高中物理牛顿第二定律教学设计

黄琼娥

摘要：本文通过任务分解、情境创设和问题设计，将"牛顿第二定律"的教学目标落实在具体的课堂教学中，并就思维引导、教学活动方式提出了建议.

关键词：牛顿第二定律;教学分析

中图分类号：G633 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2019）13-0078-01

Abstract：through task decomposition， situation creation and problem design， this paper puts the teaching goal of "Newton's second law" into concrete classroom teaching， and puts forward some Suggestions on thinking guidance and teaching activities.

Key words：Newton's second law; Analysis of teaching

1 教学目标

1.1学生需要掌握决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系

1.2学生在技能上要求能设计和操作实验，会测定相关物理量;体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程，体会科学研究方法──控制变量法、图像法的应用

1.3学生能够做到学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣;有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘;敢于坚持正确观点，勇于修正错误。

2 教学重点、难点

2.1教学难点：知道决定物体加速度的因素。

2.2教学策略：让学生明确物体的加速度只与力与和质量有关，并通过实验探究它们之间的定量关系，培养学生获取知识和设计实验的能力。

2.3教学重点：加速度与力和质量的关系的探究过程

教学策略：在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图像法等）。

3 教学过程

3.1课前准备。在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时。第一学时主要的任务是：探究加速度与力、质量的关系;第二学时主要的任务是：建立牛顿第二定律并进行初步的应用。

3.2课堂导入。

（1）介绍牛顿第二定律在生活中的运用。

视频展示：刘翔在雅典奥运会夺金的情景。教师提出问题，在决赛时，刘翔将自己身上一切戴的东西像手表、项链等都摘了下来，穿最轻的跑鞋。这样做的科学道理在哪里？ 质量越小，运动状态越容易改变，也就是說在相同的情况下，物体获得的加速度就越大。说明通过视频展示创设物理情景，激发学生的学习兴趣，同时渗透德育教育。

（2）设置牛顿第二定律的实验。改演示实验为学生分组探究实验。让学生在自主学习中，通过对认知活动进行自我监控，并及时做出相应的调整。小组（4～6人一组），小组间的合作探究可以同时培养学生的合作精神和竞争意识，让不同层次的学生都能有所作为，有所收获。教师的策略是宏观调控整体教学进度，微观放活学生局部学习进程，让学生的学习有组织、有步骤地进行。

3.3开展新课。

（1）牛顿第二定律的特点以及它的理论。定义力的单位“牛顿”使得k，l，得到牛顿第二定律的简单形式F，ma。使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义。牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具。应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的内涵和外延，避免重公式、轻文字的现象。数学语言可以简明地表达物理规律，使其形式完善、便于记忆，但它不能替代文字表述，更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况。否则就会将活的规律变为死的公式。

牛顿第二运动定律有五个特点：

瞬时性：牛顿第二运动定律是力的瞬时作用效果，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。

矢量性：是一个矢量表达式，加速度和合力的方向始终保持一致。

独立性：物体受几个外力作用，在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关，与其他力无关，各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度，合加速度和合外力有关。

因果性：力是产生加速度的原因，加速度是力的作用效果h故力是改变物体运动状态的原因。

等值不等质性：虽然，但不是力，而是反映物体状态变化情况的;虽然，仅仅是度量物体质量大小的方法，m与或无关。

（2）应用物理实验证明牛顿第二定律的特点

①将小车放在木板上，一端与纸带相连，将木板稍微倾斜，打开打点计时器，放开小车，当纸带上的点间的距离相同时，小车为匀速直线运动，保持木板的倾斜度。

②将小车放回原位，一端与纸带相连，一端通过滑轮与钩码相连，用天枰称量钩码的重量，打开打点计时器，放开小车，根据纸带上的点，计算出加速度，记录于表格。

③重复步骤②，记录多组数据。

（3）探究加速度与质量之间的关系，保持受力不变。

①将小车放回原位，在小车上加入砝码，打开打点计时器，放开小车，根据纸带上的点，计算出加速度，将加速度和小车及砝码的质量记录于表格。

②重复步骤①，改变砝码质量，记录多组数据。

让学生对所得数据进行处理，可利用计算和画图的方式进行。然后小组讨论加速度与受力和质量之间的关系是什么。

在加速度和质量一定的情况下，物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比。加速度的方向跟作用力的方向相同。牛顿第二运动定律可以用比例式来表示，即或;也可以用等式来表示，即F=k*ma，其中k是比例系数;只有当F以牛顿、m以千克、a以m/s2为单位时，F=ma成立。

3.4实际分析。利用CAI课件和网络来处理实验数据，能节约时间，提高学习效率;同时在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，有利于调动学生学习的积极性。在学法上突出学生自主发现问题，开展合作探究，进行实验探索，引导分析总结等以学生为主体的特点。尤其关注课堂教学过程中学生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。

比例式可以写为F=k*ma，k为比例系数，在国际单位制中，k=1。得到牛顿第二定律的数学表达式为F=ma力的单位：使质量为1kg的物体产生1m/的加速度的力叫做1N。

参考文献：

[1]张春江. 高中牛顿第二定律相关知识教学研究[N]. 发展导报，2018-07-31（017）.

[2]刘飞.高中物理牛顿第二定律相关知识教学策略探究[J].课程教育研究，2018（10）：166.