教学设计
教学主题
牛顿第二定律
一、教材分析
牛顿运动定律是高中力学知识的基础与核心。学好本节课关系到整个力学基础的学习。本节课将通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。
二、学生分析
要让学生在这一过程中，理解并巩固对加速度、力和质量的测量，学会物理科学研究的常用方法——控制变量法、图象法等，培养探究的能力，体验探究的乐趣，增强合作交流的意识。
三、教学目标
1、经历并学会用控制变量法探究加速度与物体质量、物体受力的关系的过程。
2、学会用图象法处理加速度与力、加速度与质量的关系，并根据图像分析得出加速度与力、质量的关系式。
3、体会探究过程中所用到的控制变量法、图象法等科学方法。培养设计实验、动手操作、分析问题和交流合作等能力。
4、通过等式F＝kma中给定k = 1来定义力的单位，明白国际单位制的意义。
四、教学环境
□简易多媒体教学环境???□交互式多媒体教学环境???□网络多媒体环境教学环境?????□其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
1、使用PPT演示文稿、FLASH动画、视频。
2、教学过程使用了PPT演示文稿，使教学思路清晰、重点突出，节省了板书时间，规范美观。在一些不便演示的的环节用了FLASH动画，将牛顿第二定律展示得清晰具体。并用视频拓宽学生视野，均收到较好效果。
3、对加速度与合力的关系采用flash动画，非常形象直观，收到了较好的效果。提高了学生的空间想象能力。
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六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
导入
演示实验
观看实验，思考
无
讲授1
加速度与质量的关系
观看思考
FLASH动画
讲授2
加速度与力的关系
思考推导
动画、视频
训练
出示例题及随堂练习题
做练习
PPT演示文稿
实验
指导学生实验结合动画
?学生实验
?
建构
引导学生画思维导图
?
思维导图
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
1、?组织学生对实验方案进行可行性分析、评价，从中确定一种方案。通过学生实际实验和视频相结合，使得实验更加形象直观，通过对比，这两方面互相补充，提高了教学效果。
2、?动画演示牛顿第二定律的实验过程，从而加深学生的印象，更好地掌握实验步骤和注意事项。
3、?演示文稿的系统性、便捷性提高了课堂效率。
4、?思维导图的使用，可以综合表现整堂课的综合特征和内在联系，便于学生将所学知识纳入已学的知识框架中。
课件38张PPT。牛
顿牛顿第二定律枣庄十八中物理组赵希敏 质量是物体惯性大小的量度。1.物体运动状态改变的含义是什么?2.使物体运动状态发生改变的原因是什么?3.物体运动状态改变的难易程度由什么决定？物体运动状态的改变就是指速度发生了变化，即物体产生加速度。 力是改变物体运动状态的原因，
即：力是产生加速度的原因。复习巩固力、加速度、质量之间有什么样的关系呢？Fma?牛顿第二定律目标展示1、能准确表述牛顿第二定律。
2、能根据对1N的定义，理解牛顿第二定律的数学关系式是如何从F=kma变成F=ma的。
3、能从同时性、矢量性等各方面深入理解牛顿第二定律，理解为什么说牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁。
4、能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题。Fma?用控制变量法探究加速度与力、质量的关系我们如何来探究加速度与力、质量的关系呢？实验探究1、在保证质量m一定的情况下，研究a与F的
关系点击实验实验：保证m一定，分别用F1、F2拉着小车运动，且使 F1= 2F2 。现象：x1= 2x2 ， x1 — F1作用时的位移；
x2 — F2作用时的位移。推导：由 ，得出结果：质量m一定时，加速度a跟作用力F成正比，即或2、在保证力F一定的情况下，研究a与m的
关系点击实验实验：保证F一定，分别作用在质量为m1、m2的小车使之运动，且使 m1= 2m2 。现象：x2= 2x1 ， x1 — m1的位移；
x2 — m2的位移。推导：由 ，得出结果：力F一定时，加速度a跟质量m成反比，即或牛顿第二定律: 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2）数学表达式：3)1N定义：使质量是1kg的物体产生1m/s2加
