人教版必修1高中物理4.3 牛顿第二定律 教学设计

牛顿第二定律
一、教学目标
1.知识与技能
①在上节课探究的基础上能正确得出牛顿第二定律的数学表达式。
②能正确理解牛顿第二定律。
③学会利用牛顿第二定律解决实际问题的方法。
2.过程与方法
①在上节实验的基础上进一步探究出具体的、实用的牛顿第二定律的数学表达式，主要使用逻辑推理方法。
②通过对牛顿第二定律的探究，理解牛顿第二定律及其应用，体验科学研究的基本规律。
3.情感态度与价值观
使学生体验到逻辑推理的具体过程与方法，体会到逻辑推理是科学研究的一种重要方法。
二、设计思路
在学生已有的实验结论的基础上，探究出牛顿第二定律，理解牛顿第二定律，应用牛顿第二定律解决实际问题的方法。
1.由学生回忆上节课的探究结论（F、m、a的关系）
2.探究结论如何用数学表达式表示，F=kma
3.探究最简单的表达式F=ma
4.通过各种实例探究，理解牛顿第二定律
5.探究利用牛顿第二定律解决实例的步骤和方法
三、教学方法、难点
1.重点：在实验的基础上得出牛顿第二定律的数学表达式及其应用。
2.难点：对牛顿第二定律的正确理解。
四、教学资源
笔记本电脑、投影仪
五、教学过程
教师活动 学生活动 点 评
一、新课引入 上节课，同学们探究了什么？利用了什么科学实验方法？得出了什么结论？
二、讲授新课
教师提出上面得出的结论是否能起个名称，给规律命名一般用什么方法？
1.牛顿第二定律（板书）
内容：（由学生归纳）
数学表达式（引导学生表述）
最后得出F=kma
上式中k是什么？
数值多少？有无单位？
能不能取k=1，并且无单位？能，在什么情况下？
取1牛顿=1千克·米/秒2是否可以？
2.力的单位（板书）
力的国际单位制单位“牛顿”的定义
1牛顿(N)=1千克·米/秒2
=1kg·m/s2
如果力用牛顿作单位，质量用千克作单位，加速度用米/秒2作单位，则牛顿第二定律的数学表达式如何？使用时注意什么？
例1，教科书P80[例题1]
根据学生的具体解题，引导学生评价解题过程，总结解决物理问题的方法与规范。
利用牛顿第二定律解决物理问题的一般方法。（板书）
①对物体正确受力分析；
②确定正方向，（一般有初速以初速，没有初速以加速度方向为正方向）
③列牛顿第二定律方程
④方程不够，再根据题意列补充方程。
⑤统一各物理量的单位（国际单位）代入方程求解。
3.对牛顿第二定律理解
提问①上题中求出的阻力是负值如何理解？是否阻力都是负值？以后把跟确定正方向相反的力如何代入牛顿第二定律计算？加速度的正负如何理解？
提问②你认为F=ma中的F是作用在物体上的什么力？在学生回答的基础上进一步设问合力如何求？
例2，教科书P81[例题2]通过学生阅题，教师提出问题，物体受合外力多大？方向如何？物体产生的加速度方向如何？大小多少？
如何利用正交分解求合外力？所求结论是否与上述一致？利用正交分解关键是什么？
如果ax、ay都不是零，如何处理？
4.总结
①本节课主要解决了哪些问题？
②学生中还存在什么疑问？
例如：
（1）先有加速度，还是先有合外力，如何理解？
（2）质量不同的物体，所受重力不一样，它们自由下落时加速度却一样，如何理解？
三、布置作业
①探究作业：如何用动力学方法测物理质量？
②教课书P82，课后练习。 学生回答：探究了物体的加速度与物体的质量和作用在物体上外力的关系。利用了控制变量法，得出了加速度与作用在物体上外力成正比，与物体的质量成反比。
学生看书，讨论发表自己的观点：统一叫牛顿第二定律。定律、定理命名一般按发现发明人名字命名。
学生归纳：物体的加速度跟作用力成正比；跟物体的质量成反比
则F=kma
学生探究、理解，回答k是比例系数，数值应是，单位应是牛顿/（千克·米/秒2）
学生讨论、回答能，但必须取1牛顿=1千克·米/秒2
学生可以根据查阅课外资料情况，回答是可以。
学生回答F=ma
使用它解决具体的物理问题时必须注意各物理量单位的统一。
学生阅题，理解题意，由二位学生上黑板解题，结论都正确。全体学生评价解题过程的好坏。
学生明确利用牛顿第二定律解决物理问题的方法和步骤。
学生讨论后回答：F阻方向与确定正方向相反。阻力不一定是负值，关键看与规定正方向的关系，代入牛顿第二定律公式时必须注意正负号，加速度也是一样，加速度方向与产生加速度的外力方向是一致的。
学生讨论后回答：作用在物体上的合外力。合外力的求法是利用平行四边形法则和正交分解法等。一直线上的合力只要是代数和。
学生问题，探究解题方法。学生回答：由平行四边形法则得F合=10N，方向与F1、F2夹角为60°，加速度方向与F合外力方向一致，大小为
学生自己解题，得出一样的结论。关键是建立确当的直角坐标系。
基本方程：
代入数据解得：ax=5m/s2
ay=0
∴a=ax=5 m/s2
如果ax≠0、ay≠0
则
学生总结回答：
①牛顿第二定律具体表述和数学表达。
②利用牛顿第二定律解题的一般方法、步骤。
③正确理解F=ma中的F，和F和a的关系。
学生作业 ①这样引入新课，过渡自然，同时也引出今天的探讨课题。
②学生的回答可能不全面，语言上不严密，这里教师应及时纠正，正确引导。
这里学生肯定会乱起名称，但这样也能激发他们的探究积极性，教师在这里关键是要正确引导。
这里特别要注意归纳语言的准确性，不能不严密，因为学生刚接触本知识点，真正理解必须逐步深入。数学式的变化，要注意思维能力的培养。
这里学生回答可能存在困难，但能培养思维能力，能培养数学知识的应用能力。
这里学生回答肯定有不同意见，教师要适时引导。
这里教师适当介绍物理学中单位是如何确定的，为下一节作铺垫。
本例题是要学生学会牛顿第二定律的简单应用，主要通过解题明确方法、规范步骤。
这里是重点，力学的基础，所以教师的点评必须适时、确当、准确。
这里是难点，也是学生以后在解题过程中容易出错的地方，最好在点评过程中举一些简单的小问题说理。例如，汽车刹车与起动，物体在斜面上滑动等。
这里学生通过讨论，是可以回答。
这里主要是培养解决物理的思维方式，理清思路。
正交分解是牛顿运动定律中解决问题的一般方法，是重点，这里除引导方法外，还必须注意规范性。
学生提出的问题，可以回答的，应及时解答，有的问题暂时不能回答的必须说明，有探究价值的可以留给学生课后探究。
要根据学生作业实际，及时做好集体答疑和个别辅导工作。
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