第四章牛顿第二定律的运用

第一篇：第四章牛顿第二定律的运用

第四章《牛顿运动定律》第七节《用牛顿运动定律解决问题

（二）》

二、教学案例

《超重与失重》教学设计

浙江省洞头县第一中学倪志强 郭明娅

物理源于生活高于生活，又归宿于生活。笔者以《超重与失重》教学为例，实现在教学活动中，让学生把生活中低层次的原始经验、素材经分析、加工，变为高层次组织活动，去获取新的知识和技能，获得情感体验，提升素养和品质。通过教学的生活化，用反思、修正、逐层递进的方式，有效地推动学生学习活动的层层深入，以实现《新课标》中“知识来源于生活，服务于生活”的要求。

【设计思想】

“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探索、勇于实验、勤于思考。”是《新课标》的要求。设计更多的探究性实验不仅符合课标中提出的“通过实验认识超重和失重现象”，也符合学生的认知规律；从生活实际出发，设计贴近学生生活的实验，以此为基础，以探究为主线，让学生通过实验操作、观察来认识物理现象，认知物理过程，让学生用生活化的语言表述观察到的超、失重现象，探究物理规律，再引导学生将生活语言转化成科学规范的物理语言阐述物理规律。通过实验让学生暴露错误的前概念，理解并掌握物理概念与规律。经过构建从而获得物理知识，形成技能，同时培养学生创新精神与实践能力。为避免学生对概念的混淆，教学中不提出“实重”“视重”。

【学情分析】

通过前面对“牛顿第二定律”的学习，学生对解决物体做匀变速直线运动的问题已有所了解，但对定律的运用还不是很熟练，很难从理论上自主地得到超重、失重现象的运动学特征。学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，容易把生活中说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈，把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”；容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。

【教学目标】

（一）知识与技能

1．通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重失重现象的条件和实质。

2．能运用牛顿第二、三定律定量分析超重与失重现象。

（二）过程与方法

1．经过探究实验发现超重失重现象，通过引导、小组讨沦、再实验寻找超重失重现象的运动学特征。

2．用科学方法探究发生超重失重现象的条件及实质。

（三）情感、态度与价值观

1．通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。2．培养学生科学探究能力，激发成就感；养成学科学、爱科学、用科学的习惯；从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。

【教学策略与手段】

以日常生活中的有关现象为切入点，让物理学习更贴近生活，以激发学生的兴趣。开始让学生利用弹簧秤和钩码自主探究如何测量物体的重力，并让学生明白弹簧秤的读数直接反映的是物体对弹簧秤的拉力；然后让学生“玩一玩”来发现弹簧秤的读数有时不等于物体的重力，鼓励学生设计实验探究物体超重、失重现象的运动学特征。在演示自由下落的可乐瓶没有水柱喷出时，充分挖掘实验的内涵，让学生理解水的喷出是由水的压力引起。

通过放在台秤上的砝码在水平加速运动时读数不变实验，演示和例举一些并非超重失重实例，如磁铁吸引铁质的砝码弹簧秤读数变大实验，进一步从不同角度让学生理解，物体超重、失重现象的运动学特征是物体有竖直方向的加速度。

课外通过对“超摩擦”“失摩擦”的研究，帮助学生理解巩固研究物理问题的科学方法。

【课前准备】

1．学生所需器材（四人一组）：弹簧秤、砝码。2．教师所需器材：弹簧秤、砝码、物理支架、小台秤、小车、磁铁、可乐瓶、超重失重演示仪、多媒体投影仪。

【教学过程】

一、复习引入

（复习牛顿第二定律的应用，同时为新课教学中对超重与失重的解释做理论储备。）

练习：电梯以1．0m/s的速度竖直匀速上升，电梯地板对站在电梯里质量为60kg的人的支持力为________N；如果电梯以0．5m/s2的加速度加速下降，地板对人的支持力又为_______N；（g取 10m/s）

