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“牛顿第二定律”教学设计

一、教学设计理念

一直以来，教材中牛顿第二定律的实验原理不完善长期困扰着中学物理教师。为了解决这个问题，我们设想和学生一起设计一个较为完善的实验，以准确地得出物体的加速度与所受的合外力和物体的质量之间的数量关系。

新课程改革要求改变以往过于注重知识传授的状况，而要注重获得知识的过程：使学生获得基础知识与基本技能的过程，同时也成为学会学习和形成正确价值观的过程，成为培养学生创新精神和实践能力的过程。而要健全学生人格，帮助学生树立终身学习的愿望并具备一定的学习能力，就必须努力使课堂学习成为全面培养学生素质的过程。本节课希望能在新课标的指导下做一些有效的尝试。

二、教学目标 1、知识与技能: (1)使学生明确物体的加速度与所受合外力、物体的质量之间的关系； (2)知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的； (3)锻炼学生的实验动手能力，提高实验观察和正确表述实验现象的能力；

(4)培养学生使用计算机 Excel软件处理数据的能力。 2、过程与方法：

通过设置问题启发学生思考，使学生初步掌握思维方法；

通过组织探究和验证实验过程，训练学生掌握观察、总结以及运用数学处理问题的方法；

让学生经历科学规律探究过程，认识探究意义、尝试探究方法、培养探究能力。

3、情感态度与价值观：

通过探究和验证等活动，培养学生的合作精神以及参与意识；

通过运用相对简单的仪器验证比较复杂的物理规律， 培养学生不畏艰辛、敢于进取的精神；

培养学生严谨求实、精益求精、契而不舍的探索精神。

三、教学内容分析  本节的重点内容是做好演示实验，让学生观察并读取数据，从而有说服力的归纳出a与F合和m的关系，即可顺理成章地得出牛顿第二定律的基本关系式。因此，熟练且准确地操作实验就是本课的关键点。难点是讲清实验装置、原理，使学生体会到通过实验体会物理学的研究方法，才能达到掌握方法、提高素质的目标。四、教学资源

（1）学生情况分析

本班是省级示范高中的一个优秀班级，有一定的计算机应用基础 ；整体素质较高，理解、分析、动手能力较强。

（2）教学方式

采用探究式教学，师生互动，通过定量研究，观察并用数学语言描述规律，最后提出假说并验证总结规律。

（3）教学媒体

气垫导轨、数字记时器、滑块、托盘天平、小铁片、刻度尺、多媒体电脑及投影仪、Excel软件、铁架台等

五、教学策略

牛顿第二定律的教学是建立在实验基础上演绎归纳而让学生掌握定律内容的，因此 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 =225g

m3=m+2m/8=10m/8=250g

m4=m+3m/8=11m/8=275g

为了保证物体所受的合外力不变，必须同时改变导轨斜面的高度，只要保证了质量与高度的乘积为一定值，即可达到要求。

可令 h1=h=10cm

h2=8h/9=8.9cm

h3=8h/10=8.0cm

h4=8h/11=7.3cm

利用同样的方法可以得到加速度与质量的关系图象，得出结论在误差允许的范围内，a∝1/m。 3、定律导出 (1)加速度与外力成正比，跟物体的质量成反比，即牛顿第二定律的基本关系可以写成数学表达式：a∝F合/M或者F合∝am上式可写为等式F合=kma，式中k为比例常数。如果公式中的物理量选择合适的单位，就可以使k=1，则公式更为简单。 (2)在国际单位制中，力的单位是牛顿。牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的，使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N，即1N=1kg·m/s2。可见，如果各量都用国际单位，就可以使k=1，那么公式则简化为F合=ma，这就是牛顿第二定律的数学公式。

故牛顿第二定律可以完整的表述为：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。数学公式是:F合=ma。

4、例题讲解

一个质量为2kg的物体受到两个力互成 120度角的F1和F2的作用，这两个力的大小都是10N，求物体产生的加速度是多大?

解析：

可以先求出合力F合的大小可以由作图法求出,也可以用计算法求出,然后用牛顿第二定律求出加速度.

先求F1和F2的合力F合,再根据牛顿第二定律求出加速度.

F合=10N

由牛顿第二定律F合= ma

方向与合力方向相同

七、教学评价与反思

牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受的合外力恒定，其加速度就恒定，合外力为零，加速度就为零，即合外力决定了加速度。而加速度影响着物体的运动情况，因此，牛顿第二定律把前两章力和物体的运动构成一个整体，其中的纽带就是加速度。

本实验打破了传统的教学方式，利用气垫导轨、光电门、Excel软件等多媒体教学手段，较好的解决了教材上实验设计不太完善的地方。本设计实现了物理与研究性学习、物理与计算机分析处理数据的结合；实验用时短，提高了课堂的效率与容量，可以较好的解决通常采用探究教学时用时长、教学任务完不成的矛盾；利用信息技术改变课堂的教学模式，可以以学生为本，培养学生的实践和创新能力，培养学生的学习和研究能力，提高学生的科学素质。

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