牛顿第二定律教案.docx

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牛顿第二定律教案

高一物理个人备课第13周

课题一

牛顿第一定律

课时安排

1课时

课

标

解

读

}

1、能理解伽利略的理想实验是科学研究的重要方法。

2、能正确理解惯性的概念及含义。

3、能正确理解牛顿第一定律的内容，及所包含的意义。

教材分析

牛顶第一定律作为力学的第一个定律，它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律的得出，并使牛顿以新的视角看待引力。

学生分析

本节内容是牛顿三定律的基础，初中进行过初步的学习。

因此本节课从整体上讲，难度不是很大，学生学习起来比较顺手。

教学重点

牛顿第一定律及其应用

教学难点

》

伽利略的理想实验、牛顿第一定律的理解

教学策略

自主练习→小组讨论→讲练结合

教学方法

分析实例，互相讨论，点拨到位，总结方法。

教

学

目

标

知识

；

与

能力

1、了解伽利略的理想实验，了解物理学上思想实验的实质。

2、体会亚里士多德与伽利略的思想冲突。

过程与方法

1、知道理想实验是科学研究的重要方法

2、知道牛顿第一定律的建立过程

情感态度价值观

1、通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性。

2、培养学生严谨的科学作风，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。

教学内容及过程

教

学

过

程

一、探究结论过程

实验探究1：

亚里士多德观点（5分钟）

（简单引入。

如前面学习了运动学与静力学，今天来学习运动与力的关系。

）

课件展示人推木块的情景，让学生观察，然后，要求学生利用桌上的木块、小车感受：

推木块，木块就运动，撤去推力，木块停止运动；推小车，小车运动，撤去外力，小车逐渐停下来。

师：

生活中还见过类似的例子吗

>

（学生答，教师将学生的举例，写在黑板上）

启发学生比较上述事例的共同特征：

物体的运动需要力的作用，撤去物体受的力，物体就不会动或停止运动。

投影亚里士多德观点：

要维持物体作匀速运动，就必须给物体施加一恒定的力。

不受力而一直运动的现象是没有的。

×

真的是这样吗

实验探究2：

伽利略的结论（10分钟）

（教师通过演示实验让学生总结运动物体停下来的原因。

）

（1）实验一：

水平面上垫毛巾

实验二：

水平面上垫木块

实验三：

水平面上垫玻璃

实验四：

气垫导轨实验

*

伽利略认为：

在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。

（学生思考，回答。

）

（2）介绍伽利略的理想实验：

（教师引导学生看书了解伽利略的理想实验的内容。

教师介绍该理想实验的重要意义。

）

让小球从一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。

师总结：

伽利略在可靠的实验基础上，推论说：

如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度继续运动下去。

（3）笛卡尔补充：

如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。

二、牛顿第一定律：

（教师介绍牛顿在前人的基础上总结出第一定律。

）

师讲：

伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述，但是没有指明原因是什么，牛顿在前人研究的基础上，结合自己的研究，系统地总结了力学知识，提出了三条运动定律：

（1）牛顿第一定律：

（10分钟）

（学生思考理解并记忆。

）

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

（

教学内容及过程

教

学

过

程

理解：

①牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状态是匀速直线运动或静止（所以说，力不是物体运动的原因）

.

物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态，理解时可认为不受力和合力为零效果是一样的

③外力的作用是迫使物体改变运动状态（所以说，力是改变运动状态的原因）。

如果某个方向不受力，那么在这个方向物体也会保持匀速直线运动状态或静止状态。

一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性（所以说，一切物体都有惯性）。

（对于对牛顿第一定律的理解，要分条着一的举例解释，使学生彻底弄明白。

）

（2）惯性（5分钟）

（教师引导学生理解惯性的概念，并举例帮助学生理解惯性不是力，只与质量有关。

（而不是重力））

教师设问：

牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么

你又怎样理解这种性质呢举例说明。

（因为这是一个新概念，学生刚接受可能不是很好理解。

通过实验（或视频资料）来进一步的理解。

）

￥

在小车上放一高的木块，让小车在光滑的玻璃上运动，前面固定一物块，当车运动到物块时被挡住，车上的木块前倾。

为什么

再如，人站在匀速行使的车厢内竖直向上跳起，仍会落到原地。

为什么

这都是惯性。

再让学生举例，学生就必然入门了。

学生活动：

学生观察并思考，再进一步理解惯性：

是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。

举例：

让学生通过生活中的例子进一步理解惯性。

教师活动：

进一步总结，培养学生灵活运用物理规律解决问题的能力。

教师活动：

一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。

这个本领与什么有关呢

^

又如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时

你还能举出什么例子来

学生活动：

学生思考

（学习小组间可以热烈的讨论，只要能说明惯性与质量有关的就要大力表扬。

）

学生活动：

例

比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。

从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。

【

教学内容及过程

教

学

过

程

思考与练习（10分钟）

1、被踢出去的冰块在摩擦力可以忽略的冰面上运动受没受向前的力为什么能够向前运动

?