说明：解题时两个受力分析图（图1）要留在黑板的右上角，为新课教学服务。

二、新课教学

（实验）探究之一：

（以生活情景的导入，引出物理问题）

请用给定器材（弹簧秤、砝码），设计一个实验，得到砝码的重力大小。

教师将各组学生得到的结论写在黑板上。

问题：

1．你看到的弹簧秤读数（直接）表示的是下列哪个力？

A．物体的重力

B．弹簧秤对物体的拉力

C．物体对弹簧秤的拉力

D．手对弹簧秤的拉力

2．请学生讨论后回答：弹簧秤测量物体重力的原理（二力平衡）。

小结：当物体处于静止或匀速运动时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于物体的重力。

（实验）探究之二：

请同学们用刚才的实验器材“玩一玩”（教师在讲玩一玩时，要用体态语言提示学生，手要上下运动），看一看有什么新现象。

学生：读数不稳定，有时候比刚才的读数大，有时候小。问题：

1．你看到的弹簧秤读数表示的是什么力？

2．如果用“老经验”看（教师演示，用书挡住上下振动的砝码），你认为物体的“重力”有变化吗？如何变化？ 3．物体的重力实际上会变化吗？应该是多少？

小结：我们把弹簧秤的读数大于物体的重力的现象，叫做物体的超重现象，这时物体所处的状态称为超重状态；而把弹簧秤的读数小于物体的重力的现象，叫做物体的失重现象，这时物体所处的状态称为失重状态。注意，物体超重与失重时其本身的重力不变。

（实验）探究之三：

请同学们继续刚才的实验，想办法使弹簧秤的读数小于物体的重力。（明确的要求能使学生实验更有目的性，暂时不提失重，可以降低难度，使实验更生活化。）

学生1：让物体下降。

学生2：物体匀速下降时，读数却不变化。

学生3：物体下降时，读数并不都是变小，有时读数也有变大。

学生4：物体上升时，也能看到读数变小。

大家的观察很仔细，请一、二组同学让物体下降，三、四组同学让物体上升，仔细实验，观察弹簧秤的读数小于物体的重力发生在运动的哪个阶段。

小结：（板书）弹簧秤的读数小于物体的重力──物体下降的开始阶段或物体上升结束阶段。

（理论）探究之四：

上述板书是生活化语言，如何转化为简洁的物理语言。

（学生比较容易将“弹簧秤的读数小于物体的重力”，转化为“物体失重”。但后半句语言的转化就有些困难，教师可用下列问题引导学生探究。）

启发性问题：1．物体下降、上升是描述哪方面物理问题（运动）2．描述运动可用哪些物理量（时间、位移、速度、加速度）3．用哪个物理量比较容易描述，如何描述？

小结：（板书改为）失重──加速下降或减速上升。（图2）

（理论）探究之五： 请你们尝试用牛顿第二定律解释物体的失重现象 一、二组同学尝试解释物体减速上升，三、四组同学尝试解释物体加速下降。对有困难的小组，教师要引导学生观察回顾图1，及如何判断加速度的方向。（投影点评学生的练习：如图3，mg-F=ma，F=mg-ma 拉力小于重力）

探究之六：

请你们猜想，物体做怎样的运动会处于超重状态，并用实验验证、理论证实。

实验时，有部分学生发现，摆动物体（圆周运动）时，物体也会处于超重状态，教师要给予学生充分肯定，并告诉学生在以后的学习中会得到解释；正是由于会出现这种情况，所以在教学设计时先研究物体的失重。

小结：（板书）超重──加速上升或减速下降，（F-mg=ma，F=mg+ma拉力大于重力）（图4）。

演示实验1：（选自《中学物理》2006．12．33-34）

将滚摆沿竖直方向向上旋绕，当到达一定高度时，然后让它做自由转动下落运动。滚摆在加速下降过程中，我们可以看到杠杆左端向下倾斜，说明物体发生了失重现象。当滚摆到达最低点时，向下猛减速和向上猛地加速过程中，我们可以看到杠杆左端向上倾斜，说明物体发生了超重现象。当滚摆向上减速运动时，杠杆左端又向下倾斜说明物体发生了失重现象。

1．观察杠杆的平衡状况，贴近学生对超、失重的真实感受，令学生信服。

2．利用不等臂杠杆进行放大，使超、失重现象的展示十分明显和直观。3．借助滚摆，使观察现象时的时间较长且超失重过程的转换具有连续性，学生可以连续进行观察。

4．利用滚摆，充分展示向下加速、向下减速、向上加速、向上减速四种不同过程所对应的超、失重现象，学生看到了直接的事实，印象深刻，突破教学难点。

问题：让学生观察板书后问，物体的超、失重是否只决定于物体的速度方向，与速度的变化（加、减速）有无关系。（要让学生充分讨论，小组讨论的结果要向全体同学阐述。）

小结：物体的超、失重，由物体的速度方向及速度的变化共同决定。

探究之七：

看来物体的超、失重现象，与物体速度的关系还相当复杂，能否有更合适的物理量（时间、位移、速度、加速度）表征呢。（小组讨论后学生能解决，教师对有困难小组要引导他们观察黑板上的受力分析图。）

