2023高中物理牛頓第二定律教案
牛頓第二運動定律實驗是物理中的一個很基礎、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上建立起來的重要規(guī)律，它是動力學的核心規(guī)律，也是學習其它動力學規(guī)律的基礎。在《普通高中物理課程標準》共同必修模塊“物理1”中涉及本節(jié)的內容有：“通過實驗，探究加速度與物體質量、物體受力的關系，理解牛頓第二定律。”本條目要求學生通過實驗，探究加速度、質量、力三者的關系，強調讓學生經(jīng)歷實驗探究過程。
2.學習的主要任務
在知識上要求知道決定加速度的因素、理解加速度、質量、力三者關系;在技能上要求能設計和操作實驗，會測定相關物理量;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、圖象法的應用。
3.教學重點和難點
重點：①知道決定物體加速度的因素。
?、诩铀俣扰c力和質量的關系的探究過程。
教學難點：引導學生在猜想的基礎上進行實驗設計，提出可行的實驗方案、完成實驗并得出實驗結果。
二、學生學習情況分析
在學習這一節(jié)內容之前，所教的學生已經(jīng)掌握了力、質量、加速度、慣性等概念;知道質量是慣性的量度、力是改變物體運動狀態(tài)的原因;會分析物體的受力。已具備一定的實驗操作技能，會用氣墊導軌與光電測時系統(tǒng)或打點計時器研究勻變速直線運動;具備一定的計算機操作能力。學生對物理學的研究方法已有一定的了解，在自主學習、合作探究等方面的能力有了一定提高。
三、教學目標分析
1.知識與技能目標
?、僮寣W生明確物體的加速度只與力與和質量有關，并通過實驗探究它們之間的定量關系;
?、谂囵B(yǎng)學生獲取知識和設計實驗的能力。
2.過程與方法目標
在探究過程中，滲透科學研究方法(控制變量法、實驗歸納法、圖象法等);
3.情感、態(tài)度、價值觀目標
①通過學生之間的討論、交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團隊合作精神;
?、谧寣W生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，增進學習物理的情感。
四、教材處理與教學策略
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是：探究加速度與力、質量的關系;第二學時主要的任務是：建立牛頓第二定律并進行初步的應用。在課堂中采用多媒體課件作為輔助手段，創(chuàng)設物理情景，啟發(fā)引導學生，幫助學生建立形象直觀的認識，調動學生學習的積極性。
五、教學器材
教學設備：多媒體教室、課件。
實驗器材：細線、砝碼、小車、鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、打點器、紙帶、毫米刻度尺、墊木、等。
六、教學過程設計
1.實驗設計
(1)啟發(fā)學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、設計思想
1、引入新的教學理念
新的教學理念明確指出了三個維度的教學目標：知識和技能;過程和方法;情感、態(tài)度和價值觀。因此，在教學設計時，不能只考慮知識目標，還應兼顧另外兩個方面的目標。
2、重視實驗在物理概念教學中的重要作用
物理知識來源于實踐，特別來源于觀察和實驗。觀察現(xiàn)象，進行演示和學生實驗，能夠使學生對物理事實獲得具體明確的認識，這是理解概念和規(guī)律的必要基礎。對培養(yǎng)學生的觀察和實驗技能，實事求是的科學態(tài)度及引起學生學習興趣，具有不可代替的作用。
二、教學分析
教材分析
地位與作用 牛頓第二律是本章的重點內容之一，具有承上啟下的作用，是高中物理的核心內容之一。 教材內容特點 1、更深入的定量研究力和運動的關系問題。2、使用定性的語言文字敘述和定性、定量的實驗分析相結合的方法分析討論比較復雜的物理現(xiàn)象。 學情分析 知識基礎 高一學生通過物理知識的學習，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系問題還較陌生，學習起來有一定難度。 學習能力 1、學生的分析、推理、抽象思維能力及實驗設計操作能力不強;2、學生在學習方法、學習習慣、認識水平方面欠缺。
3、學習潛能大。 學習動力 學生對本節(jié)知識具有新鮮感，有親身感受，求知欲強，好奇心大，積極性高 教學重點難點 教學重點 1、通過探究實驗，讓學生探究出加速度與力及質量的關系，更好的體會牛頓第二定律
2、培養(yǎng)學生設計實驗、實驗操作、分析問題的綜合能力。 教學難點 理解物體的加速度和作用力及質量間的關系。 教學目標 知識與技能 1、通過演示實驗認識加速度與質量及力的定量關系;
2、會用準確的文字敘述牛頓第二定律并掌握其數(shù)學表達式;
3、通過加速度與質量及力的定量關系，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)教學逐步發(fā)展學生的觀察能力、實驗操作及分析能力、推理能力、歸納總結能力。 情感、態(tài)度價值觀 通過學習，使學生了解人類認識自然規(guī)律的方法和過程。
培養(yǎng)學生熱愛科學，勇于探索的精神，激發(fā)學生的愛國熱情。 教學設想 教學方法 鑒于高一學生思維的單一性和直觀性。興趣正在從直觀—因果—概括認識轉化，本節(jié)課采用定性的感受實驗和定量的探究實驗相結合的教法及誘思探究教學摸式。 教學手段 實驗探究為主要手段
學法指導
方法指導 指導學生認設計實驗，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)學生觀察、分析、歸納總結的能力;通過實際問題的處理，培養(yǎng)良好的書面表達能力。
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三、教學流程
教學流程 ?
