牛顿第二定律教案8页

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6.2 牛顿第二定律
（课时为 2 学时）
一、教学内容分析
1．内容与地位
在共同必修模块物理 1 的内容标准中涉及本节的内容有：“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”．本条目要求学生通过实验，探究加速度、
质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程．
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是学习其他动力学规律的基础，是本章的重点内容，
它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在
理论与实际问题中都有广泛的运用．在教学过程中要创设问题情境，让学生经历探究加速度、
质量、力三者关系的过程，可以通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、
加速度与质量的关系的图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式．学习过程中引导体
会科学的研究方法——控制变量法、图像法的应用，培养观察能力、质疑能力、分析解决问
题的能力和交流合作能力．在知识的形成中真正理解牛顿第二定律，同时体验到探究的乐
趣．
2．教学目标
（1）经历探究加速度与力和质量的关系的过程．
（2）感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用．
（3）体验探究物理规律的乐趣．
（4）培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．
3．教学重点、难点
引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程是本节课教学的重点，通过实验数据画出
图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式是本节的难点．
二、案例设计
（一）复习导入
教师：什么是物体运动状态的改变?物体运动状态发生变化的原因是什么?
学生：物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变，力是使物体运动状态发生变化
的原因．
教师：物体运动状态的改变，也就是指物体产生了加速度．加速度大，物体运动状态变
化快；加速度小，物体运动状态变化慢．弄清物体的加速度是由哪些因素决定的，具有十分
重要的意义．那么物体的加速度大小是由哪些因素决定的呢?请同学们先根据自己的经验对
这个问题展开讨论，让学生尝试从身边实例中提出自己的观点．讨论中体会到 a 跟力 F、物
体质量 m 有关．
（二）探究加速度 a 跟力 F、物体质量 m 的关系
1．定性讨论 a、F、m 的关系
学生：分小组讨论．
教师：在学生分组讨论的基础上，请各组派代表汇报讨论结果．
引导学生总结出定性的结论：a 与 F、m 有关系，当 m 一定时 F 越大，a 就越大；当 F
一定时，m 越大，a 就越小．
请思考：
在这里为什么要组织学生开展这样的讨论？
2．定量研究 a、F、m 的关系
（1）设计实验方案
教师在肯定学生回答的基础上，提问：如何定量地研究 a 与 F、m 的关系呢?指出刚才
大家在定性讨论 a、F、m 三者关系时，就已经采用了在研究 a 与 F 关系时保持 m 一定，在
研究 a 与 m 的关系时保持 F 一定的方法，这种方法叫做控制变量法，它是研究多变量问题
的一种重要方法．下面我们可应用这种方法，通过实验对 a、F、m 的关系进行定量研究．
教师进一步引导，使学生明确要在实验中研究 a、F、m 的关系必须有办法测出 a、F、
m．
教师在指出讲台上放有气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、

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细线、砝码、小桶、弹簧秤、托盘天平、一端带有滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、
纸带、刻度尺，并说明每个光电开关与数字计时器一起能测出一定宽度的遮光板通过它的时
间进而测出物体的瞬时速度后，让学生根据给定的器材设计实验方案，并在小组讨论基础上，
全班交流．在大家互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案．
学生：设计出如下实验方案．
方案一 以小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、砝码、刻度尺、天
平为器材，研究小车的运动．用天平测出小车的质量 m1，测出小桶的质量 m2，把小桶与小
桶...