小结：（板书改为）

超重──加速度向上（F-mg=ma，F=mg+ma 拉力大于重力）

失重──加速度向下（mg-F =ma，F=mg-ma 拉力小于重力）

演示实验2： 物体有加速度，但却不发生超、失重现象。（为了强调加速度的方向）

在水平的讲台上放一辆小车，小车上放一小台秤，台秤上放有砝码，让一位学生加速推动小车，同时观察台秤读数的变化，将结果告诉同学。（读数不变）

问题：为什么物体有加速度了，物体怎么还不会超、失重，请认真思考。

小结：物体超、失重时，要竖直方向上有加速度。

演示实验3：完全失重现象

将底部及瓶盖戳有小孔的可乐瓶装满水，让它从高处自由下落，演示水的完全失重现象。

演示这个实验时，教师往往只演示了装满水的可乐瓶静止在手中时，水从小孔中喷出，让它从高处自由下落时水不会流出，从而说明物体处于完全失重状态，这时a=g。

这样做的后遗症是，学生不能真正理解失重的本质，往往还认为水不能流出是因为水失去了重力，这样不仅起不到巩固知识反而是反作用。

演示时要注意以下几个问题：

1．将底部四周戳上小孔，可以让各个方向的学生看清楚现象。

2．装满水的可乐瓶静止在手中时，反复几次用手指封住、放开瓶盖上的小孔，让学生看清楚水的流动情形，理解水不能流出不是由于没有重力，而是压力不够（大气压）。

3．装满水的可乐瓶静止在手中时，将手指封住瓶盖上的小孔，用另外一只手挤压瓶身，看到水流出，说明了水的流出是由于水的压力作用，并不是水的重力作用。

4．通过该实验让学生领会：物体的超重（失重）是由于物体对支持面的压力大于（小于）物体的重力。

小结：（板书改为）

超重──加速度向上（F-mg=ma，F=mg+ma 拉力或支持力大于重力）

失重──加速度向下（mg-F=ma，F=mg-ma 拉力或支持力小于重力）

完全失重──加速度为重力加速度（mg-F=mg，F=0拉力或支持力等于零）

练习：

1．某人站在台秤的底板上，当他下蹲的过程中（课后试一试）

A．由于台秤的读数等于人的重力，此人下蹲的过程中他的重力不变，所以台秤的读数也不变

B．此人下蹲的过程中，台秤的底板既受到人的重力，又受到人的下蹲力，所以台秤的读数将增大

C．台秤的读数先增大后减小

D．台秤的读数先减小后增大

2．（回到引入新课时练习）问：电梯以0.5m/s的加速度加速下降，电梯中的人处于 状态；人在电梯中有时感到电梯地板对人的脚底压力加大这是 现象，这时电梯是在向上做 运动或者是向下做 运动；乘电梯时，有时因为进入的人太多使电梯发出超载的警报声，这是超重现象吗？但有时正常关上门后，（老式）电梯起步时也会发出超载的警报声，这是什么现象，为什么？这种现象还可能发生在什么时候？

【问题研讨】

学生课外要思考的问题：

引审探究一：将砝码（铁质）挂在弹簧秤上，保持系统静止，这时弹簧秤的读数等于砝码的重力，将磁铁靠近砝码的底端，会发现弹簧秤的读数大于砝码的重力，那么物体是处于超重状态吗？（不是）

引申探究二：用弹簧秤水平匀速拉动物体时，弹簧秤的读数等于物体受到的摩擦力，如果水平拉动物体时，弹簧秤的读数大于物体受到的摩擦力，我们假设称它为超摩擦现象，那么什么情况下会发生超摩擦现象，什么情况下会发生失摩擦现象。请同学们先进行猜测，然后设计一个实验验证。

【板书设计】

超重与失重

物体 超重──加速度向上

（F-mg=ma，F=mg+ma拉力或支持力大于重力）

物体 失重──加速度向下

（mg-F =ma，F=mg-ma拉力或支持力小于重力）

物体 完全失重──加速度为重力加速度

（mg-F =mg，F= 0 拉力或支持力等于零）

【作业设计】 以小组为单位，完成超摩擦、失摩擦实验，报告实验结果，并与超重、失重相比较寻找化们的异同点，写出心得体会，组与组之间相互交流。

任何教学设计都是可以进一步改进的！欢迎大家畅所欲言，为完善教学设计共同努力！

欢迎大家根据新课程教材提供原创教学设计，我们将选择其中比较优秀的案例刊登在本刊中。

联系人赵逸庶 QQ： 619114190

第二篇：牛顿第二定律

《牛顿第二定律》教学设计

福建省石狮市石光中学 刘一农

一、学习任务分析

1．教材的地位和作用

牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系，理解牛顿第二定律。”本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。

2．学习的主要任务

本节的学习任务类型是综合型。在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；在技能上要求能设计和操作实验，会测定相关物理量；体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程，体会科学研究方法──控制变量法、图象法的应用。

