高中物理_必修一教学设计学情分析教材分析课后反思

《牛顿第二定律》教学设计

一、教学目标：

（一）知识与技能：

1、能根据实验结果，推出a、F、m三者间关系，理解并掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式，力的单位N的定义。

2、理解在多个力作用下牛顿第二定律表达式，初步掌握运用牛顿第二定律求解问题方法及步骤，在具体运用中能注意牛顿第二定律的瞬时性、矢量性。

3、使学生学会并掌握运用控制变量法研究多个物理量间关系，以及通过等效观点来求解问题的方法。

（二）过程与方法：

1、通过三个探究和观察推理到的事实，培养学生学会总结一般性规律的方法。

2、通过对牛顿第二定律的理解体会探究过程中所用的科学方法。

3、根据牛顿第二定律计算解决相应题目。

（三）情感、态度与价值观：

通过探究与归纳总结，使学生能够领略物理方法的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心和求知欲，产生探索自然现象的情感。

二、教学重难点：

重点：牛顿第二定律的内容、公式和含义；

难点：1、a与F的瞬时对应性；

2、牛顿第二定律的应用。

三、教学策略与手段：教师引导与学生分组探究、归纳总结相结合。

四、教学资源：多媒体教学。

五、教学过程：

六、板书设计：

牛顿第二定律学情分析：

学生在初中物理中和高中物理前面的章节中已学习了牛顿第一定律（惯性）的知识，这些都为本节学习准备了知识基础；尤其在第二节已经通过实验探究得出了加速度与力成正比，与质量成反比的结论，给学生以最基本的感性认识，学生不难得出牛顿第二定律的基本内容。但在加速度的方向上，学生不一定理解，应从矢量上进一步解释，使学生对于牛顿第二定律更深入理解，能全面掌握，即理解每个物理量和公式的内涵和外延。牛顿第二定律的应用是本章的重点，学生在第三章中已经学习了共点力作用下物体的平衡,即牛顿第二定律的特例

内容：物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比，加速

度的方向与作用力的方向相同。

公式：F=ma （F 、m 、a 均取国际单位时，k=1） 注意：F 与a 的瞬时对应性——同时性与同向性 应用：用牛顿第二定律解题的一般步骤

a等于0的情况，所以当学习a不等于0时，学生就有了参考和进一步体会，对该部分理解起来应该不难，但题型是千变万化的，习题课上还需进一步强化。

牛顿第二定律效果分析

本课教学主要特点是以问题为核心驱动学习，注重学生自主、探究与合作的学习方式，充分发挥学生的主体地位，不仅重视知识的获得，而且更重视学生获得知识的过程和方法，更加突出了学生的学。课堂上教师组织引导学生合作、交流、讨论，给学生提供了观察、思考的机会；提供了表达、交流的机会；同时也提供了成功的体验机会。充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。

牛顿第二定律内容及表达式形式学生容易掌握，但是对牛顿第二定律的矢量性、同时性、瞬时性对应总是容易受到直观、感性的干扰，教师通过让学生探究讨论，让学生在感性认识和理论证明中得出结论，深化对牛顿第二定律的理解；由于学生第一次接触动力学习题，缺乏清晰的解题思想和明确的解题思路，教师通过细致、小步骤引导，让学生发现并总结出牛顿应用第二定律解题一般步骤，同时加深学生对牛顿第二定律的联系运动和力的桥梁作用。

《牛顿第二定律》教材分析

《牛顿第二定律》是一节规律教学课，是本章的核心内容。教材讲牛顿第二定律的探究实验和公式表达分为两节内容，目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。本节内容首先在上节课实验的基础上，通过分析说明，提出了牛顿第二定律的具体内容表述，得出牛顿第二定律的数学表达式。从a∝F，到F∝a，到F=kma，再到最后得出F=ma,其中有蕴含有丰富的知识与技能、过程与方法性目标；而对牛顿第二定律的深入理解，除了这两维目标外，更要注重对学生思想观念和心理的影响（即让学生感受到物理学在认识自然上的本质性、深刻性、有效性）。教材还突出了力的单位1N的物理意义，它是为下一节学习单位制的内容做准备的，而本身又是学生普遍思考不明白的，教师应该引导学生进行必要的讨论。本节课的例题介绍是牛顿第二定律应用的基本思路，也是学习、理解牛顿第二定律的基本组成部分。本节内容是本章的重点内容，也是整个力学部分的重点内容，乃至整个高中物理的重点内容。

