牛頓第二定律課件

時間：2021-03-18 16:09:59 課件我要投稿

牛頓第二定律課件

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牛頓第二定律課件

　　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(guī)律，它是動力學的核心規(guī)律，也是學習其它動力學規(guī)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(jié)的內(nèi)容有：“通過實驗，探究加速度與物體質(zhì)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(zhì)量、力三者的關系，強調(diào)讓學生經(jīng)歷實驗探究過程。

　　2．學習的主要任務

　　本節(jié)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(zhì)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(jīng)歷探究活動、嘗試解決問題方法、體驗發(fā)現(xiàn)規(guī)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：①知道決定物體加速度的因素。

　　②加速度與力和質(zhì)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(nèi)容之前，所教的學生已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念；知道質(zhì)量是慣性的量度、力是改變物體運動狀態(tài)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(tǒng)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課件處理實驗數(shù)據(jù)。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(jù)上述對學習任務和學習者情況的分析，確定本節(jié)課教學目標如下：

　　1．知識與技能目標

　　①讓學生明確物體的加速度只與力與和質(zhì)量有關，并通過實驗探究它們之間的定量關系；

　　②培養(yǎng)學生獲取知識和設計實驗的能力。

　　2．過程與方法目標

　　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(tài)度、價值觀目標

　　①通過學生之間的討論、交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團隊合作精神；

　　②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(zhì)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(jié)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，通過對認知活動進行自我監(jiān)控，并及時做出相應的調(diào)整。小組（4～6人一組），小組間的.合作探究可以同時培養(yǎng)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(diào)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(xiàn)代教學手段與啟發(fā)式

　　在課堂中采用多媒體課件作為輔助手段，創(chuàng)設物理情景，啟發(fā)引導學生，幫助學生建立形象直觀的認識，調(diào)動學生學習的積極性；同時利用CAI課件和校園網(wǎng)絡處理實驗數(shù)據(jù)，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）：氣墊導軌、氣源、兩個光電門和與之配套的數(shù)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(chuàng)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(zhì)量越小，運動狀態(tài)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(chuàng)設物理情景，激發(fā)學生的學習興趣，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(jīng)驗出發(fā)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(fā)。）

　　附圖片內(nèi)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(fā)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(zhì)量只有一般小轎車質(zhì)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．與物體受到的外力的關系：

　　①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。

　　②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(tài)不變，加速度為零。

　　③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。

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　　2．與物體質(zhì)量的關系：

　　與物體的質(zhì)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(zhì)量較小的自行車獲得的加速度就較大。

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　　3．與物體運動的速度的關系：

　　①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。

　　②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。

　　③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。

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　　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(zhì)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，在這過程中教師利用課件提供一些圖片，對學生進行啟發(fā)，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(jù)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(zhì)量有關。

　　說明：讓學生從理論的角度加以分析有利于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，有利于培養(yǎng)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：

　　①保持研究對象的質(zhì)量一定時，研究加速度*和合外力的關系；

　　②保持研究對象受到的合外力一定時，研究加速度*和質(zhì)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。

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　　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(fā)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(shù)據(jù)等？（要求學生把設計的方案簡要地寫在紙上）。

　　教師巡視給予必要的指導。

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　　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(fā)、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(zhì)量，測出小桶的質(zhì)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：以氣墊導軌、氣源、兩個光電門、數(shù)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(zhì)量滑塊M，測出小桶與小桶中砝碼的質(zhì)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(shù)字計時器自動測出滑塊運動經(jīng)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。

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　　說明：①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(fā)引導學生形成較為完善的實驗方案。

　　②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況下，可在課外指導學生去探究。

　　③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。

　　④在實驗中，只需測出小桶的質(zhì)量，然后通過加減小桶中砝碼的質(zhì)量來改變對研究對象的拉力，這可以節(jié)約測量砝碼所需的時間。

　　3．進行實驗探究和數(shù)據(jù)處理

　　①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(guī)范地完成實驗。

　　②介紹并演示CAI課件的功能

　　Ⅰ．數(shù)據(jù)計算：將測出、、t等數(shù)據(jù)輸入計算機的數(shù)據(jù)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；Ⅱ．自動描點連線制圖的功能；Ⅲ．通過網(wǎng)絡可達到數(shù)據(jù)共享。

　　③學生以小組為單位，分工合作進行實驗探究，并把實驗數(shù)據(jù)輸入計算機（使用移動PC并接入校園網(wǎng)）。