速度的力叫做1N。1）内容：对于等式：当各物理量均选国际单位时，牛顿第二定律更一般的表述：物体加速度的大小跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。上式指的是物体受一个力的情况，如果物体受几个力的作用时，F表示合力，因此思考：1、在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？F 和 a 是矢量，m 是标量。2、这两个矢量的方向关系是怎么样？ “力是产生加速度的原因”，即物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度 a 的方向和力 F 的方向是一致的。对牛顿第二定律的理解:2.矢量性：加速度和合外力都是矢量。物体加速度a的方向由合外力F合的方向决定，总是相同。3.瞬时性：牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用规律。物体某一时刻的加速度大小和方向是由物体在这一时刻所受的合外力大小和方向决定的。当合外力变化时，加速度随之变化。 即a和F合是瞬时对应关系，同时产生,同时消失,同时变化。1.因果性：只要物体所受的合力不为零，物体就有加速度，即力是产生加速度的原因。5.独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与之对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是每个力产生的加速度叠加的结果。4.同体性：公式F=ma中的Ｆ、ｍ、ａ三个物理量对应的必须是同一研究对象。制定实验方案时应注意的两个问题1）测量（或比较）物体加速度的方法：
（1）若物体做初速度为零的匀加速运动时，测出位移x和时间t，由 求出a 。
（2）不需求出a的具体数值，测量不同情况下物体加速度的比值，由于在相同时间内位移分别为x1、x2 ，由 得出 。 以
为横轴， 以 为纵轴，建立坐标系，应该是过原点的倾斜直线。2）提供和测量物体所受的恒力：
用钩码的重力来提供拉力，但要使钩码的质量远小于小车的质量。（3）可以用打点计时器打纸带，由纸带上的点求出（△x=aT2)。方案一：利用打点计时器来探究加速度与力、质量的关系（1）保持小车质量不变，改变拉力，测出不同拉力F作用下小车的加速度a，然后作出a—F图象（2）保持拉力不变，改变小车质量，测出不同质量时小车的加速度a，然后作出a—m图象，再转化为a—1/m注意事项：1、小桶和砝码的质量要远远小于小车的质量，这样小车受到的拉力才等于砝码的重力。2、要将长木板的一端适当垫高，用小车的重力的分力将摩擦力平衡掉。3、控制变量法：m不变，F变时：小车的质量不变，改变小桶内钩码的个数。F不变， m变时：保持小桶和小桶内钩码个数不变，在小车上放上钩码。方案二：利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系方案三：课本上参考案例中的实验方案由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相同。探究一: 探究a与F的关系小车的质量不变探究二: 探究a与m的关系F不变，即小桶+钩码质量不变5.303.504.003.003.202.502.392.001.561.50X2/X1F2/F1两车质量均为300g，改变钩码质量，改变力。（注：小车未平衡摩擦力）
001.002.003.005.004.001.002.003.004.006.00数据处理简单，理解图象较难。加速度
X2/X1力
F2/F1教参P65 实验实测数据及图象（示例）加速度与力的关系 实据数据分析：
根据表 格中的数据作出结果分析: 某同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验中的问题是:
aF0 没有平衡掉 摩擦力反思提高例1、从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？没有矛盾，由公式F合=ma看，F合为合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。例2、下列说法中正确的是（ ）
A．同一物体所受合外力越大，加速度越大。
B．同一物体所受合外力越大，速度越大。
C．物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。
D．物体的加速度大小不变一定受恒力作用 A例3、 静止在光滑的水平面上的物体，受到一个水平拉力，则在力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A.物体立即获得加速度和速度
B.物体立即获得加速度，但速度仍为零
C.物体立即获得速度，但加速度仍为零
D.物体的速度和加速度均为零B 例4、下列说法中正确的是（ ）
Ａ、物体所受合力为零，物体的速度必为零。
