4.3牛顿第二定律教学案

牛顿第二定律【教学设计】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率，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。

【教学重点】牛顿第二定律应用【教学难点】牛顿第二定律的意义【课时安排】1课时【教学目标】一、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。

二、过程与方法1．以实验为基础，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．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。

三、情感态度与价值观渗透物理学研究方法的教育，体验物理方法的魅力。

【教学过程】导入新课情景导入多媒体播放刘翔在国际比赛中的画面。

图4-3-1．图4-3-1边播放边介绍：短跑运动员在起跑时的好坏，对于取得好成绩十分关键，因此，发令枪响必须奋力蹬地，发挥自己的最大体能，以获得最大的加速度，在最短的时间内达到最大的运动速度。

我们学习了本节内容后就会知道，运动员是怎样获得最大加速度的。

复习导入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，并讨论上节课的实验过程和实验结果。

问题：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？ 推进新课 一、牛顿第二定律为了培养学生自主学习的能力，让学生带着以下几个问题阅读课本75页的内容： 1．牛顿第二定律的内容是怎样表述的？2．它的比例式如何表示，式中各符号表示什么？3．式中各物理量的单位是什么，其中力的单位“牛顿”是怎样定义的？ 学生用3—5分钟阅读结束后，让学生回答以上几个问题：明确：1．内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

4.3 牛顿第二定律教学目标：（一）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。

（二）过程与方法1.以实验为基础，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和分析推理能力。

（三）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．教学重难点：重点：1.牛顿第二定律的特点。

难点：1.牛顿第二定律的理解。

2.理解k=1时，F=ma。

教学过程：一、导入新课：物体的加速度a与它所受的作用力F以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系呢？二、讲授新课：1.牛顿第二定律【教师引导】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．【教师提问】如何用数学式子把以上的结论表示出来?【学生回答】a∝Fm【教师提问】如何把以上式子写成等式? 【学生回答】需要引入比例常数ka＝k Fm【教师引导】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 kg·m／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．【教师提问】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?【学生回答】质量m是标量，没有方向．合外力的方向与加速度方向相同．【教师提问】我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?【师生总结】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．【教师提问】牛顿第二定律有什么特性？【师生总结】【教师提问】合外力、加速度、速度有什么关系？【教师总结】（1）合外力与加速度的关系 合外力与加速度⎩⎨⎧ 合外力方向决定加速度方向→a 与F 方向总相同合外力大小决定加速度大小→a 与F 大小成正比（2）合外力与速度的关系合外力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速。

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）。

《4.3牛顿第二定律》教学设计通过上节课的学习，我们知道（1）当保持物体质量不变时，物体的加速度与它所受力成正比。

加速度与力的关系用数学式子表示就是：a∝F（2）当保持物体受力不变时，物体的加速度跟质量成反比。

加速度与质量的关系用数学式子表示就是：a∝1/m力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？今天我们来找出这个数量关系一、牛顿第二定律的表达式思考讨论：小车的加速度a与它所受的作用力F 成正比，与它的质量m成反比。

那么，对于任何物体都是这样的吗？甲猜想中的a-F图像乙根据实际数据作出的a-F图像多次类似的实验发现：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。

大量的实验和观察到的事实都可以得出：物体的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。

1．牛顿第二定律的内容物体加速度的大小跟它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。

2．牛顿第二定律可表述为：a∝F/m也可以写成等式：F＝km a其中k是比例系数。

注意：实际物体所受的力往往不止一个，式中F 指的是物体所受的合力。

3．牛顿第二定律更一般的表述：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。

＝km aF合牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系，还明确了加速度的方向与力的方向一致。

思考与讨论：取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每二次方秒（m/s2），根据上述牛顿第二定律中由于阻力不变，根据牛顿第二定律，汽车在平直路面上运动的加速度将保持不变。

由加速度可以求出汽车受到的阻力。

如图，重新起步后，汽车在平直路面上受到牵引力和阻力。

由于二者大小都不变，所以汽车的加速度恒定不变。

根据牛顿第二定律可以求出汽车运动的加速度：解：以汽车为研究对象。

设汽车运动方向为x 轴正方向，建立一维坐标系。

取消动力后，汽车做匀减速直线运动。

第四章 牛顿运动定律第三节 牛顿第二定律三维目标知识与技能1. 掌握牛顿第二定律的内容和数学表达式。

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的力的单位“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，体会科学探索的方法和科学探索需要付出艰辛勇气。

