牛顿第二定律高中物理教案(优秀8篇).docx
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1、牛顿第二定律高中物理教案(优秀8篇)牛顿第二定律 篇一 一、教学目标 1.在学生实验的基础上得出牛顿第二定律,并使学生对牛顿第二定律有初步的理解。 2.通过学生分组实验,锻炼学生的动手实验能力。 3.渗透科学的发现、分析、研究等方法。 二、重点、难点分析 1.牛顿第二定律本身是力学的重点内容,所以在学生最初接触这个规律时就应打好基础。 2.由于采用新的教学方法,在课堂密度加大的情况下如何完成教学进度,成为教学过程中的一个难点。 三、教具 1.学生分组实验牛顿第二定律器材(木板、小车、打点计时器、电源、小筒、细线、砝码、天平、刻度尺、纸带等). 2.计算机及自编软件,电视机(作显示). 3.投影
2、仪,投影片。 四、教学过程 (一)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,物体运动状态改变与何因素有关?关系是什么?(学生回答:物体运动状态改变快慢用加速度来描述;加速度与物体质量及物体受力有关,关系是:物体受力越大,物体加速度越大;物体质量越大,物体加速度越小。) 2.引课提问:物体的加速度与物体所受外力及物体的质量之间是否存在一定的比例关系?如果存在,其关系是什么?请同学猜一猜。(当学生提出物体加速度可能与物体受力成正比,与物体的质量成反比时,教师予以表扬。)我们的猜想是否正确呢,需要用实验来检验。这就是我们这节课所要研究的牛顿第二定律。 (二)教学过程 1.实验介
3、绍 投影:实验装置图 讲解:我们用小车作为研究对象,通过在小车上增减砝码可以改变小车质量。在小车上拴一根细线,细线通过定滑轮挂一个小桶,小桶内可以放重物,这时小车受到的拉力大致是小桶及重物的重力,我们可以通过改变小桶内的重物来改变小车受到的拉力。我们研究小车的加速度a与拉力f及小车质量m的关系时,可先保持m一定,研究a与f的关系;再保持f一定,研究a与m的关系。这是物理学中常用的研究方法。 下面我们先保持小车质量不变,拉力f取几次不同的数值,测出每一次小车的加速度a,从而研究a与f的关系。 提问:如何测出小车的加速度?(学生回答:可用打点计时器。)再追问:测加速度的公式是什么?(学生回答公式,
4、若学生回答不清时,可帮助其答出。) 讲解:怎样才能直观地反映出a与f是否成正比呢?我们可以借助图象:用横轴表示拉力,用纵轴表示加速度,若加速度随拉力的变化图线是一条过原点的直线,就可以说明a与f成正比。我们改变几次拉力的大小,并测出每次拉力所对应的小车加速度,就可以得到几组数据,每组数据对应图象中的一个点,根据这几个点就可以连出加速度随拉力变化的图象,并根据图象作出是否成正比的判断。 板图: 讲解:在小车运动过程中不可避免的要受到摩擦力的作用,这个摩擦力也会影响到小车的加速度,如何消除摩擦力的影响呢?我们可以把木板的一端垫高,使小车在没有受到拉力时恰能够在木板上做匀速运动,就是用重力的下滑分力
5、与摩擦力平衡,这时再加拉力,小车的加速度就只由拉力而产生了。 由于一节课时间有限,所以我们共同完成这个实验:每组只做一个拉力作用下小车产生加速度的情况,但不同的组取的拉力值不同,如第一组拉力为0.1n、第二组拉力为0.2n、第三组拉力为0.3n而我们所用的小车质量是相同的,这样我们把大家的数据综合起来,就得到质量相同的小车在若干个不同拉力作用下的加速度了。 另外为了节约时间,我们采用计算机处理数据。 开机并讲解:这个数据处理软件功能是这样的:我们只要把s1、s2、s3、s4、s5、s6及记数点的时间间隔t输入,计算机就会自动算出小车的加速度a,并且根据输入的对应拉力f的数值,作出a随f变化的图
