教材分析
1、教材的地位:牛顿第二定律是动力学的核心规律,动力学又是经典力学的基础,也是进一步学习热学、电学等其他部分知识所必须掌握的内容。所以,牛顿第二定律是本章的中心内容,也是本章的教学重点,更是高中物理的重点内容。
2、教学内容与教材体系:为了使学生对牛顿第二定律的认识更加自然、和谐,前一节“运动状态的改变”起到了承上启下的作用。它既是对牛顿第一定律的深化,使学生认识到力是产生加速度的原因,质量是衡量物体惯性大小的量度;也是为学习牛顿第二定律做的铺垫,定性的讨论了物体运动的加速度与物体受到的力和物体质量三者之间的关系,本节牛顿第二定律则是研究三者间的定量关系,而本节后面的主要内容是牛顿第二定律的应用。 本节教材是在前一节定性讨论的基础上通过实验分析,进行归纳总结得出定量描述加速度跟力和质量之间关系的牛顿第二定律。由于该规律涉及到三个变量:a、m、F,因此我们用控制变量的方法来进行研究,这在以后学习气体状态变化规律,平行板电容器的电容以及电阻定律等内容中都用到这一方法。通过教学,使学生学会通过实验数据画出图象然后进行分析得出实验结论,让学生了解图像法处理数据的优点。强调牛顿第二定律的矢量性、瞬时性。
3、教学目标:根据以上分析和课程标准对本节内容的要求,结合学生的实际情况,确定的目标为:①知识与技能:理解加速度与力和质量的关系;理解牛顿第二定律的内容,知道定律的确切含义;②过程与方法:分析归纳牛顿第二定律的过程,了解用图象处理问题的方法。③情感态度与价值观:培养认真的科学态度,严谨、有序的思维习惯。
4、教学重点与难点
二教学方法
由于初中教材和初中学生思维方式都比较简单,教学要求不高,许多物理结论,只要知道、记住,考试就可以得到不错的成绩。特别是当前初中很多学校搞的是应试教育,大多数学生都养成了死记硬背的方法和被动的学习态度。这同高中物理教材知识难度大、理论推理和定量运算多、课堂密度大、知识信息广、试题难度大、能力要求高不适应,如果只靠教师讲,学生听,很难使学生掌握所学的知识,这就必须想办法调动学生的积极性,使他们由被动地学变为主动的学,由学会变为会学,在教法中应包含对学生学法的指导和学习习惯的培养。
根据本节课的教学内容和学生的实际情况,采用以演示法和讲授法相结合的启发式综合教学方法。教师边演示边让学生分折思路,充分调动学
三教学程序
1.引入新课先让学生听一段国外的诗歌:自然和自然规律隐藏在黑暗中,上帝说:让牛顿出生吧!于是,一切显现光明。继而引导学生,虽然没有上帝,却有伟大的科学巨人牛顿。让我们寻着牛顿的足迹,继续研究运动和力的关系。通过创设情景,铺设好情感场。通过有关牛顿的诗歌,让学生在思想上产生一种强烈的好奇心、学习兴趣与学习动机。 通过进一步复习加速度跟力和质量的定性关系,使学生明确物体的加速度与物体所受的力以及质量两个因素有关。进而提出问题:加速度跟力和质量存在什么定量关系呢?通过提问问题,使学生发现问题,教师帮助梳理,最后确定本节课的学习主题,这样可以调动学生探索问题的的主动性和积极性。1.新课教学(1)设计实验①设计实验装置:引导学生根据实验目的,从实验对象(沿气垫导轨运动的滑块),实验源(提供拉力的重物),实验效果显示器(光电门及电脑计时器)三个方面设计实验装置。②实验测量方法在实验中需要测量滑块的质量、它所受的拉力及它的加速度。滑块及配重片的质量用天平测量(课前测好)滑块所受拉力可看作等于所悬挂重物(小桶及砝码)的重力(其中:悬挂重物的质量远小于滑块的质量)。滑块的加速度是测量的关键和难点,也是在教学中引导学生设计实验的重点。首先,使学生明确,我们不能直接测出加速度,而应测出相关的物理量求出加速度,在实验中,滑块运动的位移S和时间t容易测量,再由公式求出加速度。这就要求在实验中应测量滑块从静止开始做匀加速运动的位移S和相应的时间t。③设计研究方法引导学生回顾初中学习欧姆定律中研究电流跟电压和电阻的关系时用的方法,明确研究多个物理量间的关系时,需采用控制变量法。在本实验中,采用控制变量法,分别研究加速度跟力的关系和加速度跟质量的关系。把向学生介绍实验装置实验方法,改为在教师的引导下,由师生共同根据实验目的设计实验装置和实验方法,使学生变被动接受为主动设计,变旁观者为主人,学生对实验装置更清楚,对实验方法更理解,对实验过程更明确。这种设计充分调动了学生的积极性,发挥了学生的主体作用,培养了学生的实验能力。(2)实验探索①在保持滑块质量不变的情况下,通过改变悬挂重物的重力来改变滑块所受的拉力,然后借助图像:用横轴表示拉力,用纵轴表示加速度,若加速度随拉力的变化图线是一条过原点的直线,就可以说明a与F成正比(见图1)。②在保持滑块拉力不变的情况下,改变滑块的质量,测出相应的加速度。建立m-a图像,得到的是一条曲线(见图2),由该曲线引导学生提出猜想:加速度跟质量可能成反比关系。为验证猜想,画出1/m-a图像,经描点连线得到一条过原点的直线(见图3)。证明了猜想的正确性,即找到了加速度跟质量的定量关系。(3)概括规律引导学生综合上述两个实验结果,总结出加速度a、作用力F、质量m三者之间的关系是:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。进一步讨论k的取值,定义力的单位“牛顿”。公式中的合力和加速度均为矢量,且二者方向始终相同。强调牛顿第二定律的矢量性;物体在某时刻的加速度由合外力决定,加速度将随着合外力的变化而变化。强调了牛顿第二定律的瞬时性。