1、牛頓第二定律教學設計一、學習任務分析 1教材的地位和作用 牛頓第二定律是在實驗基礎上建立起來的重要規律，它是動力學的核心規律，也是學習其它動力學規律的基礎。在普通高中物理課程標準共同必修模塊“物理1”中涉及本節的內容有：“通過實驗，探究加速度與物體質量、物體受力的關系，理解牛頓第二定律。”本條目要求學生通過實驗，探究加速度、質量、力三者的關系，強調讓學生經歷實驗探究過程。 2學習的主要任務 本節的學習任務類型是綜合型。在知識上要求知道決定加速度的因素、理解加速度、質量、力三者關系；在技能上要求能設計和操作實驗，會測定相關物理量；體驗性上要求經歷探究活動、

2、嘗試解決問題方法、體驗發現規律過程，體會科學研究方法控制變量法、圖象法的應用。 3教學重點和難點 重點：知道決定物體加速度的因素。 加速度與力和質量的關系的探究過程。 教學難點：引導學生在猜想的基礎上進行實驗設計，提出可行的實驗方案、完成實驗并得出實驗結果。 二、學習者情況分析 在學習這一內容之前，所教的學生已經掌握了力、質量、加速度、慣性等概念；知道質量是慣性的量度、力是改變物體運動狀態的原因；會分析物體的受力。已具備一定的實驗操作技能，會用氣墊導軌與光電測時系統或打點計時器研究勻變速直線運動；具備一定的計算機操作能力，會應用CAI

3、課件處理實驗數據。學生對物理學的研究方法已有一定的了解，在自主學習、合作探究等方面的能力有了一定提高。 在非智力因素方面，學生學習積極主動，對學習物理有較濃厚興趣；有較強的好奇心和求知欲，樂于探究自然界的奧秘；敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤；喜歡和同齡人一起學習，有將自己的見解與他人交流的愿望，具有團隊精神。 三、教學目標分析 根據上述對學習任務和學習者情況的分析，確定本節課教學目標如下： 1知識與技能目標 讓學生明確物體的加速度只與力與和質量有關，并通過實驗探究它們之間的定量關系； 培養學生獲取知識和設計實驗的能力。 2過

4、程與方法目標 在探究過程中，滲透科學研究方法（控制變量法、實驗歸納法、圖象法等）； 3情感、態度、價值觀目標 通過學生之間的討論、交流與協作探究，培養團隊合作精神； 讓學生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，增進學習物理的情感。 四、教材處理與教學策略 在教材處理上把牛頓第二定律分為兩個學時。第一學時主要的任務是：探究加速度與力、質量的關系；第二學時主要的任務是：建立牛頓第二定律并進行初步的應用。本節課是第一學時，主要采用以下的教學策略： 1自主學習與合作探究 改演示實驗為學生分組探究實驗。讓學生在自主學習中，通過

5、對認知活動進行自我監控，并及時做出相應的調整。小組（46人一組），小組間的合作探究可以同時培養學生的合作精神和競爭意識，讓不同層次的學生都能有所作為，有所收獲。 教師的策略是宏觀調控整體教學進度，微觀放活學生局部學習進程，讓學生的學習有組織、有步驟地進行。 2現代教學手段與啟發式 在課堂中采用多媒體課件作為輔助手段，創設物理情景，啟發引導學生，幫助學生建立形象直觀的認識，調動學生學習的積極性；同時利用CAI課件和校園網絡處理實驗數據，能有效地提高學習效率。 五、教學器材 教學設備：多媒體教室、課件。 學生分組實驗器材（探究包）：氣墊導

