析由图受力分析由图受力分析 依据牛顿第二定律有；依据牛顿第二定律有；依据牛顿第二定律有；依据牛顿第二定律有；F-f=maF-f=ma 代入数据解得代入数据解得代入数据解得代入数据解得 NGFfa=1.5 m/s2 第40页（五）（五）结论应用结论应用1、利用探究出来牛顿第二定律分析战斗机在、利用探究出来牛顿第二定律分析战斗机在进入战斗状态之前抛弃副邮箱而且加大引擎进入战斗状态之前抛弃副邮箱而且加大引擎问题。问题。2、生活中牛顿第二定律应用（两个方面）、生活中牛顿第二定律应用（两个方面）经过经过改变力改变力F大小改变加速度大小改变加速度a 经过经过改变质量改变质量m大小改变加速度大小改变加速度a第41页（六）（六）回顾总结回顾总结1、学生回顾本节课探究过程及过程中使用物、学生回顾本节课探究过程及过程中使用物理思想和研究方法理思想和研究方法控制变量法。控制变量法。2、归纳总结本节课知识重点，牛顿第二定律、归纳总结本节课知识重点，牛顿第二定律内容。内容。3、回顾牛顿第二定律产生过程：、回顾牛顿第二定律产生过程：观察现象发觉规律抽象出物理模型提出假设试验探究试验数据处理与分析理论得出结论验证。（在这里向学生强调，科学并不是神秘高不在这里向学生强调，科学并不是神秘高不在这里向学生强调，科学并不是神秘高不在这里向学生强调，科学并不是神秘高不可攀，勉励学生培养这种探索科学精神。）可攀，勉励学生培养这种探索科学精神。）可攀，勉励学生培养这种探索科学精神。）可攀，勉励学生培养这种探索科学精神。）第42页（利用一个思索题来加深学生对牛顿第二定律了解）（利用一个思索题来加深学生对牛顿第二定律了解）（利用一个思索题来加深学生对牛顿第二定律了解）（利用一个思索题来加深学生对牛顿第二定律了解）课后思索课后思索 一小球从竖直在地面上轻弹簧正上方一小球从竖直在地面上轻弹簧正上方某处自由落下某处自由落下,试分析小球从刚接触弹簧到试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球速度、加速度怎样被压缩最短过程中小球速度、加速度怎样改变改变?第43页（七）（七）作业作业n n课后题1 、3 第44页八、板书设计八、板书设计3.3 牛顿第二定律牛顿第二定律一一.探究加速度与质量和物体受力探究加速度与质量和物体受力F F关系：关系：初步得出与初步得出与F F成正比，与成正比，与mm成反成反比。比。二二.处理试验数据处理试验数据 结论：结论：a a与与F F成正比，与成正比，与m m 成反比。成反比。三三.得出探究结论得出探究结论 牛顿第二定律：牛顿第二定律：物体加速度与物体所受作用力成正物体加速度与物体所受作用力成正比，与物体质量成反比。比，与物体质量成反比。公告表示为：公告表示为：F=maF=ma。牛顿第二定律深入描述：牛顿第二定律深入描述：物体加速度跟物体所受合外力物体加速度跟物体所受合外力F F成成正比，跟物体质量正比，跟物体质量mm成反比，加速成反比，加速度方向跟物体所受合外力方向相同。度方向跟物体所受合外力方向相同。公式表示；公式表示；F F合合 =ma=ma。四对牛顿第二定律说明四对牛顿第二定律说明 （1 1）F=ma F=ma 是矢量式，是矢量式，F F与都与都含有方向性。方向与物体所受合含有方向性。方向与物体所受合外力方向相同。外力方向相同。（2 2）加速度含有瞬时性，与物体）加速度含有瞬时性，与物体所受合外力含有同时性，即力存在所受合外力含有同时性，即力存在加速度存在。加速度存在。（3 3）力应该指是合外力，牛顿第）力应该指是合外力，牛顿第二定律说是合外力与加速度关系。二定律说是合外力与加速度关系。五五.回顾总结回顾总结 （1 1）探究过程及过程中使用物理探究过程及过程中使用物理思想和研究方法思想和研究方法控制变量法。控制变量法。（2 2）牛顿第二定律内容及公式：牛顿第二定律内容及公式：F=ma F=ma。第45页 我希望，经过对上面整个教学设计操作，我希望，经过对上面整个教学设计操作，在我引导与帮助下，使学生在一个主动，愉悦在我引导与帮助下，使学生在一个主动，愉悦气氛中，很好掌握本节内容，而且对于自己能气氛中，很好掌握本节内容，而且对于自己能力力 学习方法学习方法 和对物理这门学科兴趣得到对应和对物理这门学科兴趣得到对应提升，整个教学设计到此结束提升，整个教学设计到此结束 谢谢各位评委谢谢各位评委和各位老师。和各位老师。第46页 谢谢 谢谢 第47页