4.3 牛顿第二定律 教学设计(表格式)
文档属性
| 名称 | 4.3 牛顿第二定律 教学设计(表格式) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 101.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-03 08:14:47 | ||
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文档简介
教学设计
课题 牛顿第二定律
课型 新授课√ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，是牛顿第一定律的延续，是整个运动力学理论的核心规律，是本章的重点和中心内容。它在力学中占有很重要的地位，反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系，是一条适用于惯性系中的各种机械运动的基本定律，是经典牛顿力学的一大支柱。而且牛顿第二定律在生活生产中都有着非常重要的作用，如设计机器、研究天体运动，计算人造卫星轨道等等都与牛顿第二定律有关。教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达分成了两节内容，目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。牛顿第二定律的首要价值是确立了力与运动之间的直接关系，即因果关系。本节内容是在上节实验的基础上，通过分析说明，提出了牛顿第二定律的具体表述，得到了牛顿第二定律的数学表达式。教科书突出了力的单位“1牛顿”的物理意义，并在最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路。
学习者分析
学生学习了第二节实验课：探究加速度与力、质量的关系，对a、m、F三者关系都有了初步了解，并且总结出了相关规律，所以对本节理论课内容做好了铺垫，对掌握本节内容具有重要作用。
学习目标确定
1物理观念.通过分析探究实验数据,能够得出牛顿第二定律的表达式F=kma,并准确表述牛顿第二定律的内容,学会分析数据、从数据获取规律。 2科学探究.能根据1 N的定义,理解牛顿第二定律的表达式F=ma,体会单位产生的过程。 3科学思维.能够从加速度与合力的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律。 4科学态度与责任.会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题,体会物理的实用价值,能有关注生活、关注实际的态度。
学习重点难点
学习重点：正确理解并运用牛顿第二定律。 学习难点：体会牛顿第二定律是确立运动与力之间关系的桥梁，体会定律中的因果性、瞬时性等特征。
学习评价设计
1.通过分析上节探究实验的图像，总结出牛顿第二定律的内容和表达式。 2.通过力的单位的定义过程，理解牛顿牛顿第二定律的表达式F=ma。 3.通过对两个例题的分析，加深对牛顿第二定律的理解，能够运用牛顿第二定律解决实际生活的简单问题。
学习活动设计
过程学习内容与教师活动 （引领性问题）学生任务或学习活动设计设计意图或评价目标环节一 牛顿第二定律情景1： 展示上节课各组通过实验得到的a-F图像和a-图像,讨论回答下列问题。 1.各组得到的a-F图像和a-图像是不是都严格经过坐标原点 在误差允许的范围内可不可以认为是经过坐标原点的 2.根据实验中各个小组作出的a-F图像,当物体的质量不变时,物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系 3.根据实验中各个小组作出的a-图像,当物体所受合力不变时,物体的加速度与其质量之间存在什么关系 4.当物体所受的力和物体的质量都发生变化时,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 5.对于任何物体都是这样的吗？学生任务1. 学生积极思考并回答问题，说出自己的观点 因实验存在误差,可能各组得到的图像不一定经过坐标原点。在误差允许的范围内可以认为图像经过坐标原点。 正比关系。 反比关系。 存在a∝或者F=kma的关系,其中k为比例系数。 学生交流并回答：是 以及牛顿第二定律的内容和表达式意图：为学习新课内容打下牢固实验基础，并顺理成章地引出牛顿第二定律的内容，自然过渡到新课教学。 