高中物理牛頓第二定律教學設(shè)計

黃瓊娥

摘要：本文通過任務(wù)分解、情境創(chuàng)設(shè)和問題設(shè)計，將"牛頓第二定律"的教學目標落實在具體的課堂教學中，并就思維引導、教學活動方式提出了建議.

關(guān)鍵詞：牛頓第二定律;教學分析

中圖分類號：G633 文獻標識碼：A 文章編號：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 教學目標

1.1學生需要掌握決定加速度的因素、理解加速度、質(zhì)量、力三者關(guān)系

1.2學生在技能上要求能設(shè)計和操作實驗，會測定相關(guān)物理量;體驗性上要求經(jīng)歷探究活動、嘗試解決問題方法、體驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律過程，體會科學研究方法──控制變量法、圖像法的應(yīng)用

1.3學生能夠做到學習積極主動，對學習物理有較濃厚興趣;有較強的好奇心和求知欲，樂于探究自然界的奧秘;敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤。

2 教學重點、難點

2.1教學難點：知道決定物體加速度的因素。

2.2教學策略：讓學生明確物體的加速度只與力與和質(zhì)量有關(guān)，并通過實驗探究它們之間的定量關(guān)系，培養(yǎng)學生獲取知識和設(shè)計實驗的能力。

2.3教學重點：加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的探究過程

教學策略：在探究過程中，滲透科學研究方法（控制變量法、實驗歸納法、圖像法等）。

3 教學過程

3.1課前準備。在教材處理上把牛頓第二定律分為兩個學時。第一學時主要的任務(wù)是：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系;第二學時主要的任務(wù)是：建立牛頓第二定律并進行初步的應(yīng)用。

3.2課堂導入。

（1）介紹牛頓第二定律在生活中的運用。

視頻展示：劉翔在雅典奧運會奪金的情景。教師提出問題，在決賽時，劉翔將自己身上一切戴的東西像手表、項鏈等都摘了下來，穿最輕的跑鞋。這樣做的科學道理在哪里？ 質(zhì)量越小，運動狀態(tài)越容易改變，也就是說在相同的情況下，物體獲得的加速度就越大。說明通過視頻展示創(chuàng)設(shè)物理情景，激發(fā)學生的學習興趣，同時滲透德育教育。

（2）設(shè)置牛頓第二定律的實驗。改演示實驗為學生分組探究實驗。讓學生在自主學習中，通過對認知活動進行自我監(jiān)控，并及時做出相應(yīng)的調(diào)整。小組（4～6人一組），小組間的合作探究可以同時培養(yǎng)學生的合作精神和競爭意識，讓不同層次的學生都能有所作為，有所收獲。教師的策略是宏觀調(diào)控整體教學進度，微觀放活學生局部學習進程，讓學生的學習有組織、有步驟地進行。

3.3開展新課。

（1）牛頓第二定律的特點以及它的理論。定義力的單位“牛頓”使得k，l，得到牛頓第二定律的簡單形式F，ma。使用簡捷的數(shù)學語言表達物理規(guī)律是物理學的特征之一，但應(yīng)知道它所對應(yīng)的文字內(nèi)容和意義。牛頓第二定律通過加速度將物體的運動和受力緊密聯(lián)系，使前三章構(gòu)成一個整體，這是解決力學問題的重要工具。應(yīng)使學生明確對于牛頓第二定律應(yīng)深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的內(nèi)涵和外延，避免重公式、輕文字的現(xiàn)象。數(shù)學語言可以簡明地表達物理規(guī)律，使其形式完善、便于記憶，但它不能替代文字表述，更不能涵蓋與它關(guān)聯(lián)的運動和力的復雜多變的情況。否則就會將活的規(guī)律變?yōu)樗赖墓健?/p>

牛頓第二運動定律有五個特點：

瞬時性：牛頓第二運動定律是力的瞬時作用效果，加速度和力同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失。

矢量性：是一個矢量表達式，加速度和合力的方向始終保持一致。

獨立性：物體受幾個外力作用，在一個外力作用下產(chǎn)生的加速度只與此外力有關(guān)，與其他力無關(guān)，各個力產(chǎn)生的加速度的矢量和等于合外力產(chǎn)生的加速度，合加速度和合外力有關(guān)。

因果性：力是產(chǎn)生加速度的原因，加速度是力的作用效果h故力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

等值不等質(zhì)性：雖然，但不是力，而是反映物體狀態(tài)變化情況的;雖然，僅僅是度量物體質(zhì)量大小的方法，m與或無關(guān)。

（2）應(yīng)用物理實驗證明牛頓第二定律的特點

①將小車放在木板上，一端與紙帶相連，將木板稍微傾斜，打開打點計時器，放開小車，當紙帶上的點間的距離相同時，小車為勻速直線運動，保持木板的傾斜度。

②將小車放回原位，一端與紙帶相連，一端通過滑輪與鉤碼相連，用天枰稱量鉤碼的重量，打開打點計時器，放開小車，根據(jù)紙帶上的點，計算出加速度，記錄于表格。

③重復步驟②，記錄多組數(shù)據(jù)。

（3）探究加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系，保持受力不變。

①將小車放回原位，在小車上加入砝碼，打開打點計時器，放開小車，根據(jù)紙帶上的點，計算出加速度，將加速度和小車及砝碼的質(zhì)量記錄于表格。

②重復步驟①，改變砝碼質(zhì)量，記錄多組數(shù)據(jù)。

讓學生對所得數(shù)據(jù)進行處理，可利用計算和畫圖的方式進行。然后小組討論加速度與受力和質(zhì)量之間的關(guān)系是什么。

在加速度和質(zhì)量一定的情況下，物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，且與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比。加速度的方向跟作用力的方向相同。牛頓第二運動定律可以用比例式來表示，即或;也可以用等式來表示，即F=k*ma，其中k是比例系數(shù);只有當F以牛頓、m以千克、a以m/s2為單位時，F(xiàn)=ma成立。

3.4實際分析。利用CAI課件和網(wǎng)絡(luò)來處理實驗數(shù)據(jù)，能節(jié)約時間，提高學習效率;同時在課堂中采用多媒體課件作為輔助手段，創(chuàng)設(shè)物理情景，啟發(fā)引導學生，幫助學生建立形象直觀的認識，有利于調(diào)動學生學習的積極性。在學法上突出學生自主發(fā)現(xiàn)問題，開展合作探究，進行實驗探索，引導分析總結(jié)等以學生為主體的特點。尤其關(guān)注課堂教學過程中學生個體差異產(chǎn)生新的教學資源并較好地進行利用，運用評價手段不斷引導學生學習，較好地將新課程理念結(jié)合于教學實際中。

比例式可以寫為F=k*ma，k為比例系數(shù)，在國際單位制中，k=1。得到牛頓第二定律的數(shù)學表達式為F=ma力的單位：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/的加速度的力叫做1N。

參考文獻：

[1]張春江. 高中牛頓第二定律相關(guān)知識教學研究[N]. 發(fā)展導報，2018-07-31（017）.

[2]劉飛.高中物理牛頓第二定律相關(guān)知識教學策略探究[J].課程教育研究，2018（10）：166.