2、船在水中匀速行驶，一人站在船尾向上竖直跳起，它会落入水中吗为什么

3、为什么跳远运动员要助跑才能跳的远些

4、在一向北匀速直线行驶的火车车厢中，一小球静止在水平桌面上，当坐在桌旁的人看到小球向南滚动时，火车做什么运动

5、一铅球3千克，静止在地面上，把它水平扔出后，做加速运动，它的惯性如何变化

（以上5个小题还是要抓住惯性只与质量有关这一基本知识点。

）

6、正在行驶的火车车厢内,有一人相对车厢静止释放一小球,则小球会落在：

（D）

A、可能落在A处

B、可能落在B处

C、可能落在C处

【

D、以上都有可能

）

小结：

（2分钟）（惯性只与质量有关，质量是衡量惯性大小的唯一量度。

）

课堂检测：

（8分钟）（对惯性的理解有针对性的几个小题）

布置作业：

课本本节课后习题全部

}

板书设计

牛顿第一定律

1.力与运动状态

力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。

2.牛顿第一定律：

一切物体总保持静止或匀速运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

3.物体的惯性

任何物体都有保持原来静止或匀速直线运动状态不变的性质，这种性质被称为惯性。

%

教后感

本节课的重点比较突出，一是力是改变物体运动状态的原因，二是惯性只与物体的质量有关。

举例和让学生讨论后，基本能达到预期效果。

？

-

高一物理集体备课第13周

课题二

牛顿第二运动定律

课时安排

~

1课时

课

标

解

读

1、知道牛顿第二定律的内容及其数学表达式。

2、通过加速度与质量和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的原因这一规律。

3、认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，认识加速度与和外力间的瞬时对应关系。

4、实验验证加速度与力和质量的关系。

教材分析

%

牛顿第二定律是动力学的核心内容，也是整个高中物理力学部分的重点，直接关系到以后的力学学习，因此要重视本节课的学习。

学生分析

学生在学习了运动学公式、受力分析、力的平衡和牛顿第一定律的基础上，对本节内容进行综合学习。

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

牛顿第二定律的推导及应用

教学策略

探究、领悟、应用

￥

教学方法

复习回顾，创设情景，归纳总结

教

学

目

标

知

识

与

能

（

力

1、利用实验能正确得出加速度与力和质量间的关系。

2、理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义。

3、会运用牛顿第二定律解答相关问题。

4、知道什么是基本单位，什么是导出单位，什么是单位制。

明确单位制在物理计算中的应用。

过程与方法

1、体验科学研究的基本步骤。

2、知道一种常用的研究方法——控制变量法

|

情感态度价值观

1、使学生在互相协作中，体验团队合作精神，培养学生关心他人的优良品格。

2、培养学生的实验能力、分析能力、解决问题的能力和尊重事实，实事求是的科学研究作风。

教学内容及过程

教

学

过

）

程

复习引入新课：

（4分钟）

（教师提出问题，学生思考回答。

）

提问1：

物体运动状态改变的含义是什么

物体运动状态的改变就是指速度发生了变化，即物体具有加速度。

提问2：

物体运动状态发生改变的原因是什么

~

力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。

因此，加速度与物体的受力有关。

提问3：

物体运动状态改变的难易程度（即物体的惯性大小）由什么因素决定

物体的质量。

因此，加速度与物体的质量有关。

（录像资料卡车和赛车的启动过程，教师根据学生的回答，引导学生得出加速度与质量和力有关。

）

赛车质量小，启动快（速度增加的快，即赛车的加速度大。

）

即影响加速度的因素是物体的受力可物体的质量。

竞赛用的汽车的质量不很大，却安装着强大的发动机，可以获得很大的加速度。

思考：

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这是本节课要探讨的主要问题

*

（学生通过思考和小组讨论得出结论。

）

一、实验探究

1、实验方法：

控制变量法（2分钟）（教师引导学生理解控制变量法的必要性。

）

即先保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。

再保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。

2、实验仪器介绍（4分钟）（教师介绍实验器材及实验原理，并让学生思考由此而必须做的一些准备。

如：

平衡摩擦力的问题。

）

两个相同的小车放在光滑的水平桌面上，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮可以悬挂钩码，钩码通过细绳给小车提供一个拉力，当我们释放小车时，在这个拉力的作用下，小车会从静止开始做匀加速直线运动。

通过改变钩码的个数可以改变小车所受的拉力，在小车中增减砝码，可以改变小车的质量。

（关于钩码的质量要远小于小车质量的问题，实验班可以介绍。

平行班先不做深入探讨。

）

（

！

教学内容及过程

教

学

过

程

3、各物理量的测量方法。

（5分钟）

（根据实验器材，教师引导学生分析如何去测量各物理量，学习小组互相讨论得出。

必要时教师点拨。

）

?