4.3牛顿第二定律测试题

(40分钟 50分)

一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)

1.(2013·临夏高一检测)关于牛顿第二定律公式F=ma,下列说法中正确的是( )

A.物体的质量与物体的加速度成反比

B.物体的质量与物体所受的力成正比

C.物体的加速度与物体的质量成正比

D.物体的质量一定时加速度与合外力成正比

2.(2013·成都高一检测)力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为5m/s2,力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为2m/s2,那么,力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小可能是( )

A.5 m/s2

B.2 m/s2

C.8 m/s2

D.6 m/s2

3.如图所示,质量为10kg的物体,在水平地面上向左运动,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,与此同时,物体受到一个水平向右的拉力F=20N的作用,则物

体的加速度为(g取10m/s2)( )

A.0

B.2 m/s2,水平向右

C.4 m/s2,水平向右

D.2 m/s2,水平向左

4.质量为5kg的木箱以大小为2 m/s2的加速度水平向右做匀减速运动,在箱内有一轻弹簧,其一端被固定在箱子的右侧壁,另一端拴接一个质量为3 kg的滑块,木

箱与滑块相对静止,如图所示。若不计滑块与木箱之间的摩擦,下列判断

正确的是( )

A.弹簧被压缩,弹簧的弹力大小为10 N

B.弹簧被压缩,弹簧的弹力大小为6 N

C.弹簧被拉伸,弹簧的弹力大小为10 N

D.弹簧被拉伸,弹簧的弹力大小为6 N

5.(2013·泰安高一检测)如图所示,弹簧下端固定在水平面上,一个小球从

弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一

定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是

( )

A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大

B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上

C.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小

D.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大

6.如图所示,沿平直轨道运动的火车车厢中有一光滑的水平桌面,桌面上有一弹簧和小球,弹簧左端固定,右端拴着小球,弹簧处于原长状态。现发现弹簧的长度变

短,关于弹簧长度变短的原因,以下判断中正确的是( )

A.火车可能向右运动,速度在增加

B.火车可能向右运动,速度在减小

C.火车可能向左运动,速度在增加

D.火车可能向左运动,速度在减小

二、非选择题(本题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)

7.(2013·沈阳高一检测)(10分)水平地面上的木箱质量为20kg,用大小为100N的水平力推木箱,恰好能使木箱匀速前进;若用同样大小的力与水平方向成37°角斜向上拉木箱,如图

所示,木箱的加速度多

大?(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

8.(能力挑战题)(10分)在水平地面上有一质量为2kg的物体在水

平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为,该物体的运动速度随时间t的变化规律如图所示(g取10m/s2),求:

(1)物体受到的拉力F的大小;

(2)物体与地面之间的动摩擦因数。

答案解析

1.【解析】选D。物体的质量由物体所含物质的多少决定,与外界因素无关,故A、B均错;由牛顿第二定律F=ma得a=,合外力一定时,物体的加速度与物体的质量成反比,物体的质量一定时,加速度与合外力成正比,故C错误,D正确。

2.【解析】选A、D。设物体A的质量为m,则F1=ma1,F2=ma2,当F1和F2同时作用在物体A上时,合力的大小范围是F1-F2≤F≤F1+F2,即ma1-ma2≤ma≤ma1+ma2,加速度的大小范围为3m/s2≤a≤7m/s2,正确选项为A、D。

3.【解析】选C。物体受到地面的摩擦力大小为F1=μmg=0.2×10×10N=20N,方向水平向右,物体的加速度a===m/s2=4 m/s2,方向水平向右,故选项C正确,A、B、D错误。