3．教学重点和难点

重点：①知道决定物体加速度的因素。

②加速度与力和质量的关系的探究过程。

教学难点：引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。

二、学习者情况分析

在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能，会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动；具备一定的计算机操作能力，会应用CAI课件处理实验数据。学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。

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。

三、教学目标分析

根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：

1．知识与技能目标

①让学生明确物体的加速度只与力与和质量有关，并通过实验探究它们之间的定量关系；

②培养学生获取知识和设计实验的能力。

2．过程与方法目标

在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法等）；

3．情感、态度、价值观目标

①通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神；

②让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感。

四、教材处理与教学策略

在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时。第一学时主要的任务是：探究加速度与力、质量的关系；第二学时主要的任务是：建立牛顿第二定律并进行初步的应用。本节课是第一学时，主要采用以下的教学策略：

1．自主学习与合作探究

改演示实验为学生分组探究实验。让学生在自主学习中，通过对认知活动进行自我监控，并及时做出相应的调整。小组（4～6人一组），小组间的合作探究可以同时培养学生的合作精神和竞争意识，让不同层次的学生都能有所作为，有所收获。

教师的策略是宏观调控整体教学进度，微观放活学生局部学习进程，让学生的学习有组织、有步骤地进行。

2．现代教学手段与启发式

在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，调动学生学习的积极性；同时利用CAI课件和校园网络处理实验数据，能有效地提高学习效率。

五、教学器材

教学设备：多媒体教室、课件。

学生分组实验器材（探究包）：气垫导轨、气源、两个光电门和与之配套的数字计时器，滑块、滑片、细线、小桶、天平、砝码、细沙、弹簧秤、小车、木块、钩码、一端带有滑轮的长木板、打点器、纸带、秒表、毫米刻度尺、垫木、橡皮筋等。

六、教学过程设计

（一）创设情景、引入新课

视频展示：刘翔在雅典奥运会夺金的情景。

教师：在决赛时，刘翔将自己身上一切戴的东西像手表、项链等都摘了下来，穿最轻的跑鞋。这样做的科学道理在哪里？

预测学生讨论后得出的结论可能是：___________________________。

质量越小，运动状态越容易改变，也就是说在相同的情况下，物体获得的加速度就越大。

说明通过视频展示创设物理情景，激发学生的学习兴趣，同时渗透德育教育。

（二）提出猜想

教师：那么、物体的加速度与哪些因素有关呢？请同学们从生活经验出发提出自己的看法，并举例说明。（同时教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发。）

附图片内容如下：

★为何体操，跳水运动员的身材都比较苗条、瘦小？

★从防止发生交通事故的角度考虑，说一说反超载的道理？

★F1方程式赛车的质量只有一般小轿车质量的三分之一，这样做有什么好处？

★神舟五号飞船返回仓返回时为何要打开降落伞？

预测学生有代表性的回答可能有以下几方面：（教师在学生分析的过程中板书归纳。）

1．与物体受到的外力的关系：

①与物体受到的外力有关；例如：骑自行车刹车：用力刹车时，用的力越大、车越容易停下来，即：阻力越大，自行车减速的加速度越大。

②与物体受到的外力无关；例如：用大小不一样的力推大石头，推不动，运动状态不变，加速度为零。

③应该是与物体受到的合外力有关；分析如下：用大小不一样的力推大石头，推不动，是因为大石头同时受到摩擦力的作用，受到合外力为零，因此、加速度也为零。

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2．与物体质量的关系：

与物体的质量有关；例如：人分别用相同的力推自行车和摩托车时，自行车比较容易加速启动，而摩托车则较难。也就是说在相同的情况下，质量较小的自行车获得的加速度就较大。

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3．与物体运动的速度的关系：

①与物体的速度有关；例如：速度大的物体较不容易停止运动，而速度小的物体较容易天下来。

②与物体的速度无关；例如：做匀速直线运动的物体不论速度大小，加速度都为零。

③与物体的速度无关；分析如下：加速度是描述速度变化快慢的物理量，从公式加速度与速度的大小无关。

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可知，引导学生总结得出猜想：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

说明学生在生活中对“影响物体加速度大小的因素”有所认识，但这些认识往往是片面的、不准确的。因此要让学生充分地表达已有的认识，在这过程中教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发，引导他们不断修正自己的观点，从而形成对科学的认识。

引导学生结合前面学习的知识（牛顿第一定律等），讨论猜想的科学依据所在，从而确定：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

