2023高中物理牛頓第二定律教案
牛頓第二運(yùn)動定律實驗是物理中的一個很基礎(chǔ)、必要的驗證性實驗，涉及到檢驗一個物理定律或規(guī)律的基本途徑和方法，因此對于其實驗精度往往有特殊的要求。接下來是小編為大家整理的2020高中物理牛頓第二定律教案，希望大家喜歡!
2020高中物理牛頓第二定律教案一
一、?新課標(biāo)教材分析
1.教材的地位和作用
牛頓第二定律是在實驗基礎(chǔ)上建立起來的重要規(guī)律，它是動力學(xué)的核心規(guī)律，也是學(xué)習(xí)其它動力學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)。在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理1”中涉及本節(jié)的內(nèi)容有：“通過實驗，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系，理解牛頓第二定律?！北緱l目要求學(xué)生通過實驗，探究加速度、質(zhì)量、力三者的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究過程。
2.學(xué)習(xí)的主要任務(wù)
在知識上要求知道決定加速度的因素、理解加速度、質(zhì)量、力三者關(guān)系;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(xué)研究方法──控制變量法、圖象法的應(yīng)用。
3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn)：①知道決定物體加速度的因素。
?、诩铀俣扰c力和質(zhì)量的關(guān)系的探究過程。
教學(xué)難點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生在猜想的基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗設(shè)計，提出可行的實驗方案、完成實驗并得出實驗結(jié)果。
二、學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析
在學(xué)習(xí)這一節(jié)內(nèi)容之前，所教的學(xué)生已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念;知道質(zhì)量是慣性的量度、力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因;會分析物體的受力。已具備一定的實驗操作技能，會用氣墊導(dǎo)軌與光電測時系統(tǒng)或打點(diǎn)計時器研究勻變速直線運(yùn)動;具備一定的計算機(jī)操作能力。學(xué)生對物理學(xué)的研究方法已有一定的了解，在自主學(xué)習(xí)、合作探究等方面的能力有了一定提高。
三、教學(xué)目標(biāo)分析
1.知識與技能目標(biāo)
?、僮寣W(xué)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;
?、谂囵B(yǎng)學(xué)生獲取知識和設(shè)計實驗的能力。
2.過程與方法目標(biāo)
在探究過程中，滲透科學(xué)研究方法(控制變量法、實驗歸納法、圖象法等);
3.情感、態(tài)度、價值觀目標(biāo)
①通過學(xué)生之間的討論、交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神;
②讓學(xué)生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，增進(jìn)學(xué)習(xí)物理的情感。
四、教材處理與教學(xué)策略
在教材處理上把牛頓第二定律分為兩個學(xué)時。第一學(xué)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(xué)時主要的任務(wù)是：建立牛頓第二定律并進(jìn)行初步的應(yīng)用。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(dǎo)學(xué)生，幫助學(xué)生建立形象直觀的認(rèn)識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
五、教學(xué)器材
教學(xué)設(shè)備：多媒體教室、課件。
實驗器材：細(xì)線、砝碼、小車、鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、打點(diǎn)器、紙帶、毫米刻度尺、墊木、等。
六、教學(xué)過程設(shè)計
1.實驗設(shè)計
(1)啟發(fā)學(xué)生按如下思路得出實驗方法：對于一個物體(使m不變)，不受力時加速度為零→受力后加速度不為零→受力越大則加速度越大。
2020高中物理牛頓第二定律教案二
一、設(shè)計思想
1、引入新的教學(xué)理念
新的教學(xué)理念明確指出了三個維度的教學(xué)目標(biāo)：知識和技能;過程和方法;情感、態(tài)度和價值觀。因此，在教學(xué)設(shè)計時，不能只考慮知識目標(biāo)，還應(yīng)兼顧另外兩個方面的目標(biāo)。
2、重視實驗在物理概念教學(xué)中的重要作用
