牛顿第二定律(教学设计)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《牛顿第二定律》教学设计
一、教材分析
学的桥梁和纽带,是我们解决很多力学乃至整个物理问题的一个重要武器,而动力学又是经典力学的基础,也是进一步学习热学,电学等其它部分知识所必须掌握的内容。
教材通过控制变量法,来研究物理规律这是一种非常重要的研究方法,在电容、电阻等内容都会用到。
所以,本节内容是本章的重点内容,也是整个力学部分的核心内容,乃至整个高中物理的重点。
2、教学目标:
根据课程要求和学生情况,确定本节课教学的三维目标:
(1)知识与技能:能根据实验结果,推出三者间关系;理解并掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式;初步掌握使用牛顿第二定律求解问题方法及步骤。
(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;培养学生的实验探究水平、概括水平和分析推理水平。
(3)情感态度与价值观:渗透物理学研究方法的教育;理解到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
3、教学重、难点:
教学重点:理解并使用牛顿第二定律
教学难点:掌握牛顿第二定律的矢量性、同体性、瞬时性、独立性
二、学情分析
1、学情分析:张大昌老先生说过应该“以学生为中心来理解教材”,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,承认和尊重学生的主体地位。
高一同学创造水平还比较欠缺,对于利用已有知识创造出新的概念、理论的水平很弱;在学习过程中对知识点的把握还不是很准确,数学的推理水平较弱。
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的理解,我打算通过师生交流、生生交流创造良好的学习氛围,让学生自己去发现规律,培养学生的概括水平。
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。
2、学习方法:
本节课给学生提供以下4种机会:
(1)提供观察、思考的机会:用亲切的语言鼓励学生观察并用学生自己的语言实行归纳。
(2)提供操作、尝试、合作的机会:鼓励学生大胆操作实验,发现问题,记录问题,讨论问题,解决问题。
(3)提供表达、交流的机会:鼓励学生敢想敢说,设置难关"逼迫"学生要想要说。
(4)提供成功的机会:赞赏学生提出的各种问题,让学生在课堂中能感受如何发现问题,并更多地体验成功的乐趣。
总来说之:观察与提问相结合,实验与思考相结合,培养学生思维水平,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,引导学生完成理解过程的两个飞跃,根据学生观察和思维的效果实行适当讲解,并在辨析,讨论,纠错,应用中,对定律的物理内涵加以深化!
三、教学媒体与资源的选择与应用
本节课的内容很抽象,教学中利用多媒体设备给学生展示图片、视屏片段等相结合的多媒体课件,协助学生理解。
四、教学实施过程
合理安排教学程序,则是教学成功的关键一环。
以求达到事半功倍之效,使学生学有所获,我根据本课教材的特点以及我班学生的实际水平,并从学生的理解心理出发,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。
1、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水平)
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、质量之间存有怎样的关系呢?
(通过多媒体演示及学生的讨论,激发学生的学习兴趣。
培养学生发现问题、探究问题的水平。
)
2、积极主动,探究新知
加速度与力和质量的关系
【演示】如图所示的实验装置,取两个质量相同的小车放在光滑的水平板上,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘,盘里分别放着数目不等的砝码,使两个小车在拉力作用下做加速运动,拉力F 的大小能够认为等于砝码(包括砝码盘)的重量.小车的质量和F 的大小,能够通过增、减砝码来改变,车的后端也分别系上绳.用一只夹子夹住两根细绳,以同时控制两辆小车,使它们同时运动和停止运动.
1.加速度和力的关系
(1)研究前提:物体的质量保持一定.
(2)演示过程及测出的数据(参考)
小车质量kg /m 作用力N F / 相等时间t 内位移m /s 小车1
0.250 20 0.8 小车2 0.250 10 0.4
(3)结论:m 一定时, 1221=F F ,由22
1at s =及2121212112F F a a s s a a =⇒==,即F a ∝ 2.加速度和质量的关系
(1)研究前提:物体所受的作用力一定.
(2)演示过程及测出的数据(参考)
小车质量kg /m 作用力N F / 相等时间t 内位移m /s 小车1
0.500 20 0.39 小车2 0.250 20 0.80
(3)结论:F 一定时,1221=m m ,由221at s =及2121212121m m a a s s a a =⇒==,即m
a 1∝ 3、牛顿第二定律
1.牛顿第二定律的表述:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比.