说明：让学生从理论的角度加以分析有利于培养学生理论联系实际的能力，有利于培养学生的逻辑思维能力。

引导学生深入探究：与和的定量关系。

（三）探究a与F、m的定量关系

1．确定研究方法

教师：我们应该采用什么样的物理方法来研究

预测学生的分析可能如下：

分两步进行研究：

①保持研究对象的质量

一定时，研究加速度

②保持研究对象受到的合外力

与、的定量关系呢？

和合外力的关系； 的关系。

一定时，研究加速度和质量

然后综合两次的研究结果，进行推理和归纳，便可找出与、三者之间存在的关系。

„„

教师在确定研究方法后，简单地介绍“控制变量法”。

说明初中阶段学生曾多次应用过控制变量法。如果学生回答有误，教师启发学生回忆：研究电流与电压和电阻这三者关系所采用的方法。

2．设计实验方案

教师进一步引导学生设计实验方案。

让学生以小组为单位设计探究方案：包括使用哪些实验器材，如何进行操作，如何采集数据等？（要求学生把设计的方案简要地写在纸上）。

教师巡视给予必要的指导。

„„

选择较有代表性方案的小组派代表上台简要叙述本组设计的方案（用实物投影仪把学生写在纸上的方案投影出来），让全班同学进行交流。大家在互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案。

预测学生设计的实验方案可能是：

方案一：用小车、电火花打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、天平、砝码、刻度尺、垫木等器材，研究小车的运动。用天平分别测出小车的质量与小桶中砝码的总重力

当作小车受到的拉力，测出小桶的质量与小桶中砝码，把小桶，由，从打点计时器打出的纸带上测量并算出计算出小车的加速度。

方案二：以气垫导轨、气源、两个光电门、数字计时器、滑块、滑片、刻度尺、细线、小桶、砝码、天平为器材研究滑块的运动。用天平测出滑块和滑片的质量滑块M，测出小桶与小桶中砝码的质量小桶与小桶中砝码的总重力

当作滑块受到的拉力，把，用光电门和数字计时器自动测出滑块运动经过两个光电门时的速度、，以及这一过程所用的时间t，再通过公式算出滑块的加速度。

„„

说明：①在学生交流讨论实验设计的方案中，要有较充分的时间让他们对各种方案阐述自己的观点，反思方案中的问题，同时教师要参与学生的讨论分析，启发引导学生形成较为完善的实验方案。

②同时应注意有些学生可能有别的方案，要鼓励和认真对待，在课堂时间不足的情况下，可在课外指导学生去探究。

③在设计测拉力的方法时，教师要告诉学生：把小桶与小桶中砝码的总重力

当作研究对象受到的拉力、这是有条件的，即<<。同时可以把这一条件作为学生的课外探究课题。

④在实验中，只需测出小桶的质量，然后通过加减小桶中砝码的质量来改变对研究对象的拉力，这可以节约测量砝码所需的时间。

3．进行实验探究和数据处理

①引导学生从实验误差、实验操作等方面来分析比较两种方案的差别。

师生共同确定用“方案二”进行实验探究，同时确定实验的具体步骤和注意事项。并用课件显示实验的具体步骤和注意事项。

说明“方案二”便于操作，且实验误差较小。用课件显示具体的实验步骤，有助于学生较为规范地完成实验。

②介绍并演示CAI课件的功能

Ⅰ．数据计算：将测出、、t等数据输入计算机的数据处理表格后、计算机将自动算出相应的加速度，将输入计算机后将自动算出合外力；Ⅱ．自动描点连线制图的功能；Ⅲ．通过网络可达到数据共享。

③学生以小组为单位，分工合作进行实验探究，并把实验数据输入计算机（使用移动PC并接入校园网）。

教师巡视，注意学生仪器使用是否得当，必要时给予指导。

④调用多组学生的实验数据，让学生分析

与、与的定量关系。成正比）。

初步得出：与F成正比，与成反比（与1/

⑤引导学生应用CAI课件，采用图象法处理实验数据。

师生共同得出结论：与成正比、与成反比。

说明：在CAI课件中定义坐标轴的数值和单位，同时调用已存的实验数据，计算机将在坐标系中自动描点、连线得到实验数据的关系图象，由此判断数据的关系。其中与的关系可转变为与1/的关系来做图。

（四）回顾总结深化认识

学生回顾本节课的探究过程以及探究过程中使用的物理思想和方法，归纳总结这节课的知识要点，提出自己在学习中存在的疑问。

教师答疑，深化知识。

七、教学流程图：

附：图中符号说明

八、本设计主要特点：

本节课教学设计注重学生学习过程的亲身体验，体现了“做中学”和“关注学生能力发展”的教学思想。其主要特点是：

1．本节课把牛顿第二定律分为两个课时，改演示实验为学生分组探究实验，让学生有较充分的时间进行实验探究，有利于培养学生的能力。

2．利用CAI课件和网络来处理实验数据，能节约时间，提高学习效率；同时在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，有利于调动学生学习的积极性。