Ｂ、物体所受合力越大，物体的加速度越大，速度也越大。
Ｃ、物体的速度方向一定与物体受到的合力的方向一致。
Ｄ、物体的加速度方向一定与物体所受到的合力方向相同。Ｄ 例5、一物体在几个力的作用下处于静止状态,现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零,又逐渐使其恢复到原值(方向不变),则 ( )
A. 物体始终向西运动
B. 物体先向西运动后向东运动
C. 物体的加速度先增大后减小
D. 物体的速度先增大后减小AC例6、一辆小汽车的质量 m1=8.0×102kg ，所载乘客的质量是 m2=2.0×102kg ，用同样大小的牵引力，如果不载人时小汽车产生的加速度是a1=1.5 m/s2，载人时产生的加速度a2是多少（忽略阻力） 解法一：由牛顿第二定律： F = ma 可知牵引力的大小
F = m1 a1
= 8.0×102× 1.5 N
=1.2× 103N 由于载人和不载人时牵引力是同样大的,故：解法二：比例法 思考：一力作用在质量m1 的物体上能产生3m/s2 ,该力作用在质量为m2的物体上能产生1.5 m/s2 的加速度,若将 m1 m2 合为一体能使它产生多大的加速度?以m1 为研究对象:F= m1 ×3则m1 =F/3以m2 为研究对象:F= m2 × 1.5 则m2 =F/1.5以整体为研究对象:F=(m1 ＋ m2 )a则
a=F/ (m1 ＋ m2 )=1 m/s2 解析:1．确定研究对象．2．分析研究对象的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图．3．求出合力．注意用国际单位制统一各个物理量的单位．4．根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解．用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤 1、一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为( )
A．1m／s2
B．2m／s2
C．3m／s2
D．4m／s2BCD练习2、25N的力作用在一个物体上，能使它产生 2 m/s2的加速度，则要使它产生 5 m/s2的加速度，作用力为 。分析：由于是同一个物体，故质量不变。先可以由F1 = 25N和加速度 a1 = 2 m/s2 求出质量再由 F2 = ma 求出作用力
F2 = ma2 =12.5×5 = 62.5N62.5N练习3、质量为m的物体放在粗糙水平面上受水平F时产生加速度为a1 ,当水平力为2F时,加速度a2,关于a1 与a2 的关系正确的是（ ）解析:关键要考虑摩擦力f。练习a2 ＝ 2a1 B. a2 ＜ 2a1
C. a2 ＞ 2a1 D. a1 ＝ a2 C由a1 =(F－f)/m,
a2 =(2F－f)/m ＞2(F －f) )/m =2 a1 4、一个物体质量是2kg，受到互成1200角的两个力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用，这个物体产生的加速度是多大？解法1：直接求F1和F2的合力，然后用牛顿第二定律求加速度。
由平行四边形定则可知，F1、 F2、F合构成了一个等边三角形，故 F合=10 N
a = F合/m =10/2m/s2=5m/s2
加速度的方向和合力方向相同。解法2：先对两力进行正交分解，然后再求合力。练习5 、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速 v = 144 km/h 。假设前方车辆突然停止后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t = 0.50s 。刹车时汽车受到的阻力的大小F 为汽车重力的0.40倍。该高速公路上汽车间的距离 s 至少应为多少（g = 10 m/s2）分析：汽车间的距离 s = s1 ＋s2 汽车在 s1 做匀速直线运动 s1 = v t
在s2 汽车做初速度 v0 = 144 km/h v t = 0 的匀减速直线运动。解： s1 = v t
= 40×0.5
=20 m S2 = 400 mS = S1+ S2 = 420 m练习课后思考:一小球从竖直在地面上轻弹簧正上某处自由落下,试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球的速度、加速度怎样变化?小 结1、加速度a与F的关系:
物体质量一定时,加速度a与合外力F合成正比。2、加速度a与m的关系:
物体受合外力一定时,加速度a与m成反比。3、牛顿第二定律
物体加速度的大小跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同.