达成目标1 环节二 力的单位 初中学习时,老师告诉我们1 N的力大约相当于用手托起两个鸡蛋的力,这显然不是科学的说法,阅读课本中“力的单位”部分,回答下列问题。 1.在地球上,质量为1 kg的物体重力为多大 根据力的单位“牛顿”的规定,这么大的重力能使该物体产生多大的加速度 2.若质量的单位用g,加速度的单位用cm/s2,那么力的单位是N吗 牛顿第二定律表达式中的系数k还是1吗 学生任务2 学生在组内探究后，解答:由G=mg得G=9.8 N。再由力的单位“牛顿”规定使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力可知加速度为9.8 m/s2。 学生通过交流讨论，明确:不是。只有当质量的单位用kg,加速度的单位用m/s2时,力的单位才是N,此时牛顿第二定律表达式中的系数才是1。意图：通过生活实例分析让学生体会到单位对物理常量的影响，从而大大降低了“力的单位”和最简单的牛顿第二定律表达式F=ma。 达成目标2 环节三 牛顿第二定律 的应用例1.在平直的路面上,质量为1100 kg的汽车在进行研发测试,当其速度达到100 km/h时取消动力,汽车做匀减速直线运动,经过70 s停下来。汽车受到的阻力是多少 重新起步加速时牵引力为2000 N,产生的加速度是多少 假定试车过程中汽车受到的阻力不变。(结果保留小数点后1位) 例2.如图所示,质量为m的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态。在木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )。(重力加速度大小为g) A.0 B.g C.g D.g 学生任务3 学生交流讨论解析： 汽车匀减速过程中初速度v0=100 km/h≈27.8 m/s,末速度为0,滑行时间t=70 s,根据匀变速直线运动速度与时间的关系式可得加速度 a1==- 根据牛顿第二定律可知,汽车受到的阻力 F阻=ma1=-=-≈-436.9 N 所以汽车受到的阻力大小为436.9 N,方向与运动方向相反 重新起步后,汽车受到的合力 F合=F牵-F阻 由牛顿第二定律可得汽车的加速度 a2=≈1.4 m/s2 所以汽车重新起步时加速度的大小是1.4 m/s2,方向与运动方向相同。 学生探究后，给出解析： 未撤离木板时,小球受重力G、弹簧的拉力F和木板的弹力FN的作用处于静止状态,如图所示,通过受力分析 可知,木板对小球的弹力大小FN==mg。 在撤离木板的瞬间,弹簧的弹力大小和方向均没有发生变化,而小球的重力是恒力,故此时小球受到重力G、弹簧的拉力F,其合力与木板提供的弹力FN大小相等、方向相反,故可知加速度的大小a=g,B项正确。意图：准确理解牛顿第二定律，落实本节课的核心学习目标 达成目标3.4 突出重点、突破难点 意图：一方面深入理解牛顿第二定律；另一方面体会牛顿第二定律在生产、生活中的价值。落实本节课的核心学习目标 达成目标3.4 突破难点 课堂小结回忆牛顿第二定律的内容和表达式。 对牛顿第二定律的理解。 总结应用牛顿第二定律解决问题的方法和步骤。 （第三步可让学生自己总结，或相互讨论总结，培养学生归纳能力）
板书设计
4.3牛顿第二定律 牛顿第二定律 1.内容： 2.表达式： 对牛顿第二定律的理解 运用牛顿第二定律
作业与拓展学习设计
1.如图所示,当小车向右做匀加速运动时,两个小球的受力情况是( )。 A.A球受3个力作用,B球受2个力作用 B.A球受2个力作用,B球受3个力作用 C.A球受3个力作用,B球受3个力作用 D.A球受2个力作用,B球受2个力作用 2.一建筑塔吊如图所示,向右上方匀加速提升建筑物料,若忽略空气阻力,则下列有关物料的受力图正确的是( ) 3.如图所示,两个质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( ) A.弹簧测力计的示数是10 N B.弹簧测力计的示数是50 N C.在突然撤去F2的瞬间,弹簧测力计的示数不变 D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变 4.如图所示,有一箱装得很满的土豆,某人以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上推出后做匀减速运动,不计其他外力及空气阻力,则其中一个质量为m的土豆A受到其他土豆对它作用力的合力大小应是( )。 A.mg B.μmg C.mg D.mg 5.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图所示。g取10 m/s2,求: (1)0~6 s,6 s~10 s过程中加速度的大小。 (2)0~10 s内物体运动的位移。 (3)物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小。