3．在学法上突出学生自主发现问题，开展合作探究，进行实验探索，引导分析总结等以学生为主体的特点。尤其关注课堂教学过程中学生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。

本节课教学设计内容充实，在实验操作能力分析归纳能力层面上对学生要求较高，课堂中学生出现的不确定因素也较多，要求教师要有较高的驾御课堂能力。

第三篇：第三节牛顿第二定律

中学物理园地 第三课时牛顿第二定律

教学目标：

一、知识目标

1．理解加速度与力和质量的关系；

2．理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义；

3．知道得到牛顿第二定律的实验过程。

二、能力目标

培养学生的实验能力、分析能力和解决问题的能力。

三、德育目标

使学生知道物理中的一种研究问题的方法——控制变量法

教学重点

1．牛顿第二定律的实验过程；

2．牛顿第二定律。

教学难点

牛顿第二定律的意义。

教学方法

实验法、讲授法、归纳法

教学用具

两辆质量相同的小车，光滑的水平板（一端带有定滑轮）；砝码（一盒），细绳、夹子

课时安排 2课时

教学过程

一、导入新课

1．提问：什么是物体运动状态的改变？物体运动状态发生改变的原因是什么？

2．引入新课：

通过上节课的学习，我们已知道：物体运动状态改变时产生加速度，而产生的加速度又和物体的质量及所受力的大小有关，那么：加速度跟物体所受力的大小及物体质量之间有什么关系呢？本节课我们就来研究这个问题。

二、新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标：

1．理解加速度与力的关系；

2．理解加速度与质量的关系

3．理解牛顿第二定律的内容。

（二）学习目标完成过程：

1、加速度和力的关系：

（1）用投影片出示本节课所用的实验装置，教师进行讲解：图中是两辆质量相同的小车，放在光滑的水平板上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里放有数量不等的砝码，使两辆小车在不同的拉力下做匀加速运动。

（2）对本次实验中说明的两个问题

a：砝码跟小车相比质量较小，细绳对小车的拉力近似地等于砝码所受的重力。

b：用一只夹子夹住两根细绳，以同时控控制两辆小车。

（3）实验的做法：

a：在两砝码盘中放不同数量的砝码，以使两小车所受的拉力不同。

b：打开夹子，让两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后关上夹子，让它们同时停下来。

（4）需观察的现象，观察两辆车在相等的时间里，所发生的位移的大小。（实验现象：所受拉力大的那辆小车，位移大）

（5）分析推理：

a：由公式s12at2得到在时间t一定时，位移s和加速度a成正比；

b：由实验现象得到：小车的位移与他们所受的拉力成正比。

c：推理得到结论：对质量相同的物体，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比，即：

a1a2F1F2或aF

（6）巩固练习：

a．据a1a2F1F2得到：要使物体在短时间内速度的改变很大，即加速度很大，就必须给物体提供。

b．竞赛用的小汽车，要求起动后几秒钟内速度由零达到60m/s以上，他们为什么要装备功率很大的发动机？

2：加速度和质量的关系：

（1）实验装置同上；

（2）说明与前次实验的不同。

前一次实验中，我们是保持小车质量不变，而改变小车所受力的大小，来研究加速度和力之间的关系的。

本次实验是使两辆小车所受拉力相同，而在一辆小车上加放砝码的，以增大质量，研究加速度和质量之间关系的。

（3）实验现象：

在相同的时间里，质量小的那辆小车的位移大。

（4）分析推理，得到结论：

在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比，即

a1/a2=m2/m1或a∝

1m

3：牛顿第二运动定律

（1）综合上述实验中得到的两个关系，得到下述结论：

物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。

（2）公式表示： a∝Fm或者F∝ma 即：F=kma

a：如果每个物理量都采用国际单位，k＝1；

b：力的单位（牛顿）的定义：使质量为1千克的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1牛顿。

（3）推广：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述关系可推广为：

物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的放心跟合力的方向相同。即F合＝ma。

（4）介绍F合和a的瞬时对应关系

a：只有物体受到力的作用，物体才具有加速度。

b：力恒定不变，加速度也恒定不变。

c：力随着时间改变，加速度也随着时间改变。

d：力停止作用，加速度也随即消失。

4：例题分析（课本例题）

（1）学生阅读例题内容

（2）分析：

质量m已知必须先求F和F的合要求物体的加速度12力，而合力的大小可以用作图法求解，也可以用计算法求解。

（3）用投影片展示解题过程：

如图所示，建立平面直角坐标系，把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解F1的两个分力为：F1xF1xcos60,F2yF2sin60