物理知識來源于實踐，特別來源于觀察和實驗。觀察現(xiàn)象，進(jìn)行演示和學(xué)生實驗，能夠使學(xué)生對物理事實獲得具體明確的認(rèn)識，這是理解概念和規(guī)律的必要基礎(chǔ)。對培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗技能，實事求是的科學(xué)態(tài)度及引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，具有不可代替的作用。
二、教學(xué)分析
教材分析
地位與作用 牛頓第二律是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一，具有承上啟下的作用，是高中物理的核心內(nèi)容之一。 教材內(nèi)容特點(diǎn) 1、更深入的定量研究力和運(yùn)動的關(guān)系問題。2、使用定性的語言文字?jǐn)⑹龊投ㄐ?、定量的實驗分析相結(jié)合的方法分析討論比較復(fù)雜的物理現(xiàn)象。 學(xué)情分析 知識基礎(chǔ) 高一學(xué)生通過物理知識的學(xué)習(xí)，對物體的受力分析并不陌生，但對用控制變量法研究物理量間的關(guān)系問題還較陌生，學(xué)習(xí)起來有一定難度。 學(xué)習(xí)能力 1、學(xué)生的分析、推理、抽象思維能力及實驗設(shè)計操作能力不強(qiáng);2、學(xué)生在學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)習(xí)慣、認(rèn)識水平方面欠缺。
3、學(xué)習(xí)潛能大。 學(xué)習(xí)動力 學(xué)生對本節(jié)知識具有新鮮感，有親身感受，求知欲強(qiáng)，好奇心大，積極性高 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1、通過探究實驗，讓學(xué)生探究出加速度與力及質(zhì)量的關(guān)系，更好的體會牛頓第二定律
2、培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、實驗操作、分析問題的綜合能力。 教學(xué)難點(diǎn) 理解物體的加速度和作用力及質(zhì)量間的關(guān)系。 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 1、通過演示實驗認(rèn)識加速度與質(zhì)量及力的定量關(guān)系;
2、會用準(zhǔn)確的文字?jǐn)⑹雠ｎD第二定律并掌握其數(shù)學(xué)表達(dá)式;
3、通過加速度與質(zhì)量及力的定量關(guān)系，深刻理解力是產(chǎn)生加速度的原因這一規(guī)律 過程與方法 通過本節(jié)教學(xué)逐步發(fā)展學(xué)生的觀察能力、實驗操作及分析能力、推理能力、歸納總結(jié)能力。 情感、態(tài)度價值觀 通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解人類認(rèn)識自然規(guī)律的方法和過程。
培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于探索的精神，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。 教學(xué)設(shè)想 教學(xué)方法 鑒于高一學(xué)生思維的單一性和直觀性。興趣正在從直觀—因果—概括認(rèn)識轉(zhuǎn)化，本節(jié)課采用定性的感受實驗和定量的探究實驗相結(jié)合的教法及誘思探究教學(xué)摸式。 教學(xué)手段 實驗探究為主要手段
學(xué)法指導(dǎo)
方法指導(dǎo) 指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)設(shè)計實驗，動手操作及分析歸納的方法 能力培養(yǎng) 通過探究實驗及數(shù)據(jù)處理，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納總結(jié)的能力;通過實際問題的處理，培養(yǎng)良好的書面表達(dá)能力。
? ?
三、教學(xué)流程
教學(xué)流程 ?
教師活動 ?
學(xué)生活動
? ?
設(shè)計意圖 新課導(dǎo)入 1、給學(xué)生提供3個實驗。2、問題：觀察到了什么現(xiàn)象?通過實驗現(xiàn)象對a、F、M的關(guān)系有什么想法 實驗1、輕、重物體在真空管中的下落;
實驗2、輕、重物體在空氣中的下落，實驗3、用磁鐵吸質(zhì)量較大的物體和質(zhì)量較小的物體
? 通過實驗活動，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成良好的探究動機(jī)。為控制變量的提出創(chuàng)設(shè)條件? 探究活動?
實驗設(shè)計
及討論
? 例舉生活中質(zhì)量相同作用力不同加速度好像不同的例子
2020高中物理牛頓第二定律教案三
一、教學(xué)內(nèi)容分析
1.內(nèi)容與地位
在共同必修模塊物理1的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中涉及本節(jié)的內(nèi)容有：“通過實驗，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系.理解牛頓運(yùn)動定律”.本條目要求學(xué)生通過實驗，探究加速度、質(zhì)量、力三者的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究過程.