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1． 引导学生对F ＝ ma 进行分析。

2． 运用牛顿第二定律F ＝ ma 解决问题。

教学难点1. 牛顿第二定律的理解。

2. 理解k=1时，F=ma 。

教具准备多媒体设备，多媒体课件课时安排一课时教学过程牛顿第二定律[提问引入]上节课我们通过实验探究了加速度和力、质量的关系，这个关系是什么呢？[讲解]物体的加速度与所受的力成正比，与物体的质量成反比。

科学家们通过大量的实验都得到同样的结论。

由此我们可以把它总结成一般性的规律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

这就是牛顿第二定律。

用公式可以表达为a ∝ F/m[提问]如果要把上式写为等式，应如何表达呢？[讲解]写成等式，应该加入比例常数，用k 表示，则F=kma力的单位[讲解]在国际单位制单位中，力的单位是牛顿，那么“牛顿”是如何定义的呢？在牛顿第二定律中，如果比例系数 k 取1的话，表达式就是F = ma ，当质量是m=1kg 的物体在某个力的作用下获得加速度a=1 m/s 2，由公式F= ma 我们知道这个力的大小就是F=ma=1kg ×板书：一、牛顿第二定律 1、内容： 2、表达式：a ∝F/m 或 F ∝ma1m/s 2=1kg ∙m/s 2，后人为了纪念牛顿，就称这个单位为“牛顿”，用“N ”表示。

4.3 牛顿第二定律教材分析:牛顿第二定律是人教版高一物理教材第一册第三章第三节内容。

牛顿第二定律具体得定量的回答了加速度与力、质量的关系，是学习动量观点和动能观点的基础。

将深刻的影响着学生对整个高中物理的学习。

它是整个中学物理内容的基础。

本课例尝试运用任务驱动教学方式，将现代教育技术与物理课教学有机整合，充分调动学生探究学习的主动性，培养学生应用现代信息技术探究和处理物理问题的能力。

教学目标: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（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:（1）牛顿第二定律的特性；（2）运用牛顿第二定律解决简单问题问题。

教学难点:（1）牛顿第二定律的瞬时性、因果性的理解.；（2）牛顿第二定律的应用。

教学方法:探究法、讲授法、讨论法、练习法课时安排：1课时+1课时（练习）教学过程设计:一、引入新课【问题引入】在上一节实验的基础上，你能得出加速度与物体所受到的合外力、质量的定量关系吗？【学生交流】通过上节实验我们得到下表中的内容m一定时，a与F成正比F一定时，a与1/m成正比a∝F a∝1/m上面两式整理得F=kma二、新课教学1、牛顿第二定律（1）内容：物体的加速度的大小跟它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。

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。

4.3 牛顿第二定律【课标要求】通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。

理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的现象。

【教学背景】1.教材分析（1）地位和作用：牛顿第二定律是在实验的基础上建立起来的重要规律；是牛顿第一定律的延续；是将运动学和力学联系起来的桥梁；是整个动力学理论的核心规律、解决问题的基础。

要理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的现象的重要前提就是理解并应用牛顿第二定律解决问题。

（2）教学内容上的认识：以上节实验为基础进行归纳总结，获得牛顿第二定律内容；并理解其几个特性；突出了力的单位“1牛顿”的物理意义；通过例题分析，体会牛顿第二定律的桥梁作用。

2.学情分析（1）知识基础：由牛顿第一定律知：力是改变物体运动状态的原因，不受力运动状态不改变，学生则会疑问：受力之后运动状态具体怎么改变呢？此外，已经通过实验获得：“a∝F、a∝ 1/m”的结论，自然就想知道是不是对于任意物体都有这样的结论，有没有相应表达式定量描述？（2）非智力因素：学生有较强的好奇心和求知欲，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神等。

【教学目标】1.通过上节探究实验的结论，分析得出牛顿第二定律的内容及表达式；（科学探究）2.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；（物理观念）3.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。

（科学思维）4.运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的问题，理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁。

（物理观念、科学思维）5.体会物理的实用价值，培养学生关注生活、关注实际的态度。

（科学态度）【教学重、难点及其突破】1.重点：正确理解并运用牛顿第二定律2.难点：体会牛顿第二定律是确立运动与力之间关系的桥梁，体会定律中的因果性、瞬时性等特征。

3.突破：通过创设演示实验情境，让学生通过观察直观现象理解其因果性、瞬时性、矢量性。