oo

oF2的两个分力为：F2xF2cos60o,F2yF2sin60

F1y和F2y大小相等，方向相反，相互抵消，F1x和F2x的方向相同，所以：

F合F1xF2xF1cos60oF2cos60o5N5N10N

已知合力F合和质量m，据F合＝ma，即可求得：

aF合10N2kg5m/s2

三：小结

1：本节课的研究方法——控制变量法

2：牛顿第二运动定律确定了a和F之间的大小关系，也确定的a和F的方向关系

3：求解合力时，可采用建立平面直角坐标系，将各个力沿x轴和y轴分解，最后求合力的方法。

四、作业 课本P53练习二

五、板书设计：

变量法）定律的实验条件（控制

1、m一定时，aF1

2、F一定时，am 

3、把Fma改写成，在F,m,a取国际单位的条件下k1度与合外力成正比，与质量成反比，且内容：物体运动的加速加速度与合外力方向相同F合和a的方向关系2单位关系：1N1kgm/s物理意义：瞬时对应关系因果对应关系牛顿第二定律

第四篇：牛顿第二定律说课稿

《牛顿第二定律》说课稿

概述：重要的是说为什么这样教，要求说出设想和做法所运用的教育教学理论，所根据的心理学规律、认识规律和学生的实际。

说课内容：高中物理必修一第四章第三节《牛顿第二定律》

下面我从教材和学情、教学目标、教法和学法、教学程序、教学效果的预计五方面来说说这节课。

一、教材和学情 教材第二节“实验：探究加速度与力、质量的关系”起到了承上启下的作用，承上，使学生加深了对牛顿第一定律的理解，启下，通过实例定性地了解了牛顿第二定律。本节通过实验定量分析，得出牛顿第二定律。

牛顿第二定律具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率——加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系，因而成为牛顿运动学的核心。本节课应重点理解牛顿第二定律公式的确立，并掌握其简单应用。

张大昌老先生说过应该“以学生为中心来认识教材”，也就是说根据学生的实际需要来处理教材，让课堂围绕学生转。高一同学创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱；在学习过程中对知识点的把握还不是很准确，数学的推理能力较弱。学生已定性知道力是物体运动状态改变原因，在第二节课学习中已经有的关于a,m,f的认识，我只要打算通过师生交流、生生交流创造良好的学习氛围，让学生自己去发现规律，培养学生的概括能力。并适当分析上节课实验中的误差，建立学生严谨的科学探究方法。

二、教学目标

根据课程要求和学生情况，确定本节课教学目标具体体现在三维角度： 1知识与技能：掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；理解公式中各物理量的意义及相互关系；知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的；会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

2过程与方法：以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律；培养学生的概括能力和分析推理能力。

3情感态度与价值观：渗透物理学研究方法的教育；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

三、教法与学法

俗话说，“教无成法，但教要得法”。

本节的重点是理解并运用牛顿第二定律，难点是定律的物理内涵。教法：物理学是一门以实验为基础与生活紧密相连的科学，因此在讲本节课时，运用演示、讲解和讨论三者相结合的教学方法，并从学生的认识心理出发，采用设问引入——提出问题——观察实验——分析讨论——归纳现象——揭示本质——建立规律的教学程序。

学法：观察与提问相结合，实验与思考相结合，培养学生思维能力，再适时提出问题，启发思维，引导学生完成抽象思维的两个进程，引导学生完成认识过程的两个飞跃，根据学生观察和思维的效果进行适当讲解，并在辨析，讨论，纠错，应用中，对定律的物理内涵加以深化！

四、教学程序：

导入：利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。提出问题，启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定？（通过实际问题及现象分析，激发学生学习兴趣，培养学生发现问题的能力）提出问题,让学生复习回顾：l、物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？

2、物体的加速度与其质量之间存在什么关系？（进一步提出问题，完成牛顿第二定律探究任务的引入）物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？

（通过多媒体演示及学生的讨论，复习回顾上节内容，激发学生的学习兴趣。培养学生发现问题、探究问题的能力。）

新课：（学生分析讨论后，进一步提出问题）

l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述？

2、它的比例式如何表示？

3、各符号表示什么意思？

4、各物理量的单位是什么？其中，力的单位“牛顿”是如何定义的？

讨论得出结论后，追问：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述规律又将如何表述？

（总结：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。）（培养学生发现一般规律的能力）思考辨析：讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对？为什么？ A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度． B、力恒定不变，加速度也恒定不变。

C、力随着时间改变，加速度也随着时间改变。D、力停止作用，加速度也随即消失。

E、物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。

F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。（学生讨论分析后总结：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、瞬时性和独立性。）

