高中物理課程《牛頓第二定律》的教案設計

一、教學目標

在講解《牛頓第二定律》這一課中，從理論知識方面來說，首先要求學生能夠掌握牛頓第二定律的概念，通過控制變量法來研究加速度、質量和力三者之間的關系，并學會用圖像來進行數據分析和處理。除此之外，還要了解力學中基本的國際單位以及導出單位。

從實踐過程方面來說，采用實驗教學法，讓學生仔細觀察實驗過程，動手進行測量，根據實驗結果來歸納物體加速度、質量與外力之間的關系，然后由教師引導學生更深入地理解牛頓第二定律，以發散學生的思維能力，鍛煉學生的邏輯推理能力，培養學生的動手實踐能力，從而發現物理規律。

從情感態度和價值觀方面來說，要培養學生的合作能力，使學生自主投入到教學過程中，培養學生實事求是、追尋真理的精神。

二、教材分析

牛頓第二定律是高中物理課程中的重點教學內容，是整個動力學的核心規律，而經典力學的學習也要以動力學為基礎，因而牛頓第二定律的教學具有重要的意義。而且牛頓第二定律的學習可為學生日后對熱學和電學等內容的學習奠定基礎。

三、教法建議

可采用實驗法、歸納法等方法實施教學，通過多媒體技術制作課件和表格來幫助學生理解牛頓第二定律的知識點。

四、教學重點

《牛頓第二定律》的教學重點在于如何通過實驗來得出相應的結論，推導出牛頓第二定律。

五、教學難點

《牛頓第二定律》的難點在于如何引導學生真正掌握牛頓第二定律的含義和其延伸意義。

六、教學過程

1.復習導入

教師在開講之前，要先幫助學生回復之前所學的牛頓第一定律，讓學生回憶起牛頓第一定律的概念：一切物體，在沒有收到力的作用時，總保持靜止或勻速直線運動狀態。另外，還要幫助學生鞏固力和質量的關系，不同質量的物體在同樣大小的力的作用下，會有不同的反應，質量越大的物體，其運動的速度則越慢，慣性越大。

2.新課引入

在復習導入之后，教師則要引入新課內容。教師可以向學生提出問題，當一個物體受三個變量的影響，如何發現這三個變量之間的關系和規律。采用控制變量法，來固定其中一個變量，從而研究其他兩個變量。讓學生自行設計小實驗，舉出生活中的實例來證明加速度與物體質量及所受外力總和之間的關系。

3.實驗設計

第一個實驗：改變小車運行的軌道，讓小車在無外力的情況下受到平衡力的影響。在這個實驗過程中，教師可做相應的講解。當小車在運行的時候會受到摩擦力的影響，致使小車產生加速度。為了使小車不受摩擦力的影響，則可以將小車行駛的木板墊高，使小車不受拉力的影響而做勻速運動，讓小車行駛的重力和摩擦力相平衡，然后再使其受拉力的影響，便能使其只受拉力一個力的影響。

第二個實驗：使M保持不變，讓小車受不同的外力影響做勻速直線運動。讓小車拉動紙帶并通過所設定的打點計時器，利用相應的公式來求得拉力不同情況下的小車加速度值，并以表格的形式呈現出來。

第三個實驗：重復第二個實驗，保持F值固定不變，登記不同質量小車的加速度值，并同樣將其以表格的形式呈現。

完成實驗之后，則可以將第二個實驗和第三個實驗的表格數據進行比較，然后畫出相應的圖像，并對兩個圖形進行分析，以聯想二者間的關系。最后在分析之后則要進行總結和歸納，可得出：當物體的質量相同的時候，物體的質量則與加速度成反比。

七、例題

某省的高速列車在運行的時候最快的速度可以達到270 km/h，機車持續牽引力為150 N。假設此高速列車的總質量是100噸，而高速列車所受到的重力則為0.1×103N。問：列車受牽引力的影響進行勻速直線運動，那么需要多長時間其將會達到最大運行速度？

解：根據列車的總質量為100噸，其最快運行速度為75 m/s，而牽引力為150 KN，列車阻力則為f=0.1×103N

可依據牛頓第二定律得到一下式子：

a=（F-f）/m=（1.57×103-1.0×103）/1.0×105=0.57（m/s）

t=（V1-V2）/a=（75-0）/0.57≈131.6（s）

八、板書設計

1.實驗探究：討論三個變量之間的關系和規律

（1）當質量一定的時候，加速度和物體所受合外力成正比。

（2）當合外力一定的時候，加速度與物體質量成反比。

2.牛頓第二定律

（1）概念。

（2）公式：a=F/m。

（3）特性：矢量性；瞬時性。

3.力學單位

（1）力學國際單位包含基本單位和導出單位兩個部分。

（2）基本單位有三個分別是：長度單位m，質量單位kg，時間單位s。

九、教學反思

這節課是在設計上主要突出了學生在物理學習過程中的主體地位，希望能夠讓學生在實驗中積極動手實踐，并且發散自己的思維，去思考實驗所得的數據，分析數據中隱藏的內在規律和聯系。本節課充分利用了多媒體教學技術，應用電腦來處理實驗中的相關數據，可提高物理課堂教學效率。在課堂上不僅重視了對牛頓第二定律概念和公式的解釋，還直接利用實驗的方法來幫助學生更深入地理解，并培養了學生的自主探究能力，使學生能充分將所學的內容應用于實際生活中，有利于學生物理應用能力的提高。

？誗編輯 王團蘭