牛顿第二定律_教学设计
人教版高中物理必修1-4.3《牛顿第二定律》教案
第四章牛顿运动定律第四节牛顿第二定律一、教学目标1、知识与技能：1．理解牛顿第二定律的内容、知道表达式的确切含义．2．知道牛顿第二定律如何简化，如何确定K值。
3．初步学会应用牛顿第二定律进行计算。
2、过程与方法：1．通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。
2．培养学生的概括能力、分析能力和判断推理能力．3、情感态度与价值观：1．渗透物理学研究方法的教育----实验、归纳、总结．2．通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣．二、教材分析1、本节课的地位和作用：（1）牛顿第二定律是动力学的核心规律，是高一教材的重点和中心内容，在高中物理力学部分占有很重要的地位，因而理解牛顿第二定律就显得特别关键。
本节内容是在前一节实验基础上得出加速度和力、质量三者间的关系，然后为解决比例系数而得出力的单位问题，而后再辅之于例题。
这样处理，知识点过渡自然。
一方面，为应用牛顿第二定律打下基础，另一方面体现了知识服务于生活的精神。
（2）与旧教材相比，把实验独立出来了，可以大大缓解本节课的压力；而例题中，加进了方法分析，突出体现了能力的培养。
2、本节课教学重点与难点：重点：牛顿第二定律的特点难点：（1）牛顿第二定律四性的理解及力、速度、速度变化、加速度间的关系（2）正交分解法的灵活应用。
三、教学思路与方法本节课教学思路：1、由学生回忆上节课的探究结论（F、m、a的关系）2、探究结论如何用数学表达式表示a ∝ F/m ,F = kma3、探究最简单的表达式F=ma4、通过各种探究、理解牛顿第二定律5、探究利用牛顿第二定律解决实例的步骤和方法。
本节课的教学方法有：探究、讲授、讨论、练习。
四、教学建议1．在理解牛顿第二定律的确切含义时，要正确处理好学生的一个难点---力、速度、速度的变化量、加速度几者之间的关系；总结归纳出牛顿第二定律的四性（矢量性、瞬时性、因果性、同体性）。
牛顿第二定律+教学设计
牛顿第二定律教学设计课题牛顿第二定律教学目标1.通过分析探究实验数据，能够得出牛顿第二定律的数学表达式，并准确表述牛顿第二定律的内容，培养学生分析数据、从数据获取规律的能力。
2.能根据1N的定义，理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的，体会单位的产生过程。
3.能够从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律，理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁。
4.学会用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题，体会物理的实用价值，培养学生关注生活、关注实际的态度重点难点重点：正确理解并应用牛顿第二定律难点：牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁，体会因果性，瞬时性等特征教学方法讲授法合作探究课时安排1课时教学设计（主备）集体研讨个人修改一、导入新课师：在地球上，称量某物体的质量对大家不是难事！假设你现在身处太空之中，如何测量一个物体的质量呢？用天平称量可以吗？我们观看一个视频来看一看。
生：观看视频师：通过视频发现在地球上测量质量的方法在太空不适用，那么太空中如何测质量呢？通过今天的学习我想大家可以找到其中的办法？二、新课教学（一）、如何推广得到牛顿第二定律的表达式？师：上一堂课通过实验探究了加速度与力和质量的关系，用了什么方法？加速度与力有什么关系？与质量有什么关系？生：回答问题师：展示课件，回顾实验结论。
师：对于任何物体都是这样的吗？我们不敢轻易去说！各组得到的a-F图像和a-1/m图像是不是都严格经过坐标原点?在误差允许的范围内可不可以认为是经过坐标原点的?每次实验的点都可以拟合成直线，而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点。
但有限的几组实验事实并不能支撑“这一结论称为规律、定律”。
到此为止，我们的结论仍然带有猜想和推断的性质。
只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时，这样的结论才能成为“定律”。
科学前辈们在根据有限的实验事实宣布某个定律时，既需要谨慎，也需要勇气。
牛顿第二定律实验的教学设计方案
实验效果评估结果分析
质量分析
对学生实验报告质量进行 详细分析 评估实验结果的准确性
结论总结
总结实验评估结果 提出改进建议
教学方法探讨
探讨如何利用评估结果改 进教学方法 提出教学方法改进方案
未来建议
探讨未来实验设计的发展 方向 提出未来实验课程的建议
深化实验的延伸
在实验内容的基础上， 引导学生思考将实验 延伸到其他领域的可 能性，激发学生进一 步研究的兴趣。同时， 探讨未来实验设计的 发展方向和建议，为 学生提供更多探索的 空间。
指导学生正确佩戴实验服 装和个人防护装备，确保 实验安全进行
总结
通过以上准备工作，学生将能够熟悉实验所需的 仪器、材料和环境要求，为进行牛顿第二定律实 验打下坚实的基础。实验前的充分准备和注意事 项的提醒，有助于保障实验的顺利进行，同时确 保实验结果的准确性和安全性。
● 03
第3章 实验步骤和操作
● 08
第八章 实验附加说明
实验安全注意事项
在进行牛顿第二定律实验时，学生们需要时刻注 意实验中的安全意识和操作规范。为了预防实验 中可能出现的危险和事故，学生们应该认真遵守 实验室规定，正确使用实验设备和仪器，确保实 验过程安全稳定。
实验设计改进建议
针对本次实验设计中存在的问题和不足，学生们 可以提出改进实验设计的建议和措施。鼓励学生 在实验设计中发挥创新和实践能力，通过改进设 计提升实验的准确性和有效性，让实验过程更加 有趣和富有挑战性。
● 04