6、线。 2.学生实验 实验:(约8至10分钟)教师巡视; 提问:学生实验数据报出并输入计算机; 操作:由数据得出图线; 讲解:由实验可知,物体的加速度与所受拉力成正比。 板书:af 3.实验介绍 讲解:下面再保持拉力不变,研究a与m的关系。刚才我们猜测a与m可能是反比关系,怎样才能从图象上反映a与m是否反比呢?我们可以以1/m为横轴,以a为纵轴,若所得图线为过原点的直线,则表明a与1/m成正比,也就是a与1/m成反比。 下面我们仍然分组来进行实验,我们都选拉力为0.1n,通过在小车上增加砝码来改变小车质量,第一组取小车的质量为0.2kg、第二组取小车的质量为0.3kg、第三组取小车的质量为0.4
7、kg实验数据的处理也与刚才相似,只是此时不再输入拉力,而是输入小车的质量m并自动换算出质量的倒数1/m,并根据几组质量值及对应的加速度作出a随1/m变化的图线。 4.学生实验 实验:(约7到8分钟)教师巡视; 提问:学生实验数据报出并输入计算机; 操作:由数据得出图线; 讲解:由实验可知,物体的加速度与物体质量成反比。 板书:a1/m 5.结论分析 根据实验我们证实了我们的猜想:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体质量成反比。这就是著名的牛顿第二定律。 板书:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体质量成反比。 用公式表示为 af/m fma 若改写为等式,应乘一系数k f=kma 如果我们把1牛顿定
8、义为:使质量1千克的物体产生1m/s2加速度的力为1牛顿,这时等式左侧为1,等式右侧为k.也就是说我们采用这种定义方式可以使k=1,此时牛顿第二定律的表达式为 板书:f=ma 讲解:下面我们对牛顿第二定律进行进一步的讨论:首先我们可以注意刚才小车所受到的拉力,实际是小车所受到的合外力,所以牛顿第二定律中的f应为物体受到的合外力。 板书:(1)f为合外力 其次我们可以注意到小车的加速度方向与拉力方向是一致的,这就是牛顿第二定律的方向性。 板书:(2)a的方向与f一致 另外,物体某一时刻的加速度,只由它此刻的受力决定,而与其他时刻的受力无关,这就是牛顿第二定律的即时性。 板书:(3)即时性 (三)
9、课堂小结:这节课我们通过实验得出了牛顿第二定律,并且对这个规律有了初步的了解。牛顿第二定律是力学中的一个很重要的规律,今后我们还要进一步学习和讨论。 五、说明 1.设计思路:本节课的设计出发点在于更多地调动学生参与,使其动手动脑,以提高其能力。本节课的关键在于电脑辅助实验数据处理,提高了课堂密度,有可能在一节课内完成讲授与实验。本节课设计时隐含了“假说”“实验验证”的科学研究方法,电脑辅助实验数据处理,烘托了科学研究气氛。 2.本节课学生实验器材即学生分组验证牛顿第二定律器材,电脑软件系自制软件:包括表格(输入s1至s6及t即可算出a,根据a和f或1/m的值即可在图象中描点连线)和图象,也可以
10、用一些现成的软件如excel等。 (北京市第156中学 王方毅) 牛顿第二定律 篇二 一、教学目标 1.物理知识方面的要求: (1)巩固记忆牛顿第二定律内容、公式和物理意义; (2)掌握牛顿第二定律的应用方法。 2.通过例题分析、讨论、练习使学生掌握应用牛顿定律解决力学问题的方法,培养学生的审题能力、分析综合能力和运用数学工具的能力。 3.训练学生解题规范、画图分析、完善步骤的能力。 二、重点、难点分析 1.本节为习题课,重点内容是选好例题,讲清应用牛顿第二定律解决的两类力学问题及解决这类问题的基本方法。 2.应用牛顿第二定律解题重要的是分析过程、建立图景;抓住运动情况、受力情况和初始条件;依
