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1、名师精编优秀教案牛顿第二定律教学设计一、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;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、价值观目标通过学生之间的讨论、交流与协作探究,培养团队合作精神;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。3教学重点和难点重点:知道决定物体加速度的因素。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,
2、提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。二、教学器材教学设备:多媒体教室、 flash课件滑块、滑片、细线、小桶、天平、砝码、细沙、弹簧秤、小车、钩码、一端带有滑轮的长轨道、打点器、纸带、秒表、毫米刻度尺、垫木 等。【教学过程】三、教学过程设计(一)创设情景、引入新课上一节我们学习了牛顿第一定律,明确了运动和力的关系, 但是没有给出定量的关系, 只是给出了定性的解释, 那么这一节就解决这个问题,我们一起学习牛顿第二定律。(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。1与物体受到的外力的关系:与物体受到的外力有关; 例如:骑自行车刹
3、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。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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页名师精编优秀教案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。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
4、小的自行车获得的加速度就较大。3与物体运动的速度的关系: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。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。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,从公式可知,加速度与速度的大小无关。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
5、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与、的定量关系呢?预测学生的分析可能如下:分两步进行研究:保持研究对象的质量一定时,研究加速度和合外力的关系;保持研究对象受到的合外力一定时,研究加速度和质量的关系。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归
6、纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页名师精编优秀教案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
7、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: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,测出小桶的质量与小桶中砝码,把小桶与小桶中砝码的总重力当作小车受到的拉力,从打点计时器打出的纸带上测量并算出,由计算出小车的加速度。说明: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。同时应注意有些学生可能有别的方案,要鼓励和认真对待,
8、 在课堂时间不足的情况下,可在课外指导学生去探究。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。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引导学生从实验误差、 实验操作等方面来分析方案数据的处理。并用课件显示实验的具体步骤和注意事项。教师巡视,注意学生仪器使用是否得当,必要时给予指导。调用多组学生的实验数据,让学生分析与、与的定量关系。初步得出:与 F 成正比,与成反比(与 1/成正比)。精选
9、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页名师精编优秀教案4,理解牛顿第二定律的确切含义牛顿第二定律公式中的F 表示的是物体所受的合外力,而不是其中的某一个力或几个力。 由此强调应用牛顿第二定律解题,一定要先对研究对象进行受力分析。牛顿第二定律的公式具有矢量性,即公式中的F 和 a 都是矢量,且二者的方向相同。 这一点也是学生列方程时的一个弱点,求合力时不知道用什么力去减另一些力。牛顿第二定律的公式具有瞬时性, 即物体在某一时刻的加速度与该时刻的合外力相关。 合外力发生变化时, 加速度随之发生变化; 合外力在某一时刻停止作用,加
10、速度随即消失。可概括为:同时产生、同时变化、同时消失,加速度与合外力共存亡。5、牛顿第二定律文字表述: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。数学公式是:maF合。四、课堂小结(可引导学生总结)1这节课以实验为依据,采用控制变量的方法进行研究。这一方法今后在电学、热学的研究中还要用到。 我们根据已掌握的知识设计实验、探索规律是物体研究的重要方法。2定义力的单位“牛顿”使得k=1,得到牛顿第二定律的简单形式Fma 。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。3牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受合外
11、力恒定,其加速度恒定;合外力为零,加速度为零。即合外力决定了加速度,而加速度影响着物体的运动情况。 因此,牛顿第二定律是把前两章力和物体的运动构成一个整体,其中的纽带就是加速度。五,课后作业 p77 (2)、(4) 六、板书设计 :精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页名师精编优秀教案因果对应关系瞬时对应关系单位关系:的方向关系和物理意义:同加速度与合外力方向相质量成反比,且度与合外力成正比,与内容:物体运动的加速条件下取国际单位的改写成,在、把一定时,、一定时,、变量法)定律的实验条件(控制牛顿第二定律合2/111,3121skgmNaFkamFmaFmaFFam精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页