6、軌、氣源、兩個光電門和與之配套的數字計時器，滑塊、滑片、細線、小桶、天平、砝碼、細沙、彈簧秤、小車、木塊、鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、打點器、紙帶、秒表、毫米刻度尺、墊木、橡皮筋等。 六、教學過程設計 （一）創設情景、引入新課 視頻展示：劉翔在雅典奧運會奪金的情景。 教師：在決賽時，劉翔將自己身上一切戴的東西像手表、項鏈等都摘了下來，穿最輕的跑鞋。這樣做的科學道理在哪里？ 預測學生討論后得出的結論可能是：_。 質量越小，運動狀態越容易改變，也就是說在相同的情況下，物體獲得的加速度就越大。 說明通過視頻展示創設物理情景，激發學

7、生的學習興趣，同時滲透德育教育。 （二）提出猜想 教師：那么、物體的加速度與哪些因素有關呢？請同學們從生活經驗出發提出自己的看法，并舉例說明。（同時教師利用課件提供一些圖片，對學生進行啟發。） 附圖片內容如下： 為何體操，跳水運動員的身材都比較苗條、瘦小？ 從防止發生交通事故的角度考慮，說一說反超載的道理？ F1方程式賽車的質量只有一般小轎車質量的三分之一，這樣做有什么好處？ 神舟五號飛船返回倉返回時為何要打開降落傘？ 預測學生有代表性的回答可能有以下幾方面：（教師在學生分析的過程中板書歸納。） 1與物體

8、受到的外力的關系： 與物體受到的外力有關；例如：騎自行車剎車：用力剎車時，用的力越大、車越容易停下來，即：阻力越大，自行車減速的加速度越大。 與物體受到的外力無關；例如：用大小不一樣的力推大石頭，推不動，運動狀態不變，加速度為零。 應該是與物體受到的合外力有關；分析如下：用大小不一樣的力推大石頭，推不動，是因為大石頭同時受到摩擦力的作用，受到合外力為零，因此、加速度也為零。  2與物體質量的關系： 與物體的質量有關；例如：人分別用相同的力推自行車和摩托車時，自行車比較容易加速啟動，而摩托車則較難。也就是說在相同的情況下，質量較小的自行

9、車獲得的加速度就較大。  3與物體運動的速度的關系： 與物體的速度有關；例如：速度大的物體較不容易停止運動，而速度小的物體較容易天下來。 與物體的速度無關；例如：做勻速直線運動的物體不論速度大小，加速度都為零。 與物體的速度無關；分析如下：加速度是描述速度變化快慢的物理量，從公式可知，加速度與速度的大小無關。  引導學生總結得出猜想：物體的加速度只與它所受合外力和物體本身的質量有關。 說明學生在生活中對“影響物體加速度大小的因素”有所認識，但這些認識往往是片面的、不準確的。因此要讓學生充分地表達已有的認識，在這過程

10、中教師利用課件提供一些圖片，對學生進行啟發，引導他們不斷修正自己的觀點，從而形成對科學的認識。 引導學生結合前面學習的知識（牛頓第一定律等），討論猜想的科學依據所在，從而確定：物體的加速度只與它所受合外力和物體本身的質量有關。 說明：讓學生從理論的角度加以分析有利于培養學生理論聯系實際的能力，有利于培養學生的邏輯思維能力。 引導學生深入探究：與和的定量關系。 （三）探究a與F、m的定量關系 1確定研究方法 教師：我們應該采用什么樣的物理方法來研究與、的定量關系呢？ 預測學生的分析可能如下： 分兩步進行研究：

11、0;保持研究對象的質量一定時，研究加速度和合外力的關系； 保持研究對象受到的合外力一定時，研究加速度和質量的關系。 然后綜合兩次的研究結果，進行推理和歸納，便可找出與、三者之間存在的關系。  教師在確定研究方法后，簡單地介紹“控制變量法”。 說明初中階段學生曾多次應用過控制變量法。如果學生回答有誤，教師啟發學生回憶：研究電流與電壓和電阻這三者關系所采用的方法。 2設計實驗方案 教師進一步引導學生設計實驗方案。 讓學生以小組為單位設計探究方案：包括使用哪些實驗器材，如何進行操作，如何采集數據等？（要求學生把設計的方案