教師活動 ?
學生活動
? ?
設計意圖 新課導入 1、給學生提供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、用磁鐵吸質量較大的物體和質量較小的物體
? 通過實驗活動，創(chuàng)設學習情景，激發(fā)學生的學習興趣，形成良好的探究動機。為控制變量的提出創(chuàng)設條件? 探究活動?
實驗設計
及討論
? 例舉生活中質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、教學內容分析
1.內容與地位
在共同必修模塊物理1的內容標準中涉及本節(jié)的內容有：“通過實驗，探究加速度與物體質量、物體受力的關系.理解牛頓運動定律”.本條目要求學生通過實驗，探究加速度、質量、力三者的關系，強調讓學生經(jīng)歷實驗探究過程.
牛頓第二定律是動力學的核心規(guī)律，是學習其他動力學規(guī)律的基礎，是本章的重點內容，它闡明了物體的加速度跟力和質量間的定量關系，是在實驗基礎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用.在教學過程中要創(chuàng)設問題情境，讓學生經(jīng)歷探究加速度、質量、力三者關系的過程，可以通過實驗測量加速度、力、質量，分別作出表示加速度與力、加速度與質量的關系的圖像，根據(jù)圖像導出加速度與力、質量的關系式.學習過程中引導體會科學的研究方法——控制變量法、圖像法的應用，培養(yǎng)觀察能力、質疑能力、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.教學目標
(1)經(jīng)歷探究加速度與力和質量的關系的過程.
(2)感悟控制變量法、圖像法等科學研究方法的應用.
(3)體驗探究物理規(guī)律的樂趣.
(4)培養(yǎng)觀察能力、質疑能力、分析解決問題的能力和交流合作能力.
3.教學重點、難點
引導學生探究加速度與力和質量的關系的過程是本節(jié)課教學的重點，通過實驗數(shù)據(jù)畫出圖像，根據(jù)圖像導出加速度與力、質量的關系式是本節(jié)的難點.
二、案例設計
(一)復習導入
教師：什么是物體運動狀態(tài)的改變?物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因是什么?
學生：物體運動狀態(tài)的改變就是指物體速度發(fā)生了改變，力是使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因.
教師：物體運動狀態(tài)的改變，也就是指物體產(chǎn)生了加速度.加速度大，物體運動狀態(tài)變化快;加速度小，物體運動狀態(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?請同學們先根據(jù)自己的經(jīng)驗對這個問題展開討論，讓學生嘗試從身邊實例中提出自己的觀點.討論中體會到a跟力F、物體質量m有關.
(二)探究加速度a跟力F、物體質量m的關系
1.定性討論a、F、m的關系
學生：分小組討論.
教師：在學生分組討論的基礎上，請各組派代表匯報討論結果.
引導學生總結出定性的結論：a與F、m有關系，當m一定時F越大，a就越大;當F一定時，m越大，a就越小.
請思考：
在這里為什么要組織學生開展這樣的討論? 2.定量研究a、F、m的關系
(1)設計實驗方案
教師在肯定學生回答的基礎上，提問：如何定量地研究a與F、m的關系呢?指出剛才大家在定性討論a、F、m三者關系時，就已經(jīng)采用了在研究a與F關系時保持m一定，在研究a與m的關系時保持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.下面我們可應用這種方法，通過實驗對a、F、m的關系進行定量研究.
教師進一步引導，使學生明確要在實驗中研究a、F、m的關系必須有辦法測出a、F、m.
教師在指出講臺上放有氣墊導軌、氣源、兩個光電開關和與之配套的數(shù)字計時器、滑塊、細線、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、打點計時器、紙帶、刻度尺，并說明每個光電開關與數(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而測出物體的瞬時速度后，讓學生根據(jù)給定的器材設計實驗方案 ，并在小組討論基礎上，全班交流.在大家互相啟發(fā)、補充的過程中形成較為完善的方案.
學生：設計出如下實驗方案.