课题 牛顿第二定律
课型 新授课√ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，是牛顿第一定律的延续，是整个运动力学理论的核心规律，是本章的重点和中心内容。它在力学中占有很重要的地位，反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系，是一条适用于惯性系中的各种机械运动的基本定律，是经典牛顿力学的一大支柱。而且牛顿第二定律在生活生产中都有着非常重要的作用，如设计机器、研究天体运动，计算人造卫星轨道等等都与牛顿第二定律有关。教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达分成了两节内容，目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。牛顿第二定律的首要价值是确立了力与运动之间的直接关系，即因果关系。本节内容是在上节实验的基础上，通过分析说明，提出了牛顿第二定律的具体表述，得到了牛顿第二定律的数学表达式。教科书突出了力的单位“1牛顿”的物理意义，并在最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路。
学习者分析
学生学习了第二节实验课：探究加速度与力、质量的关系，对a、m、F三者关系都有了初步了解，并且总结出了相关规律，所以对本节理论课内容做好了铺垫，对掌握本节内容具有重要作用。
学习目标确定
1物理观念.通过分析探究实验数据,能够得出牛顿第二定律的表达式F=kma,并准确表述牛顿第二定律的内容,学会分析数据、从数据获取规律。 2科学探究.能根据1 N的定义,理解牛顿第二定律的表达式F=ma,体会单位产生的过程。 3科学思维.能够从加速度与合力的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律。 4科学态度与责任.会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题,体会物理的实用价值,能有关注生活、关注实际的态度。
学习重点难点
学习重点：正确理解并运用牛顿第二定律。 学习难点：体会牛顿第二定律是确立运动与力之间关系的桥梁，体会定律中的因果性、瞬时性等特征。
学习评价设计
1.通过分析上节探究实验的图像，总结出牛顿第二定律的内容和表达式。 2.通过力的单位的定义过程，理解牛顿牛顿第二定律的表达式F=ma。 3.通过对两个例题的分析，加深对牛顿第二定律的理解，能够运用牛顿第二定律解决实际生活的简单问题。
学习活动设计
过程学习内容与教师活动 （引领性问题）学生任务或学习活动设计设计意图或评价目标环节一 牛顿第二定律情景1： 展示上节课各组通过实验得到的a-F图像和a-图像,讨论回答下列问题。 1.各组得到的a-F图像和a-图像是不是都严格经过坐标原点 在误差允许的范围内可不可以认为是经过坐标原点的 2.根据实验中各个小组作出的a-F图像,当物体的质量不变时,物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系 3.根据实验中各个小组作出的a-图像,当物体所受合力不变时,物体的加速度与其质量之间存在什么关系 4.当物体所受的力和物体的质量都发生变化时,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 5.对于任何物体都是这样的吗？学生任务1. 学生积极思考并回答问题，说出自己的观点 因实验存在误差,可能各组得到的图像不一定经过坐标原点。在误差允许的范围内可以认为图像经过坐标原点。 正比关系。 反比关系。 存在a∝或者F=kma的关系,其中k为比例系数。 学生交流并回答：是 以及牛顿第二定律的内容和表达式意图：为学习新课内容打下牢固实验基础，并顺理成章地引出牛顿第二定律的内容，自然过渡到新课教学。 达成目标1 环节二 力的单位 初中学习时,老师告诉我们1 N的力大约相当于用手托起两个鸡蛋的力,这显然不是科学的说法,阅读课本中“力的单位”部分,回答下列问题。 1.在地球上,质量为1 kg的物体重力为多大 根据力的单位“牛顿”的规定,这么大的重力能使该物体产生多大的加速度 2.