第4章 实验效果评估
实验效果评估指标
01 客观性
确保实验结果不受主观影响
02 科学性
保证实验设计符合科学原理
03 方法多样性
采用多种方法进行评估
牛顿第二定律教学设计(市级一等奖)演示教学
牛顿第二定律教学设计教材分析牛顿第二定律是动力学部分的核心内容，它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化，即加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系；况且此定律是联系运动学与力学的桥梁，它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻，所以本节课的教学对力学是至关重要的．本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容，关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解，全面掌握牛顿第二定律，会应用牛顿第二定律解决有关问题．学情分析学生学习了第二节实验课：探究加速度与力/质量的关系，对a m F三者关系都有了初步了解，并且总结出了相关规律，所以对本节理论课内容做好了铺垫，对掌握本节内容具有重要作用，教学目标：知识与技能1、能准确表述牛顿第二定律2、理解数学表达式中各物理量的意义及相互关系3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的4、能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题过程与方法通过对上节课实验结论的归纳，培养学生概括和分析推理能力情感与态度1、渗透物理学研究方法的教育——由实验归纳总结物理规律2、让学生感受到物理学在认识自然上的本质性、深刻性、有效性教学重点：牛顿第二定律教学难点：1、牛顿第二定律公式的理解2、理解k=1时，F=ma教学方法和程序：探讨、归纳、数字化实验、讯飞多媒体辅助互动等。
具体步骤是：创设物理情景→回顾与思考→数字化演示实验→总结规律→讯飞多媒体辅助互动。
教学过程：教学事件顺序教学任务及实现途径教师活动预测学生活动事件1 复习上节内容的基础上，建立本节内容相关的知识结构体创设情景、引入新课向学生提问：回忆上节实验探究课内容，我们研究了哪几个物理量？它们之间有什么关系？能用公式反应他们之间的关系回忆、同学间展开讨论、最后举手踊跃回答老师提出的问题板书设计：牛顿第二定律1．内容：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2．表达式：a ＝F 合m 或F 合＝ma说明：①a ＝F m 是加速度的决定式②力是产生加速度的原因③m ＝F a 中m 与F 、a 无关1. 3．对牛顿第二定律的理解：①矢量性 ②因果性 ③瞬时性 ④同体性 ⑤独立性 ⑥局限性4．应用牛顿第二定律解题的一般步骤备用习题：1．如图所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端．试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况．解析：在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零．在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小．由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关．2．一辆小车在水平地面上沿直线行驶，在车厢上悬挂的摆球相对小车静止，其悬线与竖直方向成θ角，如图所示．问小车的加速度多大，方向怎样？解析：解法一：小球的受力情况如左下图所示．由图可知，F 合＝mg tan θ.所以加速度a ＝F 合m ＝g tan θ，水平向左．解法二：小球的受力情况如右上图所示，由牛顿第二定律得：F sin θ＝ma ①F c os θ－mg ＝0②由①②得a ＝g tan θ方向水平向左．答案：g tan θ 方向水平向左备课资料一、物理公式与数学公式的区别学好物理离不开数学，但不能把物理公式当作数学公式来理解，这是因为物理公式与数学公式之间有许多本质上的区别．1．数学公式只表示数量大小间的关系，很少涉及各量间单位；物理量不但有大小，还有单位，因而物理公式不仅表示各量的数量关系，而且还包含单位关系．例如由牛顿第二定律F ＝ma 就可知，1 N ＝1 kg·m/s 2.2．许多物理公式，不仅表示各量间的大小关系，而且表示它们间的方向关系，例如根据F ＝ma 可知，物体加速度的方向与其所受合外力的方向相同，忽视这一点，就会犯错误．3．数学中的函数关系是从具体的客观事物中抽象概括出的，像y ＝f （x ），它不与某个具体的物理过程相联系，所以在y与x之间没有确定的因果关系，写作y＝f（x）时，x是原因，y是结果，通过公式变形，可以找出上式的反函数x＝φ（y），在反函数中y是原因，x是结果．可见，由于公式形式的变化，因果关系也随之改变；物理公式是与某个物理过程相联系的，它反映了该过程中的物理量之间的必然的因果关系．例如牛顿第二定律的数学表达式F ＝ma中的F、m、a三个量之间的因果关系是由物理运动状态变化过程本身决定的，牛顿第二定律的数学表达式，无论以哪种形式出现（a＝Fm，F＝ma，m＝Fa），F、m都是原因，a 是结果，由此可见，物理公式中，各量之间的因果关系是不能随意颠倒的．在学习物理时，要注意搞清物理公式中各量之间的因果关系，而不能把物理公式单纯当成数学公式去理解．二、谈谈定律与定理、定则物理学中的重要规律，如牛顿第三定律、以后要学习的机械能守恒定律、动量守恒定律等等，都是通过实验得出或在实验的基础上通过科学推理得出的；而像力的平行四边形定则，及以后要学习的动能定理、动量定理，则是由理论推导得出的．知道了为什么有些规律叫某某定律，而另一些叫某某定理，对我们学习物理有很强的指导作用．