牛頓第二定律是動力學(xué)的核心規(guī)律，是學(xué)習(xí)其他動力學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)，是本章的重點(diǎn)內(nèi)容，它闡明了物體的加速度跟力和質(zhì)量間的定量關(guān)系，是在實驗基礎(chǔ)上建立起來的重要規(guī)律，在理論與實際問題中都有廣泛的運(yùn)用.在教學(xué)過程中要創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生經(jīng)歷探究加速度、質(zhì)量、力三者關(guān)系的過程，可以通過實驗測量加速度、力、質(zhì)量，分別作出表示加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系的圖像，根據(jù)圖像導(dǎo)出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系式.學(xué)習(xí)過程中引導(dǎo)體會科學(xué)的研究方法——控制變量法、圖像法的應(yīng)用，培養(yǎng)觀察能力、質(zhì)疑能力、分析解決問題的能力和交流合作能力.在知識的形成中真正理解牛頓第二定律，同時體驗到探究的樂趣.
2.教學(xué)目標(biāo)
(1)經(jīng)歷探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的過程.
(2)感悟控制變量法、圖像法等科學(xué)研究方法的應(yīng)用.
(3)體驗探究物理規(guī)律的樂趣.
(4)培養(yǎng)觀察能力、質(zhì)疑能力、分析解決問題的能力和交流合作能力.
3.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
引導(dǎo)學(xué)生探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的過程是本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn)，通過實驗數(shù)據(jù)畫出圖像，根據(jù)圖像導(dǎo)出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系式是本節(jié)的難點(diǎn).
二、案例設(shè)計
(一)復(fù)習(xí)導(dǎo)入
教師：什么是物體運(yùn)動狀態(tài)的改變?物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化的原因是什么?
學(xué)生：物體運(yùn)動狀態(tài)的改變就是指物體速度發(fā)生了改變，力是使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化的原因.
教師：物體運(yùn)動狀態(tài)的改變，也就是指物體產(chǎn)生了加速度.加速度大，物體運(yùn)動狀態(tài)變化快;加速度小，物體運(yùn)動狀態(tài)變化慢.弄清物體的加速度是由哪些因素決定的，具有十分重要的意義.那么物體的加速度大小是由哪些因素決定的呢?請同學(xué)們先根據(jù)自己的經(jīng)驗對這個問題展開討論，讓學(xué)生嘗試從身邊實例中提出自己的觀點(diǎn).討論中體會到a跟力F、物體質(zhì)量m有關(guān).
(二)探究加速度a跟力F、物體質(zhì)量m的關(guān)系
1.定性討論a、F、m的關(guān)系
學(xué)生：分小組討論.
教師：在學(xué)生分組討論的基礎(chǔ)上，請各組派代表匯報討論結(jié)果.
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出定性的結(jié)論：a與F、m有關(guān)系，當(dāng)m一定時F越大，a就越大;當(dāng)F一定時，m越大，a就越小.
請思考：
在這里為什么要組織學(xué)生開展這樣的討論? 2.定量研究a、F、m的關(guān)系
(1)設(shè)計實驗方案
教師在肯定學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，提問：如何定量地研究a與F、m的關(guān)系呢?指出剛才大家在定性討論a、F、m三者關(guān)系時，就已經(jīng)采用了在研究a與F關(guān)系時保持m一定，在研究a與m的關(guān)系時保持F一定的方法，這種方法叫做控制變量法，它是研究多變量問題的一種重要方法.下面我們可應(yīng)用這種方法，通過實驗對a、F、m的關(guān)系進(jìn)行定量研究.
教師進(jìn)一步引導(dǎo)，使學(xué)生明確要在實驗中研究a、F、m的關(guān)系必須有辦法測出a、F、m.
教師在指出講臺上放有氣墊導(dǎo)軌、氣源、兩個光電開關(guān)和與之配套的數(shù)字計時器、滑塊、細(xì)線、砝碼、小桶、彈簧秤、托盤天平、一端帶有滑輪的長木板、小車、鉤碼、打點(diǎn)計時器、紙帶、刻度尺，并說明每個光電開關(guān)與數(shù)字計時器一起能測出一定寬度的遮光板通過它的時間進(jìn)而測出物體的瞬時速度后，讓學(xué)生根據(jù)給定的器材設(shè)計實驗方案 ，并在小組討論基礎(chǔ)上，全班交流.在大家互相啟發(fā)、補(bǔ)充的過程中形成較為完善的方案.
學(xué)生：設(shè)計出如下實驗方案.