若质量的单位用g,加速度的单位用cm/s2,那么力的单位是N吗 牛顿第二定律表达式中的系数k还是1吗 学生任务2 学生在组内探究后，解答:由G=mg得G=9.8 N。再由力的单位“牛顿”规定使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力可知加速度为9.8 m/s2。 学生通过交流讨论，明确:不是。只有当质量的单位用kg,加速度的单位用m/s2时,力的单位才是N,此时牛顿第二定律表达式中的系数才是1。意图：通过生活实例分析让学生体会到单位对物理常量的影响，从而大大降低了“力的单位”和最简单的牛顿第二定律表达式F=ma。 达成目标2 环节三 牛顿第二定律 的应用例1.在平直的路面上,质量为1100 kg的汽车在进行研发测试,当其速度达到100 km/h时取消动力,汽车做匀减速直线运动,经过70 s停下来。汽车受到的阻力是多少 重新起步加速时牵引力为2000 N,产生的加速度是多少 假定试车过程中汽车受到的阻力不变。(结果保留小数点后1位) 例2.如图所示,质量为m的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态。在木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )。(重力加速度大小为g) A.0 B.g C.g D.g 学生任务3 学生交流讨论解析： 汽车匀减速过程中初速度v0=100 km/h≈27.8 m/s,末速度为0,滑行时间t=70 s,根据匀变速直线运动速度与时间的关系式可得加速度 a1==- 根据牛顿第二定律可知,汽车受到的阻力 F阻=ma1=-=-≈-436.9 N 所以汽车受到的阻力大小为436.9 N,方向与运动方向相反 重新起步后,汽车受到的合力 F合=F牵-F阻 由牛顿第二定律可得汽车的加速度 a2=≈1.4 m/s2 所以汽车重新起步时加速度的大小是1.4 m/s2,方向与运动方向相同。 学生探究后，给出解析： 未撤离木板时,小球受重力G、弹簧的拉力F和木板的弹力FN的作用处于静止状态,如图所示,通过受力分析 可知,木板对小球的弹力大小FN==mg。 在撤离木板的瞬间,弹簧的弹力大小和方向均没有发生变化,而小球的重力是恒力,故此时小球受到重力G、弹簧的拉力F,其合力与木板提供的弹力FN大小相等、方向相反,故可知加速度的大小a=g,B项正确。意图：准确理解牛顿第二定律，落实本节课的核心学习目标 达成目标3.4 突出重点、突破难点 意图：一方面深入理解牛顿第二定律；另一方面体会牛顿第二定律在生产、生活中的价值。落实本节课的核心学习目标 达成目标3.4 突破难点 课堂小结回忆牛顿第二定律的内容和表达式。 对牛顿第二定律的理解。 总结应用牛顿第二定律解决问题的方法和步骤。 （第三步可让学生自己总结，或相互讨论总结，培养学生归纳能力）
板书设计
4.3牛顿第二定律 牛顿第二定律 1.内容： 2.表达式： 对牛顿第二定律的理解 运用牛顿第二定律
作业与拓展学习设计
1.如图所示,当小车向右做匀加速运动时,两个小球的受力情况是( )。 A.A球受3个力作用,B球受2个力作用 B.A球受2个力作用,B球受3个力作用 C.A球受3个力作用,B球受3个力作用 D.A球受2个力作用,B球受2个力作用 2.一建筑塔吊如图所示,向右上方匀加速提升建筑物料,若忽略空气阻力,则下列有关物料的受力图正确的是( ) 3.如图所示,两个质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( ) A.弹簧测力计的示数是10 N B.弹簧测力计的示数是50 N C.在突然撤去F2的瞬间,弹簧测力计的示数不变 D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变 4.如图所示,有一箱装得很满的土豆,某人以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上推出后做匀减速运动,不计其他外力及空气阻力,则其中一个质量为m的土豆A受到其他土豆对它作用力的合力大小应是( )。 A.mg B.μmg C.mg D.mg 5.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图所示。g取10 m/s2,求: (1)0~6 s,6 s~10 s过程中加速度的大小。 (2)0~10 s内物体运动的位移。 (3)物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小。