2.牛顿第二定律的数学表达式:
ma F m F a ∝∴∝ 写成等式为kma F = 比例常数k 与式中物理量单位的选择相关,若各量的单位均用国际单位制中单位,则1=k .
(1)牛顿(N )力的规定:使质量为1kg 的物体产生1m /s 2的加速度的力,叫做1N .
(2)牛顿第二定律:ma F =(各量用国际制单位)
3.对牛顿第二定律的深层理解
(1)同体性:是指合F 、m 和a 都是对于同一个物体来说的.
(2)矢量性:是指加速度和合外力都是失量,加速度的方向取决于合外力的方向.牛顿第二定律公式是一个矢量式.
牛顿第二定律的进一步表述:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同.
(3)瞬时性:是指加速度与合外力存有瞬时对应关系,无论物体所受合外力的大小和方向如何变化,物体运动的加速度大小和方向总与合外力同步变化.
(4)独立性:是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度,与物体是否受其他力的作用无关,我们常称之为力的独立作用原理.合力的加速度即是这些加速度的矢量和.
4.用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤:
(1)确定研究对象
(2)实行受力分析和运动状态分析,画出受力的示意图
(3)建立坐标系,即选择正方向,根据定律列方程
(4)统一已知量单位,代值求解
(5)检查所得结果是否符合实际,舍去不合理的解
5. 典型例题讲解
例1:在倾角为30°的斜面上,一个物体从静止开始下滑,已知物体与斜面之间的动摩擦因数为0.20.物体下滑的加速度为多大?
解析:以物体为研究对象,受力分析如图所示,以垂直于斜面方
向为y 轴,沿斜面方向为x 轴,建立直角坐标系,在y 轴方向由平衡
条件得:
F N =mg cos θ ①
在x 轴方向上,由牛顿第二定律得:
mg sin θ-F f =ma ②
且F f =μF N ③
由①②③得:a =3.3 m/s 2.
例2:如图所示,质量分别为m A 和m B 的A 和B 两球用轻弹簧连接,A 球
用细绳悬挂起来,两球均处于静止状态.如果将悬挂A 球的细线剪断,此时
A 和
B 两球的瞬时加速度各是多少?
解析:物体在某一瞬间的加速度,由这个时刻的合外力决定,分析绳
断瞬间两球的受力情况是关键.因为轻弹簧两端连着物体,物体要发生一段
位移,需要一定时间,故剪断细线瞬间,弹力与剪断前相同.
先分析细线未剪断时,A 和B 的受力情况,如图4-3-7所示,A 球受重力、弹簧弹力
F 1及细线的拉力F 2;B 球受重力、弹力F 1′,且F 1′=m B g
图4-3-7
剪断细线瞬间,F 2消失,但弹簧尚未收缩,仍保持原来的形变,即:F 1不变,故B 球所受的力不变,此时a B =0,而A 球的加速度为:
a A =A
B A A A m g m m m F g m )(1+=+,方向竖直向下 五、教学评价与反思
在本节课的设计过程中,我尝试建立新的课堂教学模式,打破以教师、课堂、书本为中心,以讲授灌输为主线的教学套路,构建以学生主动参与,探究创新为主线的教学模式—“自主学习课堂教学模式”。
就是在课堂教学中,以教师为指导,以学生为主体,改变教师在台上讲、学生在台下听的“灌输式教学”,灌输式教学往往是教师提出问题,教师给出结果,是教师在代替学生建立知识体系,而不是学生自己建立知识体系。
这样培养的学生欠缺发现新问题、使用新方法,提出新见解的水平,更缺乏创造力和创新精神。
“学生自主学习教学”和“灌输式教学”截然不同,它要求充分发挥学生学习的自主性,引导学生利用多媒体课件、实验等主动发现问题,主动搜集、分析相关信息和资料,主动建构良好的理解结构。
使学生受到科学方法的训练,培养学生的观察水平和实验水平,学会自主学习,具有创新意识。
我采用不同的教学方法和手段突破重点和难点,从而很好的实现了本节课的教学目标。