方案一 以小車、打點(diǎn)計時器、紙帶、長木板、細(xì)線、小桶、鉤碼、砝碼、刻度尺、天平為器材，研究小車的運(yùn)動.用天平測出小車的質(zhì)量m1，測出小桶的質(zhì)量m2，把小桶與小桶中砝碼的總重力m′g當(dāng)作小車受到的拉力F，從打點(diǎn)計時器打出的紙帶上測出△s，由△s=at2計算出小車的加速度a.
方案二 以氣墊導(dǎo)軌、氣源、兩個光電開關(guān)、數(shù)字計時器、滑塊、刻度尺、細(xì)線、小桶、砝碼、鉤碼、天平為器材研究滑塊的運(yùn)動.用天平測出滑塊的質(zhì)量m1，測出小桶的質(zhì)量m2，把小桶與小桶中砝碼的總重力m′g當(dāng)作滑塊受到的拉力F，用導(dǎo)軌旁邊的刻度尺測出兩光電開關(guān)的距離s0，用刻度尺測出固定在滑塊上的遮光片的寬度△s，根據(jù)數(shù)字計時器給出的遮光片分別通過前后兩個光電開關(guān)所經(jīng)歷的時間△t1、△t2，由于△s?s0，因此可以根據(jù)v1=△s/△t1和v2=△s/△t2計算出滑塊在兩光電開關(guān)間運(yùn)動時的初、末速度，再由 計算出滑塊的加速度a.
教師引導(dǎo)學(xué)生討論兩種方案的可行性，讓學(xué)生踴躍發(fā)表自己見解.
教師：上述兩種方案都是可行的.但前一種方案中小車受到的摩擦力較大，實驗誤差較大，因此就得想辦法消除摩擦力的影響，那么如何消除摩擦力呢?建議有興趣的同學(xué)自己利用課余的時間去實驗室用前一種方案或其他方案進(jìn)行實驗探索.本節(jié)課我們采用上述后一種方案進(jìn)行實驗探究.
教師：不論采用上述哪種方案，我們把小桶與小桶中砝碼的總重力mg當(dāng)作小車(包括上面的鉤碼)或滑塊(包括上面的鉤碼)受到的拉力，這是有條件的，這條件就是m?m′(m為小車與鉤碼或滑塊與鉤碼的總質(zhì)量).
(2)進(jìn)行實驗探究
教師：引導(dǎo)學(xué)生在氣墊導(dǎo)軌上研究a、F、m三者關(guān)系，為了讓學(xué)生能有條不紊地進(jìn)行實驗，用電子幻燈片打出研究內(nèi)容、實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格如下：
【研究內(nèi)容】研究m一定時，a與F的關(guān)系
【研究步驟】①用天平分別測出單個滑塊的質(zhì)量m1=__________g，小桶質(zhì)量m2=__________g，則滑塊總質(zhì)量m等于m1加上放在它上面的鉤碼的質(zhì)量△m1.
?、谠谕爸蟹胖觅|(zhì)量為△m2的砝碼，則m′=m2+△m2，當(dāng)m?m′時，認(rèn)為F=m′g(g取9.8m/s2).
?、塾每潭瘸邷y出遮光片的寬度△s=__________m，用軌道邊上的標(biāo)尺測出兩光電開關(guān)之間的距離s0=__________m.
④實驗時，保持s0不變，把各次滑塊運(yùn)動中遮光片經(jīng)過前后光電開關(guān)的時間△t1、△t3代入公式計算出各次滑塊運(yùn)動的加速度，
并把實驗數(shù)據(jù)填入表5-1.
表5-1 研究m一定時，滑塊加速度a與其受力F的關(guān)系
單個滑塊質(zhì)量
m1=_____g[
滑塊總質(zhì)量
m=_____g
小桶質(zhì)量[]
m2=_____g
遮光片寬度
△s=_____m
兩光電開關(guān)間距
s0=_____m 實驗次數(shù) 小桶上的砝碼質(zhì)量△m2/g 小桶與壇碼總質(zhì)量m′/g △t1/s △t2/s 滑塊加速度a/(m﹒s -2) 滑塊受的拉力F/N 1 ? ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? ? 【實驗的結(jié)論】____________________________________________________
【研究內(nèi)容二】研究a與m的關(guān)系( F一定)
【研究步驟】①用天平分別測出單個滑塊的質(zhì)量m1=__________g，小桶質(zhì)量m2=__________g，則各次實驗中滑塊總質(zhì)量m等于m1加上放在它上面的鉤碼的質(zhì)量△m1.