因为物理定律都有实验事实背景，因此我们在掌握物理定律时，要特别注重定律得来的实验过程，注重过程，不但使我们掌握了物理知识，而且也感悟了探求知识的方法；而在学习物理定理时，则要注意该定理是在什么条件下由什么规律推出的，从而使所学知识融会贯通．希望同学们在以后的学习中，注重物理知识的特点，你的学习定会事半功倍！三、牛顿牛顿（1642—1727年），英国物理学家和数学家．在伽利略被隔离软禁死去那年的圣诞节——1642年12月25日，牛顿出生于英国离伦敦不远的林肯郡沃斯索普村一农户家中．他的父亲在他出生前就去世了，他是一个多病而又腼腆的孩子.1661年入剑桥三一学院学数学，当时并未显示出有过人之处．1665年疫病流行使剑桥大学关闭，牛顿回乡间住了18个月，直到开学．这18个月是牛顿一生最有收获的时期．在这段时间内孕育了他一生学术成就的基础思想．牛顿一生中对科学事业作出的贡献，遍及物理学、数学、天文学等领域．他在伽利略等人工作的基础上进一步深入研究，先后建立了成为经典力学基础的牛顿运动定律；发展了开普勒等人的研究成果，建立了万有引力定律；初步考察了行星运动规律，解释了潮汐现象，预言了地球不是正球体；建立了经典力学的基本体系.1666年用三棱镜分析日光，发现日光是由不同颜色的光组成的，从而确定了光谱分析的基础.1675年，他观察到了著名的牛顿环现象，为光的干涉提供了实验事实.1704年，在《光学》一书中阐述了光现象和光的本性，提出了光的微粒说．牛顿因发明望远镜而被选为英国皇家学会会员．1687年牛顿出版了巨著《自然哲学的数学原理》，独立建立了微积分学的基础和牛顿二项式定理，开创了数学史上的新纪元．动力学的研究开始于伽利略，牛顿继承了伽利略的工作，使经典力学发展到一个成熟阶段，后来总结出了运动定律．1696年牛顿被任命为伦敦造纸厂监督，1705年被授予爵士称号．在最后25年里，一直未作出任何重要发现．1727年3月20日深夜，牛顿在伦敦逝世．后人为了表示对牛顿卓越功绩的尊敬，把经典力学叫做牛顿力学．。
牛顿第二定律教学设计(精品)
《牛顿第二定律》教学设计一、学习任务分析1．教材的地位和作用牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。
在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系，理解牛顿第二定律。
”本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。
2．学习的主要任务本节的学习任务类型是综合型。
在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；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、图象法的应用。
3．教学重点和难点重点：①知道决定物体加速度的因素。
②加速度与力和质量的关系的探究过程。
教学难点：引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。
二、学习者情况分析在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力。
已具备一定的实验操作技能，会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动；具备一定的计算机操作能力，会应用CAI课件处理实验数据。
学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。
在非智力因素方面，学生学习积极主动，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；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。
三、教学目标分析根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：1．知识与技能目标①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；②培养学生获取知识和设计实验的能力。
2．过程与方法目标在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法等）；3．情感、态度、价值观目标①通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神；②让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感。
《牛顿第二定律》教学设计【高中物理必修1(人教版)】
《牛顿第二定律》教学设计教材分析本章教科书将牛顿第二定律的探究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。
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。
教材目的是要求教师更注重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。
教学目标知识与技能：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F应指合力。
能从其性质理解定律，理解牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁。
过程与方法：1.经历牛顿第二定律内容和表达式得出的历程，体会物理的科学思想2．通过动手、动脑思考，体会对定律应用的一般思路情感、态度与价值观：在应用牛顿第二定律分析和处理问题的过程中，体会定律在认识自然过程中的有效性和价值。