11、据定律列方程求解。但学生往往存在重结论、轻过程,习惯于套公式得结果,所以培养学生良好的解题习惯、建立思路、掌握方法是难点。 三、教具 投影仪、投影片、彩笔。 四、主要教学过程 (一)引入新课 牛顿第二定律揭示了运动和力的内在联系。因此,应用牛顿第二定律即可解答一些力学问题。 我们通过以下例题来体会应用牛顿第二定律解题的思路、方法和步骤。 (二)教学过程设计 1.已知受力情况求解运动情况 例题1(投影) 一个静止在水平面上的物体,质量是2kg,在水平方向受到5.0n的拉力,物体跟水平面的滑动摩擦力是2.0n. 1)求物体在4.0秒末的速度; 2)若在4秒末撤去拉力,求物体滑行时间。 (1)审题分
12、析 这个题目就是根据已知的受力情况来求物体的运动情况。前4秒内运动情况:物体由静止在恒力作用下做匀加速直线运动,t=4.0s.受力情况:f=5.0n,f=2.0n,g=n;初始条件:v0=0;研究对象:m=2.0kg.求解4秒末的速度vt.4秒后,撤去拉力,物体做匀减速运动,vt=0.受力情况:g=n、f=2.0n;初始条件:v0=vt,求解滑行时间。 (2)解题思路 研究对象为物体。已知受力,可得物体所受合外力。根据牛顿第二定律可求出物体的加速度,再依据初始条件和运动学公式就可解出前一段运动的末速度。运用同样的思路也可解答后一段运动的滑行距离。 (3)解题步骤(投影) 解:确定研究对象,分析
13、过程(画过程图),进行受力分析(画受力图). 前4秒 根据牛顿第二定律列方程: 水平方向 f-f=ma 竖直方向 n-g=0 引导学生总结解题步骤:确定对象、分析过程、受力分析、画图、列方程、求解、检验结果。 (4)讨论:若无第一问如何解?实际第一问的结果是第二问的初始条件,所以解题的过程不变。 (5)引申:这一类题目是运用已知的力学规律,作出明确的预见。它是物理学和技术上进行正确分析和设计的基础,如发射人造地球卫星进入预定轨道,带电粒子在电场中加速后获得速度等都属这一类题目。 2.已知运动情况求解受力情况 例题2(投影) 一辆质量为1.0103kg的小汽车正以10m/s的速度行驶,现在让它在
14、12.5m的距离内匀减速地停下来,求所需的阻力。 (1)审题分析 这个题目是根据运动情况求解汽车所受的阻力。研究对象:汽车m=1.0103kg;运动情况:匀减速运动至停止vt=0,s=12.5m;初始条件:v0=10m/s,求阻力f. (2)解题思路 由运动情况和初始条件,根据运动学公式可求出加速度;再根据牛顿第二定律求出汽车受的合外力,最后由受力分析可知合外力即阻力。 (3)解题步骤(投影) 画图分析 据牛顿第二定律列方程: 竖直方面 n-g=0 水平方面 f=ma=1.0103(-4)n=-4.0103n f为负值表示力的方向跟速度方向相反。 引导学生总结出解题步骤与第一类问题相同。 (5
15、)引申:这一类题目除了包括求出人们熟知的力的大小和方向,还包括探索性运用,即根据观测到的运动去认识人们还不知道的物体间的相互作用的特点。牛顿发现万有引力定律、卢瑟福发现原子内部有个原子核都属于这类探索。 3.应用牛顿第二定律解题的规律分析(直线运动) 题目类型流程如下 由左向右求解即第一类问题,可将vt、v0、s、t中任何一个物理量作为未知求解。 由右向左求解即第二类问题,可将f、f、m中任一物量作为未知求解。 若阻力为滑动摩擦力,则有f-mg=ma,还可将作为未知求解。 如:将例题2改为一物体正以10m/s的速度沿水平面运动,撤去拉力后匀减速滑行2.5m,求物体与水平面间动摩擦因数。 4.物
16、体在斜向力作用下的运动 例题3(投影) 一木箱质量为m,与水平地面间的动摩擦因数为,现用斜向右下方与水平方向成角的力f推木箱,求经过t秒时木箱的速度。 解:(投影) 画图分析: 木箱受4个力, 将力f沿运动方向和垂直运动方向分解: 水平分力为 fcos 竖直分力为 fsin 据牛顿第二定律列方程, 竖直方向 n-fsin-g=0 水平方向 fcos-f=ma 二者联系 f=n 由式得 n=fsin+mg 代入式有 f=(fsinmg) 代入式有 fcos-(fsinmg)=ma ,得 可见解题方法与受水平力作用时相同。 (三)课堂小结(引导学生总结) 1.应用牛顿第二定律解题可分为两类:一类是