质量：

小车质量可以用天平，砝码质量已知。

加速度：

测定物体加速度的方法有多种，如利用打点计时器、分析纸带等，这些方法较精确但费时，需要寻找一种用其它物理量直观反应加速度大小的办法。

如果物体作出速度为0的匀加速直线运动，由

可知，在相同时间内位移与加速度成正比。

我们的实验就是利用两辆小车在相同时间内的位移关系来反映加速度的大小关系。

即：

控制两辆小车的运动时间相同，则有

力：

钩码的重力等于小车所受的拉力。

$

4、实验过程（10分钟）（教师控制实验节奏，分步进行。

让学生对实验有清晰感。

教师在每一步实验结束后，由学生来得出相应的结论。

（可让学生上台来做演示实验））

（1）加速度跟力的关系

使用两个相同的小车，满足m1=m2；在连小车前的绳端分别挂一个钩码和两个钩码，使

，将二小车拉至同一起点处，记下位置。

放手后经一段时间使二小车同时停止，满足时间t相同。

读出二小车的位移。

改变悬挂钩码的个数，改变两小车所受拉力的比值关系，记录相应的小车的位移。

结论：

即：

保持质量不变的情况下，小车的加速度与受力成正比。

（2）加速度跟质量的关系.

（2）加速度跟质量的关系

将小车1上加砝码，使m1=2m2；二小车前面绳端都挂相同的钩码，使F1=F2。

将二小车拉至同一起点处放开经一段时间使其同时停止，读出各小车位移。

改变两小车的质量关系，记录相应的位移。

结论：

即：

保持物体所受力相同时，加速度与质量成反比。

\

大量实验和事实证明，物体的加速度与所受的力成正比，与物

体的质量成反比。

这就是牛顿第二定律。

教学内容及过程

教

学

过

。

程

二、牛顿第二定律（10分钟）

1、表述：

物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

（在学生讨论总结的基础上，教师引导学生看书得出牛二的内容表述。

并结合演示实验来理解记忆。

）

比例式：

或

等式：

F=kma

k是比例系数，如果在公式中质量的单位用kg，加速度的单位用m/s2，则比例系数k=1。

（教师解释K＝1的缘由。

）

2、公式：

|

式中的F合为物体所受的合外力。

3、单位：

力：

N质量：

kg加速度：

m/s2

意义：

使质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度，所需的力是1N.

4、注意：

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。

还应注意到定律表述的最后一句话，即加速度与合外力的方向关系，就是说，定律具有矢量性、瞬时性和独立性，所以掌握牛顿第二定律还要注意以下几点：

（1）矢量性：

物体的加速度方向与物体所受合外力的方向始终相同。

?

（2）瞬时性：

牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度，物体的加速度和物体所受的合外力总是同生、同灭、同时变化。

（3）定律中各物理量的意义及关系F合是物体（研究对象）所受的合外力，m是研究对象的质量，如果研究对象是几个物体，则m为几个物体的质量和。

a为研究对象在合力F合作用下产生的加速度；a与F合的方向一致。

（4）牛顿第二定律正交分解表达式

F合x=max

F合y=may

（对于这几个注意事项，要让学生理解并掌握。

）

三、力学单位制（5分钟）（教师通过几个例子来引导学生思考单位的重要性。

）

问题讨论1：

不同的数字可以反映出其大小，那么我们在比较物理量时，是否可以只用数字来比较呢为什么呢例如：

两人身高分别为160和时，我们能据此来说明哪个人的身高要高一些吗

教学内容及过程

}

教

学

过

程

问题讨论2：

物理量的单位如何而来位移、时间、速度、加速度……的单位是什么从何而来

力学中有三个物理量的单位是选定的，长度的单位、时间的单位、质量的单位。

物理学中一共有七个物理量的单位是选定的。

被选定物理量的单位叫基本单位。

（教师出几个思考题，让学生自己看书，并讨论解决。

学生看书，看书找出重点。

）

1、基本单位

在物理学中，选定几个物理量的单位作为基本单位。

力学中的基本单位：

位移单位（m）时间单位（s）

质量单位（kg）

2、导出单位：

利用公式推导出来的。

3、单位制：

由基本单位、导出单位等一系列单位所构成的单位体系叫单位制，又叫国际单位制。

4、单位制在物理计算中的作用：

（教师点拨单位制在解题中的作用。

）

在物理计算中，如果所有已知量都用同一种单位制的单位表示，那么计算结果就用这种单位制的单位表示。

反则若没有对单位先进行统一，那么在计算中的每一步都必须让单位参与运算，否则，计算结果的单位很可能要出现错误。

思考与练习：

（5分钟）

如图所示，位于水平面上质量为m的小车，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做匀加速直线运动。

若小车与地面间的动摩擦因数为μ，求小车的加速度。

小结：

（2分钟）

课堂检测：

（3分钟）

布置作业：

课本课后作业

板书设计

牛顿第二定律

一、实验探究：

加速度与力、质量的关系。

1、加速度与物体受力的关系：

质量一定时，加速度与受力成正比

2、加速度与物体质量的关系：

外力一定的情况下，加速度与质量成反比

二、牛顿第二定律

物体的加速度与所受合外力成正比，与物体质量成反比，加速度方向与合外力方向相同。

公式：

F=ma

教后感

本节课是本册书的重点内容，本节课只是给学生总的说明了什么是牛顿第二定律，重要的是要在后面的习题课中加强练习。