教学重难点重点：1.牛顿第二定律的内容及理解2.牛顿第二定律的初步应用难点：牛顿第二定律的理解课前准备多媒体、课件、习题、微课、导学案等教学过程一、新课引入[复习旧知]：1、对牛顿第一定律的理解①惯性②力是物体产生加速度的原因2、经历实验探究，得出加速度与力和质量的可能关系二、新课讲解1、牛顿第二定律①内容：物体的加速度的大小与作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
②表达式：③理解： 定律的理解 因果性力是产生物体加速度的原因，只要合外力不为零，物体就有加速度 矢量性加速度的方向总是与力的方向相同，对于物体而言加速度的方向与合外力的方向相同 瞬时性 力瞬间产生、变化、消失，加速度同样瞬间产生、变化、消失 m F a ∝kmaF =ma F ∝2、力的单位①在牛顿时代，人类已经有了一些基本的计量标准，但是，还没有规定多大的力作为力的单位。
因此，在表达式中，比例系数k的选取就有一定的任意性，只要是常数，它就能正确表示力、质量、加速度三者之间的关系。
1牛顿第二定律教学设计(1)
4.3《牛顿第二定律》教学设计课标要求：理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生活中有关现象、解决有关问题。
知道国际单位制中力的单位。
活动建议：根据牛顿第二定律，设计一种能显示加速度大小的装置。
一、教材分析：教科书中牛顿第二定律的内容以两节的形式呈现，其目的是要强调实验探究的重要性和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。
本节开始以问题的形式引入，强调可以从上一节的探究实验数据来寻找加速度与力、质量的关系，然后引导学生通过分析基于数据的图线来获取规律，进一步总结出牛顿第二定律。
在“力的单位”中，通过力的单位的定义分析了牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的。
通过这样的安排，学生不仅能体会到单位的产生过程，更能体会到科学的严谨性和准确性。
本节用了两道联系生活实际的例题来引导学生学会利用牛顿第二定律分析和解决问题，以此让学生体会物理的实用性。
二、学情分析：学生已经学习了牛顿第一定律，对力和运动的相互作用观有了初步的认识，并通过第二节课的实验，得出了当质量一定时，加速度与力的关系，当力一定时，加速度与质量的关系，引导学生从图像出发推导牛顿第二定律的表达式水到渠成。
学生通过前段时间的学习，初步掌握了运动模型构建和受力分析方法，具备求合力的基本能力，对高中物理的建模有了一定的能力。
三、教学目标：物理观念：（1）能准确表述牛顿第二定律的内容；（2）理解牛顿第二定律表达式的意义；（3）知道国际单位制中力的单位"牛顿"是怎样定义的。
科学思维：(1)会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题；(2)根据图像科学推理出实验探究结果的定量表达式F=kma并且通过1N的定义推导出F=ma科学探究：（1）通过分析探究实验的数据，能够得出牛顿第二定律的数学表达式；（2）设计一种能显示加速度大小的装置。
科学态度与责任：培养分析数据、从数据获取规律的能力，能利用牛顿第二定律解决一些生活中的物理问题。
《牛顿第二定律的系统应用》教学设计
《牛顿第二定律的系统应用》教学设计
一、教学目标
1.掌握运用牛顿第二定律分析多物体系统的方法。
2.理解内力和外力在系统中的作用。
3.培养学生的整体思维和分析复杂问题的能力。
二、教学重难点
1.重点：牛顿第二定律在多物体系统中的应用。
2.难点：确定系统的受力情况和加速度的关系。
三、教学方法
讲授法、例题分析法、实验演示法。
四、教学过程
1.导入
回顾牛顿第二定律的内容，提出多物体系统的问题。
2.系统受力分析
（1）讲解如何对多物体系统进行受力分析。
（2）区分内力和外力。
3.加速度关系确定
根据牛顿第二定律确定系统中各物体加速度的关系。
4.例题讲解
通过典型例题，讲解多物体系统中牛顿第二定律的应用。
5.实验演示
进行简单的多物体系统实验，观察运动情况。
6.课堂练习
让学生进行多物体系统的问题练习。
7.课堂小结
总结牛顿第二定律在多物体系统中的应用方法。
8.作业布置
布置课后作业，包括多物体系统的应用题。
牛顿第二定律-教学设计
牛顿第二定律教案一、教学目标1.物理知识方面的要求:(1)掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式;(2)理解公式中各物理量的意义及相互关系;(3)知道在国际单位制中力的单位"牛顿"是怎样定义的。
2.以实验为基础,通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律。
培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。
3.渗透物理学研究方法的教育。
实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究;运用列表法处理数据,使学生知道结论是如何得出的;认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
二、重点、难点分析1.本节的重点内容是做好演示实验。
让学生观察并读取数据,从而有说服力地归纳出a与F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。
同时,也只有讲清实验装置、原理和圆满地完成实验才能使学生体会到物理学研究的方法,才能达到掌握方法、提高素质的目标。
2.牛顿第二定律的数学表达式简单完美,记住并不难。
但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联;牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景,对学生来说是较困难的。
这一难点在本课中可通过定律的辨析和有针对性的巩固练习加以深化和突破,另外,还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解。