第五篇：《牛顿第二定律》说课稿

《牛顿第二定律》说课稿

各位考官大家好，我是xx号考生。今天我说课的内容是《牛顿第二定律》。

一、教材和学情分析

牛顿第二定律是动力学的核心规律，是第四章牛顿运动定律的中心内容，更是本章的教学重点。本节在第二节实验探究结果的基础上分析得出牛顿第二定律，它具体的、定量的回答了运动物体速度的变化率，即加速度和力、质量的关系。牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具。此定律是联系力与运动的桥梁，所以本节课的教学在整个教材教学中处于相当重要的地位。

在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能，会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动;具备一定的计算机操作能力，会应用CAI课件处理实验数据。学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。

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。

二、重点、难点

在确定本节的重点、难点时我认为不只是让学生停留在掌握牛顿第二定律的内容，更应注重学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性，以及如何利用该定律来解决实际问题。故重点是理解并运用牛顿第二定律;难点是通过简单应用正确理解牛顿第二定律的内涵。

三、教学目标

根据课程的要求和学生的实际需要，确定本节课的三维目标

1、知识与技能

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掌握牛顿第二定律的文字内容及数学表达式;理解公式中各物理量的意义及相互因果关系;知道国际单位制中力的单位“牛顿”的定义;会用牛顿第二定律的公式进行有关计算。

2、过程与方法

以实验为基础归纳出物体的加速度跟它的质量、所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律;学生提高概括能力和分析推理能力。

3、情感态度与价值观

通过定律的探索过程，渗透物理学研究方法;体验物理方法的魅力;从认识到实验归纳总结出物理规律并加以运用,学生体验到成功的喜悦,树立学好物理学科的信心。

四、教法与学法

“教无成法，但教要得法”，高一学生创造力比较欠缺，对于利用已有的知识创造出新理论的能力很弱，在学习过程中对知识的把握还不是很准确，数学推理能力较弱，根据实验数据总结归纳规律能力不强。牛顿第二定律的数学表达式虽简单完美，记住也不难，但要全面、深入理解该定律中物理量的意义和相互联系，牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景。何况物理是一门以实验为基础与生活密切相连的科学，因此我认为在教学过程中应运用讲解、讨论、分析相结合的教学方法，并从学生的认识心理出发，采用设问引入——自主探究——分析讨论——交流合作——得出规律——巩固练习——加强应用的教学程序。让学生观察与提问相结合，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适当讲解、引导、纠错、分析，对牛顿第二定律的数学表达式的物理内涵加以深化。

五、教学过程(一)新课导入：

首先利用多媒体观看火箭升天、运动员刘翔在110米栏比赛的起跑、奥运会上女子1米赛跑的起跑等录像资料，然后引导学生讨论他们的速度变化快慢即加速度由哪些因素决定?进而让学生回顾上节实验的结论，共同探讨物体的加速度与其所受的外力、质量存在怎样的关

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系?(目的：通过实际生活现象分析，激发学生兴趣，培养学生发现问题的能力，通过探讨加速度与物体所受外力、质量的关系来完成牛顿第二定律探究任务的引入)(二)新课进行：

先引导学生自主阅读教材回答下列问题： l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述?

2、它的比例式如何表示?

3、各符号表示什么意思?

4、各物理量的单位是什么?其中，力的单位“牛顿”是如何定义的?(要求学生讨论分析相关问题，记忆相关的知识)过渡：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述规律又将如何表述? 学生讨论分析后教师总结：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

(目的：培养学生发现一般规律的能力)实例探究与巩固练习

讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法对不对?为什么? A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度.B、力恒定不变，加速度也恒定不变。

C、力随着时间改变，加速度也随着时间改变。D、力停止作用，加速度也随即消失。

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E、物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。

教师总结：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、瞬时性和独立性，牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的，但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况，以及应用于变力作用的某一瞬时。

对牛顿第二定律的理解

1、下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解，正确的是：()A、由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比;B、由m=F/a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比;C、由a=F/m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比;D、由m=F/a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。

2、在牛顿第二定律公式F=kma中，有关比例常数k的说法正确的是：()A、在任何情况下都等于1 B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的

C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D、在国际单位制中，k的数值一定等于1 教师总结：定义力的单位“牛顿”使得k=l，得到牛顿第二定律的简单形式F=ma。使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义。

对牛顿第二定律的应用

地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成37°角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大?(取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)

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(三)课堂小结及作业布置： 小结：同学们有什么收获? 作业：在网上搜集牛顿第二定律的应用。

以上是《牛顿第二定律》说课稿，希望对各位考生有所帮助。

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