12、簡要地寫在紙上）。 教師巡視給予必要的指導。  選擇較有代表性方案的小組派代表上臺簡要敘述本組設計的方案（用實物投影儀把學生寫在紙上的方案投影出來），讓全班同學進行交流。大家在互相啟發、補充的過程中形成較為完善的方案。 預測學生設計的實驗方案可能是： 方案一：用小車、電火花打點計時器、紙帶、長木板、細線、小桶、鉤碼、天平、砝碼、刻度尺、墊木等器材，研究小車的運動。用天平分別測出小車的質量，測出小桶的質量與小桶中砝碼，把小桶與小桶中砝碼的總重力當作小車受到的拉力，從打點計時器打出的紙帶上測量并算出，由計算出小車的加速度。 方案二：以氣墊

13、導軌、氣源、兩個光電門、數字計時器、滑塊、滑片、刻度尺、細線、小桶、砝碼、天平為器材研究滑塊的運動。用天平測出滑塊和滑片的質量滑塊M，測出小桶與小桶中砝碼的質量，把小桶與小桶中砝碼的總重力當作滑塊受到的拉力，用光電門和數字計時器自動測出滑塊運動經過兩個光電門時的速度、，以及這一過程所用的時間t，再通過公式算出滑塊的加速度。  說明：在學生交流討論實驗設計的方案中，要有較充分的時間讓他們對各種方案闡述自己的觀點，反思方案中的問題，同時教師要參與學生的討論分析，啟發引導學生形成較為完善的實驗方案。 同時應注意有些學生可能有別的方案，要鼓勵和認真對待，在課堂時間不足的情

14、況下，可在課外指導學生去探究。 在設計測拉力的方法時，教師要告訴學生：把小桶與小桶中砝碼的總重力當作研究對象受到的拉力、這是有條件的，即<<。同時可以把這一條件作為學生的課外探究課題。 在實驗中，只需測出小桶的質量，然后通過加減小桶中砝碼的質量來改變對研究對象的拉力，這可以節約測量砝碼所需的時間。 3進行實驗探究和數據處理 引導學生從實驗誤差、實驗操作等方面來分析比較兩種方案的差別。 師生共同確定用“方案二”進行實驗探究，同時確定實驗的具體步驟和注意事項。并用課件顯示實驗的具體步驟和注意事項。 說明“方案二”便于操作，且實

15、驗誤差較小。用課件顯示具體的實驗步驟，有助于學生較為規范地完成實驗。 介紹并演示CAI課件的功能 數據計算：將測出、t等數據輸入計算機的數據處理表格后、計算機將自動算出相應的加速度，將輸入計算機后將自動算出合外力；自動描點連線制圖的功能；通過網絡可達到數據共享。 學生以小組為單位，分工合作進行實驗探究，并把實驗數據輸入計算機（使用移動PC并接入校園網）。 教師巡視，注意學生儀器使用是否得當，必要時給予指導。 調用多組學生的實驗數據，讓學生分析與、與的定量關系。 初步得出：與F成正比，與成反比（與1/成正比）。 引導學生應用C

16、AI課件，采用圖象法處理實驗數據。 師生共同得出結論：與成正比、與成反比。 說明：在CAI課件中定義坐標軸的數值和單位，同時調用已存的實驗數據，計算機將在坐標系中自動描點、連線得到實驗數據的關系圖象，由此判斷數據的關系。其中與的關系可轉變為與1/的關系來做圖。 （四）回顧總結深化認識 學生回顧本節課的探究過程以及探究過程中使用的物理思想和方法，歸納總結這節課的知識要點，提出自己在學習中存在的疑問。 教師答疑，深化知識。 七、教學流程圖：  附：圖中符號說明 八、本設計主要特點： 本節課教學設計注重學生學習過程的親身體驗，體現了“做中學”和“關注學生能力發展”的教學思想。其主要特點是： 1本節課把牛頓第二定律分為兩個課時，改演示實驗為學