三、教具小车、木板、滑轮、钩码、投影仪。
四、主要教学过程(一)引入新课由牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因。
而物体运动状态的改变是物体运动速度发生变化,即加速度不为零。
因而力又是产生加速度的原因,加速度与力有关。
由牛顿第一定律还可知:一切物体总保持静止或匀速直线运动状态,这种性质叫惯性。
而质量是物体惯性大小的量度,因而加速度跟质量有关。
那么物体运动的加速度跟物体质量及受力之间存在什么样的关系?我们通过实验来探求。
(二)教学过程设计1.实验设计(1)启发学生按如下思路得出实验方法:对于一个物体(使m不变),不受力时加速度为零→受力后加速度不为零→受力越大则加速度越大。
高中牛顿第二定律教案【精选模板】
高中牛顿第二定律教案高中牛顿第二定律教案1一、教学目标1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；2、理解公式中各物理量的意义及相互关系3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿“是怎样定义的。
二、教学重点1、知道决定物体加速度的因素、2、加速度与力和质量的关系的探究过程三、教学难点1、理解牛顿第二定律各个物理量的意义和联系2、牛顿第二定律的应用四、教学方法在探究过程中，渗透科学研究方法如：控制变量法、实验归纳法、图象法等五、教学过程1、知识回顾物体的`运动状态发生变化，即产生加速度。
问学生：加速度的大小与那些因素有关呢？学生回答：力还有物体质量思考：力是促使物体运动状态改变的原因，力似乎“促使”加速度的产生。
质量是物体惯性的量度，而惯性是保持物体运动状态不变的性质，所以质量似乎是阻碍“加速度”的产生。
猜想：加速度可能与力、质量有关系。
结合实际：小汽车：质量小，惯性小，启动时运动状态相对容易改变。
火车：质量大，惯性大，动力大，启动时运动状态相对难改变。
2、回忆课本所研究的内容（1）、质量m一定，加速度a和力F的关系。
处理数据：得出结论：当m一定时，a和F成正比，即：a FSHAPE MERGEFORMAT（2）、力F一定时，加速度a和质量m的关系SHAPE MERGEFORMAT得出结论：当力F一定，加速度a和质量m成反比，即：a 。
3、引出牛顿第二定律通过大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论，由此可以得出一般性的规律：物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同，这就是牛顿第二定律。
高中牛顿第二定律教案2三维目标知识与技能1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式、2、理解公式中各物理量的意义及相互关系、3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算、过程与方法1、通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律，体会大师的做法与勇气、2、培养学生的概括能力和分析推理能力、情感态度与价值观1、渗透物理学研究方法的教育、2、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法、3、通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣、教学重点牛顿第二定律的特点、教学难点1、牛顿第二定律的理解、2、理解k=1时，F=ma、教具准备多媒体课件课时安排1课时教学过程［新课导入］师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去、学生观看，讨论上节课的实验过程和实验结果、师：通过上一节课的实验，我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比、师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系？生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比、师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？［新课教学］一、牛顿第二定律师：通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比、师：如何用数学式子把以上的结论表示出来？生：a∝师：如何把以上式子写成等式?生：需要引入比例常数k a=k师：我们可以把上式再变形为F=kma、选取合适的单位，上式可以简化、前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿、其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：质量为1 kg 的物体，获得1 m/s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kgm/s2 可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F=ma这就是牛顿第二定律的数学表达式、师：牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系，还描述了它们的方向关系，结合上节课实验的探究，它们的方向关系如何？生：质量m是标量，没有方向、合力的方向与加速度方向相同、师：对，我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢？