教材分析案例——牛顿运动定律1

教材分析案例——牛顿运动定律1

【地位和作用】

本部分讲述牛顿运动定律及其简单的应用，属于力学的重点知识要求。以牛顿运动定律为基础的经典力学对人类的生产和生活产生了深远的影响。从地面上一般物体的运动到航天飞机的飞行，无不留下了牛顿运动定律的印象。掌握好牛顿运动定律及其应用对学生正确认识、解释和探索客观世界，形成正确的世界观具有重要的现实意义。

【知识结构】

在牛顿运动定律这一章，教学内容可以分为四个单元。

第一单元:第一节，介绍人类对力和运动关系的认识，讲述牛顿第一定律。知道什么是惯性。

第二单元:第二节至第四节，讲解牛顿第二定律：理解力与运动的关系；知道力的独立作用原理；会用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题。

第三单元:第五节，讲牛顿第三定律：能区分平衡力和作用力、反作用力。

第四单元:第六节，介绍力学单位制：理解基本单位和导出单位；单位制在物理计算中的作用。

【重点难点分析和疑难点解析】

本章着重介绍三个牛顿运动定律，从人类对力和运动的关系的认识历史引入，强调对定律本身的理解，以期学生对定律有全面、清楚的认识。

1.力和物体运动的关系，是动力学研究的基本问题。人类正确认识它，经历了漫长的过程。同样，学生在认识这一问题时，也有许多错误直觉的干扰。第一节从人类认识的历史讲起，也是希望引起学生的共鸣和充分注意。并由此让学生正确理解牛顿第一定律的内容和认识它的重要意义。知道伽利略和亚里士多德对运动和力的关系的不同论点，知道伽利略理想实验的基本思路、主要推理过程和结论。知道伽利略理想实验的方法是科学研究的重要方法。

2.研究加速度跟力的关系的实验，有多种做法，教材中所用的装置比较简单，课堂演示也比较可靠。只是在分析小车受到的水平拉力时，要注意不使学生产生错误概念，书中用了“可以认为等于砝码所受重力的大小”，并在页末加了标注：这是一个连接体问题，只有小车的质量远大于砝码和盘的总质量时，才“可以认为小车所受的水平拉力等于砝码所受重力的大小”而在此处尚无法进行严格讨论。但要让学生知道，并在第七章中给以证明。

3.教材中牛顿第二定律是从实验总结出来的，根据大量的实验归纳出规律是人们认识客观规律的重要方法，教材分三节由实验得出牛顿第二定律，就是想让学生通过这一过程对此有所认识。因此，认真做好演示和学生实验十分重要。

4.对力的独立作用原理，教材在节后的花边框中给了明确的说明，请予以注意。

5.单位制这一节通过一些力学问题的分析解决，既复习巩固前面学过的知识，又帮助学生了解单位制，初步认识单位制在物理计算中的作用。本节的重点在单位制，教学中应给予注意。

【教法建议】

1.关于运动和力的关系，亚里士多德的观点符合人们日常的生活经验，因而学生很容易接受，讲授时宜多举实例让学生充分思考、讨论，且允许保留不同的意见，以使学生澄清日常经验带来的不利干扰，真正理解“力不是维持运动的原因而是改变运动状态的原因”，理解伽利略的伟大之处，在于他的理想实验重要的科学意义。因此，应认真从人类认识过程讲起以使学生对此有比较正确和扎实的理解，注重科学世界观的培养。

2.学生对惯性容易有一些似是而非的模糊认识，教学中要联系实际予以澄清。当然，真正突破这一难点及深入一步的认识有待讲过牛顿第二定律之后。

3.在“加速度和质量的关系”这一节对物体惯性的认识可以深入一步，惯性不仅表现在保持物体静止和匀速直线运动上，也表现在改变物体运动状态的难易程度上。质量就是物体惯性大小的量度，在此也可以进一步澄清一些对惯性的模糊认识。练习三的第１题和章后习题Ａ组的第１题、第２题就是针对这些模糊认识而设的。

4.对牛顿第三定律的内容，学生从形式上记住它，并不十分困难。但要真正理解，特别是在较复杂的问题中正确应用它，还需在以后的学习中逐步深入和提高。初学时要求学生对它有一定的理解，能区分平衡力和作用力反作用力就可以。

5.对牛顿第三定律的应用，都是较简单的实际问题，不涉及连接体问题。这一点在教学中应予注意。

6.对牛顿定律的适用范围，在章后的“阅读牛顿定律的适用范围”给予了说明，请根据学生情况，指导学生阅读。

7.课后的“爱因斯坦谈伽利略的贡献”等阅读材料很有启发意义，希望引导学生阅读，培养学生对真理和科学发现史的正确认识，以利于科学的态度和正确的价值观的养成。

1引自：孟昭辉编著。物理课程与教学论。长春：东北师范大学出版社，2005.73