牛顿第二定律教案(1)3页

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第 2 节 牛顿第二定律
一、课标要求
通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律，用牛顿运动
定律解释生活中的有关问题。认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学
单位。
二、内容分析
牛顿运动定律是高中力学知识的基础，而牛顿第二定律是牛顿运动定律的核心。因此本
节内容是本章中的重点，学好本节内容至关重要。
在高中物理课程标准中，特别强调要让学生经历探究加速度与物体质量、物体受力的关系的
过程。其目的就是要让学生在这一过程中，巩固对加速度、力和质量的测量，学会科学研究
的常用方法——控制变量法、图象法等，培养探究的能力，体验探究的乐趣，增强合作交流
的意识。
三、教学目标
经历探究加速度与物体质量、物体受力的关系的过程，学会用图象法表示加速度与力、
加速度与质量的关系，并根据图像分析得出加速度与力、质量的关系式。体会探究过程中所
用到的控制变量法、图象法等科学方法。培养设计实验、动手操作、分析问题和交流合作等
能力。通过等式 F＝kma 中给定 k = 1 来定义力的单位，明白国际单位制的意义。
教学重点：经历探究加速度与物体质量、物体受力的关系的过程。理解牛顿第二定律。
教学难点：分析实验数据得出加速度与力、质量的关系式。
四、案例设计
（第一课时）
（一）导入新课
教师：通过牛顿第一定律的学习，是否知道物体运动状态发生改变的原因是什么？
（边提问，边板书：运动状态变化）
学生：是力，力是改变物体运动状态的原因。
（边评价，边板书：力 F，原因。画箭头指向“运动状态变化”）
教师：同一个力作用在不同物体上，使物体运动状态改变的效果相同吗？
学生：不同。
教师：那么，还跟什么因素有关呢？
学生：还跟物体的质量有关。
（边评价，边板书：质量 m。画箭头指向“运动状态变化”）
教师：因此，力是改变物体运动状态的原因，也可以理解为力是使物体产生加速度的原因。
上述的关系表明，围绕物体运动状态的改变有 F、m、a 三个物理量，你能定性地说一说这
三个物理量之间的关系吗？
学生：力越大，质量越小，物体产生加速度就越大。
教师：很好，但研究物体的运动，仅作定性的分析往往是不够的，需要找出它们之间的定量
关系。下面，我们就一起来探究 a 与 F、m 的定量关系。

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（二）实验探究
教师：首先应该解决两个问题：一是 F 和 m 同时决定 a，三个量同时发生关系该如何进行
研究？
学生：（引导）可以采用控制变量法，即在保持 m 一定的情况下，探究 a 与 F 的关系；在
保持 F 一定的情况下探究 a 与 m 的关系，然后再综合得出三者之间的关系。
教师：第二个问题是选择什么样的物体来研究，并如何测量或比较这三个物理量？也就是如
何设计一个具体的实验来进行探究的问题，请大家展开讨论，并将初步的设想说出来，让大
家一起来补充和完善。
学生：实验设计方案。（必要时启发学生：考虑前面测定匀变速直线运动的加速度装置）
教师：（组织学生对各方案进行可行性分析、评价，从中确定一种方案：木板—小车。如果
气垫导轨数量够，就用气垫导轨做，但普通学校可能都还是用斜面小车来做）
教师：为了使小车所受的拉力约等于砂桶重力，以及如何消除摩擦力的影响，请同学们阅读
课本第 5 自然段的内容。
学生：（阅读课本）
教师：怎样才能判断小车作匀速运动呢？小车如果越跑越快，或者推动后滑一段就停下，肯
定都不是匀速运动。而是要在轻轻推动后它能一直滑动下去才趋于匀速，最后是让它拖动纸
带，看打出的点是否均匀。
教师：参考课本的介绍完成实验操作，两项实验分别做三次，一共打印出 6 条纸带，注意编
上记号，回家后请同学们自行设计记录实验数据的表格，测量出数据并作出分析处理。
学生：（完成实验操作）
1、保持 M 不变，探究 a 与 F 的关系。
2、保持 F 不变，探究 a 与 M 的关系。
作业布置：测量纸带，将得到的数据填入自行设计的表中，并以此在坐标上作图分析，总结
出规律。
注：第一课时结束。
（三）交流研讨
（第二课时）
教师：请各小组将实验数据分析处理的过程和结果准备好，老师...