生：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的`方向相同、师：加速度的方向与合外力的方向始终一致，我们说牛顿第二定律具有同向性、【讨论与交流】（多媒体演示课件）一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求物体的加速度、若2 s后撤去外力，物体的加速度是多少？物体2 s 后的运动情况如何？学生进行分组讨论师：请同学们踊跃回答这个问题、生：根据牛顿第二定律F=ma，可得a= ，代入数据可得a=1 m/s2，2 s后撤去外力，物体所受的力为零，所以加速度为零、由于物体此时已经有了一个速度，所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态、师：刚才这位同学说2 s后物体不再受力，那么他说的对不对呢？生：不对、因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力、师：那么在这种情况下的加速度又是多少呢？生：仍然是零，因为重力和支持力的合力为零，牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力，而不是某一个力、师：非常好、以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题，即用物体所受的合力来进行处理、【课堂训练】讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对，为什么、A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度B、力恒定不变，加速度也恒定不变C、力随着时间改变，加速度也随着时间改变D、力停止作用，加速度也随即消失答案：ABCD教师点评：牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度、物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失、这就是牛顿第二定律的瞬时性、师：根据牛顿第二定律，即使再小的力也可以产生加速度，那么我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推动呢？这和牛顿第二定律是不是矛盾？生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力、师：如果物体受几个力共同作用，应该怎样求物体的加速度呢？生：先求物体几个力的合力，再求合力产生的加速度、师：好，我们看下面一个例题、【例1】一物体在几个力的共同作用下处于静止状态、现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又逐渐使其恢复到原值（方向不变），则A、物体始终向西运动B、物体先向西运动后向东运动C、物体的加速度先增大后减小D、物体的速度先增大后减小生1：物体向东的力逐渐减小，由于原来合力为零，当向东的力逐渐减小时，合力应该向西逐渐增大，物体的加速度增大，方向向西、当物体向东的力恢复到原值时，物体的合力再次为零，加速度减小、所以加速度的变化情况应该先增大后减小、生2：物体的加速度先增大后减小，所以速度也应该先增大后减小、生3：这种说法不对，虽然加速度是有一个减小的过程，但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致，所以速度应该一直增大，直到加速度为零为止、师：对、一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大、【例2】某质量为1 000 kg的汽车在平直路面上试车，当达到72 km／h的速度时关闭发动机，经过20 s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2 000 N，产生的加速度应为多大？（假定试车过程中汽车受到的阻力不变）学生讨论解答生：物体在减速过程的初速度为72 km/h=20 m/s，末速度为零，根据a= 得物体的加速度为a＝－1 m/s2，方向向后、物体受到的阻力f ＝ma＝－1 000 N、当物体重新启动时牵引力为2 000 N，所以此时的加速度为a2= ＝1 m/s2，方向向车运动的方向、师：根据以上的学习，同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤、生：1、确定研究对象、2、分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图、3、求出合力、注意用国际单位制统一各个物理量的单位、4、根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解、师：牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位，希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题、【课堂训练】如图4－3－1所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端、试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况、图4－3－1解析：在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零、在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小、由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关、［小结］这节课我们学习了1、牛顿第二定律：F=ma、2、牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性、3、牛顿第二定律解决问题的一般方法、［布置作业］教材第85页问题与练习、［课外训练］1、设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比、则雨滴的运动情况是A、先加速后减速，最后静止B、先加速后匀速C、先加速后减速直至匀速D、加速度逐渐减小到零2、下列说法中正确的是Ａ、物体所受合外力为零，物体的速度必为零Ｂ、物体所受合外力越大，物体的加速度越大，速度也越大Ｃ、物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致D、物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同3、一个物体正以5 