4.【解析】选B。因为木箱与滑块相对静止,所以滑块的加速度与木箱加速度相同,根据牛顿第二定律可知,滑块所受合外力水平向左,所以弹簧被压缩,弹力大小为3kg×2m/s2=6N,故B 正确,A、C、D错误。

5.【解析】选C、D。小球的加速度大小取决于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点,弹力从零开始逐渐增大,所以合力先减小后增大,因此加速度先减小后增大。当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。故C、D正确,A、B错误。

6.【解题指南】解答本题应把握以下三点:

(1)由弹簧的形变分析小球所受合力的方向。

(2)由小球的合力方向判断加速度方向。

(3)由速度与加速度方向的关系判断加速还是减速。

【解析】选A、D。取小球为研究对象,由于弹簧变短了,故小球受到向右的弹力,即小球受的合外力方向向右。因为加速度与合力的方向相同,所以小球的加速度方向向右。小球的速度有两种可能:①速度方向向右与加速度的方向相同,速度增大,做加速运动;②速度方向向左与加速度的方向相反,速度减小,做减速运动。故选A、D。

7.【解析】如图所示,木箱匀速运动时滑动摩擦力F f=μmg=F,所以

μ====0.5

木箱加速运动时,如图所示

水平方向由牛顿第二定律知,

Fcos37°-μF N'=ma

竖直方向Fsin37°+F N'=mg

代入数据联立解得a=0.5m/s2

答案:0.5m/s2

8.【解析】由v-t图像可知,物体的运动分两个过程,设匀加速运动过程的加速度为a1,匀减速运动过程的加速度为a2,则由题图知

a1=m/s2=0.8m/s2 ·①a2=m/s2=-2m/s2 ②两过程物体受力分别如图甲、乙所示。

加速过程:F-μmg=ma1③

减速过程:-μmg=ma2(或μmg-=m|a2|) ④

联立③④解得F=8.4N,μ=0.34

答案:(1)8.4N (2)0.34

【总结提升】用牛顿第二定律解题的方法和步骤

(1)明确研究对象(隔离或整体)。

(2)进行受力分析和运动状态分析,画出力的示意图。

(3)规定正方向或建立直角坐标系,求合力F合。

(4)列方程求解:

①物体受两个力:合成法F合=ma。

②物体受多个力:正交分解法(沿运动方向和垂直于运动方向分解)。

运动方向:F x=ma,垂直于运动方向:F y=0。

牛顿第二定律课后反思

本节课能充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动搜集、分析有关信息和资料，主动

建构良好的认识结构。使学生受到科学方法的训练，培养学生的观察能力和实验能力，学会自主学习，具有创新意识。并且本人能采用不同的让学生探究的方法突破重点和难点，从而很好的实现了本节课的教学目标。

不足之处：对学生的认知能力估计过高，在讲解例题时认为学生学完牛顿第二定律内容就应该会做题，以至于没估计到学生停留在解平衡问题的层面上，没有解出例题后的巩固练习。应该先在平衡问题的基础上带领学生分析牛顿第二定律与平衡问题解题方法上的相同点和不同点，使学生加深认识和区分，理解平衡问题就是牛顿第二定律的特例,以便于更深刻的理解和掌握牛顿第二定律的解题方法和步骤，灵活应用。

牛顿第二定律课标分析

牛顿第二定律具体地、定量地回答了物体的加速度和它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系，因而成为牛顿物理学的核心。

本章教科书将牛顿第二定律的实验和公式表达分成两节内容，目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。牛顿第二定律的学习要求学生：（1）能准确表述牛顿第二定律；

（2）能根据对1N的定义，理解牛顿第二定律的数学关系式是如何从F=kma变成F=ma 的；

（3）知道牛顿第二定律是针对质点使用的，因此关系式中的F应是质点所受的合力。能从同时性、矢量性等各方面深入理解牛顿第二定律，理解为什么说牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁。

（4）能运用牛顿第二定律分析和处理简单问题。初步体会牛顿第二定律在认识自然中的有效性和价值。

课标对牛顿第二定律的解读满足学生的认知规律，使学生在学习过程中获得一种研究问题的体验，进而收获一种习惯，成为一种意识，养育一种能力。