17、已知受力求解运动情况;一类是已知运动情况求解受力。 2.不论哪种类型题目的解决,都遵循基本方法和步骤,即分析过程、建立图景、确定研究对象、进行受力分析、根据定律列方程,进而求解验证效果。在解题过程中,画图是十分重要的,包括运动图和受力图,这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不可少的步骤。 3.在斜向力作用下,可将该力沿运动方向和垂直运动方向分解,转化为受水平力的情形。解题方法相同。 五、说明 1.例题1在原题基本上增加了一个运动过程,目的是强调过程图和受力图的重要性。因为有些学生对此不够重视而导致错误,尤其是以后遇到复杂问题的处理时更加突出,比如不注意各段运动中物体受力情况的变化和与之相关的
18、加速度的变化,用前一段运动的加速度代入后一段运动方程进行运算,得出错误结果。但教材中节练习题和章习题中没有这类题目,所以可根据学生情况加以取舍。 2.解题过程反复强调分析方法、解题步骤,意在培养学生的良好解题习惯和书写规范,由于解题过程要力求详尽,故本课密度较大。为此,解题过程可利用投影片以节省时间。 3.例题中增加了斜向力作用的情形,目的是使学生注意竖直方向运动方程的建立,对水平方向物理量的影响。因为学生长时间只考虑水平方向受力,就会忽视了竖直方向的受力分析,认为在任何情况下都无须考虑竖直方向受力。另外,了解到斜向力分解后的解题方法仍是前面所述的基本方法,从而体会对复杂问题的处理方法,以巩固
19、基本知识、基本方法。但不提及建立坐标和正交分解,这一部分亦可据学生情况取舍。 牛顿第二定律 篇三 一、教材分析 牛顿第二定律是动力学的核心规律,动力学又是经典力学的基础,也是进一步学习热学、电学等其它部分知识所必须掌握的内容。所以,牛顿第二定律是本章的中心内容,更是本章的教学重点。为了使学生对牛顿第二定律的认识自然、和谐,本节之前的运动状态的改变就是起到了承上启下的作用。承上,使学生对第一定律的认识得到强化;启下,即是通过实例的分析使学生定性地了解了牛顿第二定律的内容。本节教材是在前一节的基础上借助电脑通过实验分析,再进行归纳后总结出定量描述加速度、力和质量三者关系的牛顿第二定律。由实验归纳总
20、结出物理规律是我们认识客观规律的重要方法。由于本实验涉及到三个变量:a、m、f,因此我们用控制变量的方法来进行研究:先确定物体的质量,研究加速度与力的关系;再确定力,研究加速度和质量的关系。在以后学习气体的状态变化规律,平行板电容器的电容,金属导体的电阻等内容中都用到了这一方法。控制变量法也是我们研究自然、社会问题的常用方法。通过教学,使学生学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法一列表法和图象法,了解图象法处理数据的优点:直观、减小误差(取平均值的概念),及图象的变换,从a-m图(曲线)变到a-1/m图(直线),在验证玻-马定律中也用了这种方法。根据以上分析,我们知道本节课的教学目的不全
21、是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中如何控制实验条件和物理变量,如何用数学公式表达物理规律。让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。 通过本节课的学习,要让学生记住牛顿第二定律的表达式;理解各物理量及公式的物理意义;了解以实验为基础,经过测量、论证、归纳总结出结论并用数学公式来表达物理规律的研究方法,使学生体会到物理规律的简单美。 本节课的重点是成功地进行了演示实验和用电脑对数据进行分析。这是本节课的核心,是本节课成败的关键。 二、教法和学法 本节课采用以电脑辅助演示实验为主的
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