m/s的速度向东做匀速直线运动，从某一时刻开始受到一个方向向西、大小为3 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求：2 s末物体的速度、4、如图4－3－2所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量1 kg的物块、在水平地面上当小车做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10 N、当小车做匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8 N、这时小车运动的加速度大小是图4－3－2A、2 m/s2B、4 m/s2C、6 m/s2D、8 m/s2参考答案1、答案：B解析：分析雨滴的受力情况，发现雨滴受竖直向下的重力和向上的空气阻力，重力的大小方向不变，空气阻力随速度的增大而增大，所以物体的加速度a= 应该逐渐变小最终为零，此时雨滴的速度最大，以后雨滴做匀速运动、2、答案：D3、分析与解答：由于物体受到恒定外力是向西的，因此产生恒定加速度的方向也是向西的，与物体初速度方向相反，故物体应做匀减速直线运动、由牛顿第二定律可知：a= = m/s2=0、6 m/s2由匀减速直线运动公式可知：2 s末物体速度为v2=v0－at=（5－0、6×2） m/s=3、8 m/s方向向东、4、解析：因弹簧的弹力与其形变量成正比，当弹簧秤甲的示数由10 N变为8 N时，其形变量减少，则弹簧秤乙的形变量一定增大，且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等，所以，弹簧秤乙的示数应为12 N、物体在水平方向所受到的合外力为F=T乙－T甲=12 N－8 N=4 N、根据牛顿第二定律，得物块的加速度大小为a= = m/s2=4 m/s2、答案：B说明：无论题中的弹簧秤原来处于拉伸状态或压缩状态，其结果相同、同学们可自行通过对两种情况的假设加以验证、板书设计3 牛顿第二定律内容物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同表达式 F=ma说明（1）同向性：加速度的方向与力的方向始终一致（2）瞬时性：加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失（3）同体性：加速度和合外力（还有质量）是同属一个物体的（4）独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果活动与探究探究活动的主题:牛顿第二定律发现的过程、探究过程：步骤学生活动教师指导目的1、到图书馆、上网查阅有关牛顿发现牛顿第二定律的书籍介绍相关书籍2、培养学生的思考能力，根据查阅的资料，确定__主题和内容解答学生提出的具体问题3、相互交流活动的感受对优秀__进行点评高中牛顿第二定律教案3教学目标掌握一种溶液组成的表示方法──溶质的质量分数，能进行溶质质量分数的简单计算。
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牛顿第二定律教学设计
一、教材分析
使用的教材是人民教育出版社物理室编著的《普通高中教科书物理（必修）》第一册。
本节牛顿第二定律定量研究力和加速度的关系。由于高中力学部分是以牛顿定律为基
础所构建的体系，在牛顿三定律中，以牛顿第二定律为核心。因此由以上分析可以知道，
这节内容占有相当重要的地位。
牛顿第二定律涉及到三个变量。本节通过控制变量法来进行实验探究，在实验的基础
上得出牛顿第二定律。控制变量法是一种非常重要的物理学研究方法，在后续知识的学习，
如电容、电阻等部分都会用到这种方法。本节内容就培养学生掌握“物理研究方法”这一
方面来说也相当重要。
二、学生分析
学生已经掌握了运动学知识、以受力分析为核心的基本力学知识和牛顿运动第一定
律，这是本节课展开的知识基础；而在技能上要求学生具备熟练的实验操作技能。考虑到
高一学生的抽象思维能力不强，因此，在教学过程中要为学生提供足够的感性材料，以丰
富学生的物理表象。以学生的兴趣为平台，多让学生自行探索，亲自动手设计实验，激发
学生的物理学习兴趣。
三、教学目标
1. 知识与技能
①理解并掌握牛顿第二定律的内容。
②认识加速度方向与合外力方向间的瞬时对应关系。
③通过实验，提高学生的实验操作技能，培养学生观察分析归纳总结的能力以及应用
牛顿第二定律解释实际生活中的相关动力学现象。
2. 过程与方法
①使学生初步掌握利用控制变量法来研究物理问题的方法。
②由学生自主进行实验探究，使学生会运用Excel电子表格处理实验数据，从而建立
牛顿第二定律。
3. 情感态度与价值观
①通过学生实验培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解、
勇于修正错误。
②培养学生认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯。
2
四、教学重点和难点
利用控制变量法，通过实验探究，建立牛顿第二定律是本节的重点同时也是本节的难
点。
五、教法与学法
教法：本节使用教师引导，学生探究，以实验为主的探究式教学方法。
学法：将全班同学分组进行实验，并各自对实验数据分析、讨论，得出各个小组的结
论，最后全班同学进行探讨性的总结。