?、谠谛⊥爸蟹胖觅|(zhì)量為△m2的砝碼，則m′=m2+△m2，當(dāng)m?m′時，認(rèn)為F=m′g(g取9.8m/s2)，并保持m不變.
?、塾每潭瘸邷y出遮光片的寬度△s=__________m，用軌道邊上的標(biāo)尺測出兩光電開關(guān)之間的距離s0=__________m.
?、軐嶒灂r，保持s0不變，把各次滑塊運(yùn)動中遮光片經(jīng)過光電開關(guān)的時間△t1、
△t2代入公式，計算出各次滑塊運(yùn)動的加速度，
把實驗數(shù)據(jù)填入表5-2.
表5-2 研究滑塊加速度a與滑塊總質(zhì)量m的關(guān)系(拉力F一定)
單個滑塊質(zhì)量
m2=_____g
小桶質(zhì)量
m2=_____g
小桶與砝碼的總質(zhì)量
m′=_____g
遮光片寬度
△s=_____m
兩光電開關(guān)間距
s0=_____m 實驗次數(shù) 滑塊砝碼質(zhì)量△m1/g △t1/s △t2/s 滑塊加速度a/(m﹒s -2) 滑塊與砝碼總質(zhì)量m/g 1 ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? 【實 驗的結(jié)論】____________________________________________________
說明 在簡要說明 數(shù)字計時器的使用方法，強(qiáng)調(diào)實驗過程應(yīng)使氣墊導(dǎo)軌保持水平，兩光電開關(guān)間距要盡可能大些，盡可能使m′遠(yuǎn)大 于m(如果m′≥20m，則可認(rèn)為m′?m)等注意事項后，請兩位學(xué)生上臺操作并報告測量數(shù)據(jù)，其他學(xué)生邊觀察邊在課前印發(fā)的實驗數(shù)據(jù)記錄表(表5-1、表5-2)上填上實驗測量數(shù)據(jù).
教師：把全班學(xué)生分成8個小組，第1組～第4組學(xué)生分別完成(表5-1)中從實驗次數(shù)1～4各項目的計算與填寫，第5組～第8組學(xué)生分別完成(表5-2)中從實驗次數(shù)1～4各項目的計算與填寫.
教師：讓學(xué)生反饋計算結(jié)果，并填入電子幻燈片(表5-1)、(表5-2)的對應(yīng)欄目中.
教師：引導(dǎo)學(xué)生對表5-1的數(shù)據(jù)①通過直接觀察;②通過在坐標(biāo)紙上畫出a-F圖像進(jìn)行分析，得出a∝F(m一定時)的結(jié)論.
在描點(diǎn)畫圖時，讓學(xué)生體會為什么要讓描出的點(diǎn)盡可能多地分布在某一直線的兩側(cè)，嘗試說出實驗誤差的原因.
教師：引導(dǎo)學(xué)生對表11-2的數(shù)據(jù)①通過直接觀察②通過在坐標(biāo)紙上畫出a-m圖像進(jìn)行分析，只能得出當(dāng)F一定時，m越大a就越小的結(jié)論.
教師：能不能就此馬上斷言a與m成反比?讓學(xué)生展開討論.
教師：在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全班交流的基礎(chǔ)上，問學(xué)生能不能猜想a與m成反比?
如何證明這種猜想是否正確?請思考討論.
學(xué)生：可以畫出a與 圖像，看它是否為過原點(diǎn)的直線.
學(xué)生：還可以通過計算a與m的比值來判斷.
教師：讓學(xué)生分組計算出對應(yīng)各次實驗的 ，并在全班反饋填人表11-2后，在坐標(biāo)紙上作出a- 圖像.
學(xué)生：確實實驗得到的直線是接近過原點(diǎn)的，實驗誤差允許范圍內(nèi)a與m是成反比(F一定時)的.
說明 這里開展一系列討論的目的是為了讓學(xué)生體會從a-m圖像轉(zhuǎn)化到a- 圖像的意義，認(rèn)識圖像法描述物理規(guī)律的作用.
教師：本實驗只是讓我們對于自然規(guī)律的探究有所體 驗，實際上一個規(guī)律的發(fā)現(xiàn)不可能是幾次簡單的測量實驗就能得出，還需要通過大量的實驗事實來論證.
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