【课件】牛顿第二定律+教学设计高一上学期物理人教版(2019)必修第一册+

必修一：第四章运动和力的关系 3.牛顿第二定律 教学设计 一、教学分析： 1.课标分析

《牛顿第二定律》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修1模块中的“相互作用和运动定律”主题下的内容。课程标准要求为：理解牛顿运动定律，能用运动定律解释生产生活中的有关现象，解决有关问题。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程标准的解释为：理解牛顿运动第二定律，要重视让学生体会用牛顿运动定律解决问题的思路，逐步形成运动与相互作用的观念，以牛顿运动定律为载体，提升物理素养水平。 2. 内容分析 《牛顿第二定律》是本章的重点内容，也是高中物理的核心。本章第一节应用牛顿第一定律揭示了运动和力的直接因果关系，定性的描述了运动状态改变跟力和质量（惯性）的关系。第二节实验课用控制变量法定量地探究了物体加速度与所受合外力、物体质量之间的关系。前两节内容为本节得出牛顿第二定律奠定了理论和实验的基础。本节第一课时在前面两节基础上得出牛顿第二定律，并总结了牛顿运动定律的六大性质。本节第二课时的重点是结合例题分析初步体会应用牛顿运动定律解决简单问题的基本方法和规范，联系生活自我探究设计加速度计和了解太空中如何测量质量的方案等情境来深入理解牛顿第二定律内容，同时促进学生将物理知识应用于实际生活。本节课内容的学习为后三节内容的学习做好铺垫作用。 3. 学情分析 学生通过前面的学习已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念，经历了实验探究、数据处理得出结论并通过对实验结论分析加工的基础上得出了牛顿第二定律。牛顿第二定律的普适性只是体现在了理论上，为了学生能够深入理解、掌握牛顿第二定律的内涵，应该充分利用情境和问题（例题解析）、合理安排学生学习活动，激发学生的学习欲望，在学习过程中提升物理核心素养。 二、教学目标： 1、学习目标 （1）掌握牛顿第二定律内容（物理观念）； （2）掌握应用牛顿第二定律正确解题步骤和规范性（科学思维）； （3）掌握将牛顿第二定律理论分析生活中物理现象能力（科学探究和科学态度和责任）； 2、评价目标 （1）从物理观念维度看，通过对简单的例题分析，有利于学生建立正确的运动和相互作用观念。 （2）从科学思维维度看，第一，通过对加速度计设计这一富有吸引力的问题，引发学生应用牛顿第二定律进行定性和定量对相关问题进行科学推理、找出规律、提出设计方案。第二，通过例题的分析和规范解答，初步形成应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题的基本思路和规范。第三，尝试对牛顿第二定律的多角度分析，让学生深入理解牛顿第二定律的含义。 （3）从科学探究维度看那，先定性探究加速度计角度大小和加速度的关系，再运用牛顿第二定律定量分析加速度和偏离竖直角度的关系，进而可以设计出一个粗略测量加速度的仪器。 （4）从“科学态度和责任”维度看，通过应用牛顿第二定律在太空测质量，让学生深切感受到科学的魅力，激发学生学习物理的兴趣。 三、教学策略： 1.策略与方法：讲授法、分组讨论法、启发式教学。

这节课的主要难点是对牛顿第二定律应用的深入理解，因此，如何突破这个难点是这节课的核心。本教学设计中采用结合实例分析的方法、让学生通过分组讨论合作学习和将理论应用于实际等方法来加深对牛顿第二定律的内涵的理解。 2.流程图 四、教学活动： 环节 情境创设 问题设计 教师活动 学生活动 设计意图 学生发展 观看视频，提出问题 观看视频：儿童用一只脚向后使滑板车加速，在临近终点时同样用脚踩在地上进行减速。 滑板车滑出时，地面对滑板车和小孩的作用力方向？在滑板车减速时地面对小孩和滑板车的作用力方向？ 播放视频，引导学生思考“滑板车分别在加速时和减速时所受合外力的方向”。 观看视频，然后对孩子和滑板车进行受力分析，并得出结论。 让学生定性的运用牛顿第二定律分析生活中的物理情境，回顾上节课所学内容。锻炼学生归纳总结的能力。 学生能从实例分析中得出加速度和力的方向关系以及定性的大小关系，为下一环节复习知识做铺垫。（科学探究）