方案一 以小車、打點計時器、紙帶、長木板、細線、小桶、鉤碼、砝碼、刻度尺、天平為器材，研究小車的運動.用天平測出小車的質量m1，測出小桶的質量m2，把小桶與小桶中砝碼的總重力m′g當作小車受到的拉力F，從打點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 以氣墊導軌、氣源、兩個光電開關、數(shù)字計時器、滑塊、刻度尺、細線、小桶、砝碼、鉤碼、天平為器材研究滑塊的運動.用天平測出滑塊的質量m1，測出小桶的質量m2，把小桶與小桶中砝碼的總重力m′g當作滑塊受到的拉力F，用導軌旁邊的刻度尺測出兩光電開關的距離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間運動時的初、末速度，再由 計算出滑塊的加速度a.
教師引導學生討論兩種方案的可行性，讓學生踴躍發(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行實驗探索.本節(jié)課我們采用上述后一種方案進行實驗探究.
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量).
(2)進行實驗探究
教師：引導學生在氣墊導軌上研究a、F、m三者關系，為了讓學生能有條不紊地進行實驗，用電子幻燈片打出研究內容、實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格如下：
【研究內容】研究m一定時，a與F的關系
【研究步驟】①用天平分別測出單個滑塊的質量m1=__________g，小桶質量m2=__________g，則滑塊總質量m等于m1加上放在它上面的鉤碼的質量△m1.
?、谠谕爸蟹胖觅|量為△m2的砝碼，則m′=m2+△m2，當m?m′時，認為F=m′g(g取9.8m/s2).
③用刻度尺測出遮光片的寬度△s=__________m，用軌道邊上的標尺測出兩光電開關之間的距離s0=__________m.
④實驗時，保持s0不變，把各次滑塊運動中遮光片經(jīng)過前后光電開關的時間△t1、△t3代入公式計算出各次滑塊運動的加速度，
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的關系
單個滑塊質量
m1=_____g[
滑塊總質量
m=_____g
小桶質量[]
m2=_____g
遮光片寬度
△s=_____m
兩光電開關間距
s0=_____m 實驗次數(shù) 小桶上的砝碼質量△m2/g 小桶與壇碼總質量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 ? ? ? ? ? ? 【實驗的結論】____________________________________________________
【研究內容二】研究a與m的關系( F一定)
【研究步驟】①用天平分別測出單個滑塊的質量m1=__________g，小桶質量m2=__________g，則各次實驗中滑塊總質量m等于m1加上放在它上面的鉤碼的質量△m1.
?、谠谛⊥爸蟹胖觅|量為△m2的砝碼，則m′=m2+△m2，當m?m′時，認為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，用軌道邊上的標尺測出兩光電開關之間的距離s0=__________m.
④實驗時，保持s0不變，把各次滑塊運動中遮光片經(jīng)過光電開關的時間△t1、
△t2代入公式，計算出各次滑塊運動的加速度，
把實驗數(shù)據(jù)填入表5-2.
表5-2 研究滑塊加速度a與滑塊總質量m的關系(拉力F一定)
單個滑塊質量
m2=_____g
小桶質量
m2=_____g
小桶與砝碼的總質量
m′=_____g
遮光片寬度
△s=_____m
兩光電開關間距
s0=_____m 實驗次數(shù) 滑塊砝碼質量△m1/g △t1/s △t2/s 滑塊加速度a/(m﹒s -2) 滑塊與砝碼總質量m/g 1 ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? 【實 驗的結論】____________________________________________________
說明 在簡要說明 數(shù)字計時器的使用方法，強調實驗過程應使氣墊導軌保持水平，兩光電開關間距要盡可能大些，盡可能使m′遠大 于m(如果m′≥20m，則可認為m′?m)等注意事項后，請兩位學生上臺操作并報告測量數(shù)據(jù)，其他學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：把全班學生分成8個小組，第1組～第4組學生分別完成(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：讓學生反饋計算結果，并填入電子幻燈片(表5-1)、(表5-2)的對應欄目中.
教師：引導學生對表5-1的數(shù)據(jù)①通過直接觀察;②通過在坐標紙上畫出a-F圖像進行分析，得出a∝F(m一定時)的結論.
在描點畫圖時，讓學生體會為什么要讓描出的點盡可能多地分布在某一直線的兩側，嘗試說出實驗誤差的原因.
教師：引導學生對表11-2的數(shù)據(jù)①通過直接觀察②通過在坐標紙上畫出a-m圖像進行分析，只能得出當F一定時，m越大a就越小的結論.
教師：能不能就此馬上斷言a與m成反比?讓學生展開討論.
教師：在引導學生進行全班交流的基礎上，問學生能不能猜想a與m成反比?
如何證明這種猜想是否正確?請思考討論.
學生：可以畫出a與 圖像，看它是否為過原點的直線.
學生：還可以通過計算a與m的比值來判斷.
教師：讓學生分組計算出對應各次實驗的 ，并在全班反饋填人表11-2后，在坐標紙上作出a- 圖像.
學生：確實實驗得到的直線是接近過原點的，實驗誤差允許范圍內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生體會從a-m圖像轉化到a- 圖像的意義，認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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