六、教学媒体
多媒体，CAI软件，实验器材（细线、天平、砝码、弹簧秤、小车、钩码、刻度尺、
夹子等）。
七、教学过程
（一） 创设情景，引入新课
1．复习提问：物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述？
(学生回答：物体运动状态改变快慢用加速度来描述。)
2．引课提问：
（1）给学生提供两张现实生活中学生比较感兴趣的图片（战斗机、F1赛车），通过战
斗机与普通客机，F1赛车与普通汽车，无论是在制作材料，还是在体积上作比较，提出问
题：为什么会有这种区别？其目的是什么？
（2）给学生播放一段“战斗机在进入战斗状态之前抛弃副油箱、加大引擎的视频，
提出问题：战斗机驾驶员这两种操作的目的是什么？
通过对（1）、（2）两个问题答案的思考，总结出“灵活”这一词语的物理语言表述就
是更容易改变机器的运动状态，即“使机器有较大的加速度”引导学生重新思考，由以上
内容能不能推测出物体的加速度与什么因素有关？【通过列举这些贴近现实生活、贴近学
生兴趣的实例，培养学生在生活中发现物理问题、学习物理科学的好习惯。】
（学生由“战斗抛弃副油箱”猜测出加速度a可能跟物体本身质量m有关；由“战斗
机加大引擎”猜测出加速度a可能跟物体受到的力F有关）
此时对于他们猜想的答案，教师将给予肯定，同时给予他们鼓励与表扬，激发他们前
进的动力，继续进行思考。
教师：既然我们能够初步肯定“物体的加速度a与物体本身的质量m和受到的力F有
关系”那么这种关系具体是什么呢？是不是成一定的比例呢？让学生带着这些问题顺利的
3
进入下一环节——活动探究。
（二）活动探究——物体的加速度a与质量m和所受作用力F的关系
1. 确定研究方法——控制变量法
教师：提出一共有两个因素与a有关系，我们能不能固定其中一个物理量，然后改变
另一个物理量来探究这一变化量与加速度a的关系，这就是物理学中经常用到的研究方法
——控制变量法。【引导学生大胆猜测，激发学生的学习兴趣，培养学生的参与意识。】
2. 设计实验方案
A、分组设计探究实验的方案：包括（器材的选择、实验操作、记录处理数据）。
B、教师选择某一个小组代表上台叙述设计方案，并给予一定的建议，让其它组学生
交流讨论并改进代表组的方案，最后得出一个最优方案。【鼓励学生积极思考，优化组合，
设计科学合理的实验方案。】
3. 进行实验探究
（1） 用投影仪显示最优方案及试验注意事项、其具体的步骤。
（2） 具体步骤（实验过程及演示实验见课件）。
（3） 对个别遇到困难的小组给予一定指导帮助。
（4） 强调应多次实验、记录多组数据，为数据处理做准备。
【合理选择实验器材，使实验简洁，利用夹子来同时控制两个小车的运动状态 ，体现
了实验的同时性的重要。】
4. 实验数据及其处理
表1 :物体的质量固定，改变对物体施加的作用力
参照车 实验车
组别
绳上挂的钩码/g（F1） 位移x1/cm 绳上挂的钩码/g（F2） 位移
x
2
/cm
1 20 35 30 50
2 20 23 40 43
3 20 20 50 46
4 20 19 60 50
4
5 20 17．5 70 59
（两车质量均为200g+100g）
表2 :对表1的数据进行的实验数据的处理
组别
1 1．5 1．43
2 2．0 1．87
3 2．5 2．3
4 3．0 2．63
5 3．5 3．37
（两车质量均为200g+100g）
表3 :对物体施加的作用力不变，改变物体的质量
参照车 实验车
组别 车和车上砝码总质量/g（m1） 位移x1/cm 车和车上砝码总质
量/g（m2）
位移
x
2
/cm
1 300 33．5 200 51．5
2 300 43 400 35
3 300 58 500 43
4 300 56 600 31
5 300 40 700 21
（两车绳上挂的钩码均为40g）
表4:对表3进行的实验数据处理
组别
1 2/3=0．67 1．54
2 4/3=1．33 0．81
3 5/3=1．67 0．74
4 6/3=2．00 0．55
5 7/3=2．33 0．525
5
（两车绳上挂的钩码均为40g）
（2）教师后来用此组数据作出的图象如下：
由图像共同得出结论：物体的加速度与受到的力成正比，与物体本身的质量成反比。
【在此实验过程中，在发展学生实验能力的同时，培养学生的合作意识和能力，使学生学
会运用Excel电子表格处理实验数据。】
（四） 得出探究结论
牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。
F=kma ， k为系数。习惯上所有的物理量都取国际单位，即m的单位是kg, F的单位
是N，加速度a的单位是m/s²，此时k=1，关系式变成F=ma，意义即为质量为1kg的物体
获得m/s²的加速度所需要的力的大小为1N。
牛顿第二定律的进一步表述：
物体的加速度跟物体所受合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟物体
所受合外力的方向相同。
说明：
（1）F=ma 是矢量式，F与a都具有方向性。a的方向与物体所受合外力的方向相同。
（2）加速度具有瞬时性，与物体所受的合外力具有同时性。
（3）力指的是合外力，牛顿第二定律强调的是合外力与加速度的关系。
【通过实验探究，使学生体验科学探究的基本过程，掌握物理学中常用的研究方法——控
制变量法。】
6
（五） 结论的应用
1.让学生利用探究出来的结论来分析图片、视频后提出的问题。
2.让学生讨论实际生活中，在以下两个方面利用牛顿第二定律的实例：
①通过改变质量m ②通过改变合外力F。
（六） 回顾总结
1.学生回顾本节课的探究过程及过程中使用的物理思想和研究方法——控制变量法。
2.归纳总结本节课的知识重点，牛顿第二定律的内容：F=ma。
3.回顾探究牛顿第二定律的整个过程：观察现象——发现规律——抽象出物理模型—
—提出假设——实验探究——实验数据处理与分析——结论得出——试验验证。
【强调，科学并不是神秘的高不可攀，提倡并培养这种勇于探索科学的精神。】
（七） 作业