回顾复习上节课知识 总结上一节课所学内容： 1，牛顿第二定律具体内容：F=kma，F、m、a单位分别取N、kg、m/s2时，k=1. 2，牛顿第二定律的六大性质：矢量性、因果性、瞬时性、同体性、相对性、独立性 上节课学习重点是什么？。 牛顿第二定律具有哪些性质。 引导学生一起复习上一节课内容，引出本节课主题。 思考总结上一节课知识，巩固对“牛顿第二定律”的内容。 先复习上一节课内容，而这堂课就是以这知识为基础解决简单的物理问题和分析生活中物理现象。 巩固牛顿第二定律，掌握运动和相互作用观念。（物理观念） 例1解析 审题、解题例1. 在平直的路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来。假定试车过程中汽车受到的阻力不变。 （1）汽车受到的阻力是多少？ （2）重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？ 如何进行受力分析？ 如何进行运动过程分析？ 指导学生审题，引导学生解题。 解题步骤： 1．依据题意明确研究对象；明确研究过程。 2．对研究对象进行受力分析和运动情况分析； 3．选取正方向，建立坐标系； 4．列牛顿第二定律方程，进行求解。 分析题目，进行受力分析和运动过程分析，并运用牛顿第二定律解题。 从视频中定性的研究a与F的关系上升到定量的分析a与F的关系，应用牛顿第二定律公式解题，通过例题的分析，初步培养学生审题能力和解题规范性。 根据例题所给条件确定合适的坐标系以及规定正方向（科学思维）。 科学性地读题审题，将文字信息转化成相应的物理模型。（科学思维） 综合运用受力分析、运动分析结合牛顿运动定律和运动学公式解答简单的动力学问题（科学思维）

阐述加速度计设计原理 关注生活中的牛顿第二定律，探究坐车时如何感受加速度，从而阐述加速度计的原理。 如果累了坐在车里闭目养神时能否感受到车的加速度。 我们只能定性地去引导学生回忆平时坐车时能否感受到车的加速度。 引导学生结合以前思考平时坐车时在车加速减速时身体的不同感觉。 回答：加速时，能感受创设学生周围的物理情境，激发学生学习物理的热情，使学生进入积极主动的将生活中的实例和物理模型相结合，认识科学本质，逐渐形成探索自然的内在 描述背部和椅背之间的作用力大小，如何可以定量的去描述这种弹力呢？ 所学如何从定性到定量地去表述弹力大小，从而可以定量的得出加速度大小。 直接引入加速度计，阐述加速计的设计原理。根据F=2kx，结合F=ma，得出加速度a与形变量x之间的关系，利用x来测出加速度a。 到背部和椅背之间的压力，减速时屁股能感受到有往前滑的趋势。 结合胡克定律和牛顿第二定律学习加速度计设计原理。 思考状态。 动力，严谨认真、事实求是和持之以恒的科学态度。（科学态度和责任）

结合实例，例2解析 我们除了用身体感受汽车加速和减速情况，还可以从视觉上观察周围来判断。如图中车内饰物与引导学生分析图中可以用夹角大小表示合力大小，结合牛顿第二定律求出加速度大小。在求合力分析车内饰物与竖直方向的夹角与受力的关系，结合牛顿第二定律分析汽车运动情况。 遵守从定性的研究a与F的关系到定量的分析a与F的关系的科学推理规律。通过例题分析，明确能够根据题目条件确定合适的坐标系以及规定正方向（科学思维）。 会应用合成法和正交分解法【例题2】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度（图4.3-4）。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。 竖直偏角大小可以反映什么物理量的不同? 时可以分别用合成法和分解法。 解题步骤： 1．依据题意明确研究对象；明确研究过程。 2．对研究对象进行受力分析和运动情况分析； 3．选取正方向，建立坐标系； 4．列牛顿第二定律方程，进行求解。 解题步骤，会求合力可以用合成法和正交分解法。 注重解题时的规范化书写。 求合力。（物理观念） 能按照科学思维的程序和规范进行思维，综合运用受力分析、运动分析、牛顿运动定律和运动学公式解答简单的动力学问题（科学思维）。从定性和定量两个方面对问题进行推理、分析（科学思维） 以例2为原理用身边的物品来探究设计加速度计 分组讨论如何设计加速度计 体温计是利用温度和体积的关系用长度表示温度，那么我们是否可以利用加速度和角度的函数关系可以设计出一个用角度来测量加速度？ 引导学生以结论为原理，用身边的物品来设计加速度计 分组讨论如何结合原理设计加速度计并讨论如何用生活用品或者学习用品来制作加速度计 学以致用，将原理应用于实际。 学生可以更加加深了对物理定律内涵的理解 能将所学知识应用于实际，探究和制定方案，对于设计方案进行讨论、交流。（科学探究）

“科学漫步”用动力学方法测质量 观看视频“科学漫步”用动力学方法测质量。 根据F=ma、a=F/m求力和加速度，那能否根据m=F/a来求质量呢？ 指导学生利用牛顿第二定律来求质量，引入视频。 观看视频，进一步理解牛顿第二定律的内涵。 将所学知识和科学前沿相联系，激发学习物理热情。 能认识科学本质，了解国家科技前沿，培养爱国情怀。（科学态度和责任）。

五、板书设计： 牛顿第二定律（第2课时） 1、 牛顿第二定律的表达式 F = ma 2、（1）例1：𝐚=𝟎−𝐯𝟎𝐭=−𝐯𝟎𝐭