【課件】牛頓第二定律+教學(xué)設(shè)計(jì)高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)+

必修一：第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系3.牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)分析：1.課標(biāo)分析《牛頓第二定律》是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》必修課程必修1模塊中的“相互作用和運(yùn)動(dòng)定律”主題下的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)要求為：理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律，能用運(yùn)動(dòng)定律解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象，解決有關(guān)問題。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)解讀》對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的解釋為：理解牛頓運(yùn)動(dòng)第二定律，要重視讓學(xué)生體會(huì)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的思路，逐步形成運(yùn)動(dòng)與相互作用的觀念，以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為載體，提升物理素養(yǎng)水平。內(nèi)容分析《牛頓第二定律》是本章的重點(diǎn)內(nèi)容，也是高中物理的核心。本章第一節(jié)應(yīng)用牛頓第一定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的直接因果關(guān)系，定性的描述了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變跟力和質(zhì)量（慣性）的關(guān)系。第二節(jié)實(shí)驗(yàn)課用控制變量法定量地探究了物體加速度與所受合外力、物體質(zhì)量之間的關(guān)系。前兩節(jié)內(nèi)容為本節(jié)得出牛頓第二定律奠定了理論和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。本節(jié)第一課時(shí)在前面兩節(jié)基礎(chǔ)上得出牛頓第二定律，并總結(jié)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的六大性質(zhì)。本節(jié)第二課時(shí)的重點(diǎn)是結(jié)合例題分析初步體會(huì)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決簡(jiǎn)單問題的基本方法和規(guī)范，聯(lián)系生活自我探究設(shè)計(jì)加速度計(jì)和了解太空中如何測(cè)量質(zhì)量的方案等情境來深入理解牛頓第二定律內(nèi)容，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活。本節(jié)課內(nèi)容的學(xué)習(xí)為后三節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做好鋪墊作用。學(xué)情分析學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念，經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)探究、數(shù)據(jù)處理得出結(jié)論并通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析加工的基礎(chǔ)上得出了牛頓第二定律。牛頓第二定律的普適性只是體現(xiàn)在了理論上，為了學(xué)生能夠深入理解、掌握牛頓第二定律的內(nèi)涵，應(yīng)該充分利用情境和問題（例題解析）、合理安排學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，在學(xué)習(xí)過程中提升物理核心素養(yǎng)。二、教學(xué)目標(biāo)：1、學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）掌握牛頓第二定律內(nèi)容（物理觀念）；（2）掌握應(yīng)用牛頓第二定律正確解題步驟和規(guī)范性（科學(xué)思維）；（3）掌握將牛頓第二定律理論分析生活中物理現(xiàn)象能力（科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）；2、評(píng)價(jià)目標(biāo)（1）從物理觀念維度看，通過對(duì)簡(jiǎn)單的例題分析，有利于學(xué)生建立正確的運(yùn)動(dòng)和相互作用觀念。（2）從科學(xué)思維維度看，第一，通過對(duì)加速度計(jì)設(shè)計(jì)這一富有吸引力的問題，引發(fā)學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律進(jìn)行定性和定量對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行科學(xué)推理、找出規(guī)律、提出設(shè)計(jì)方案。第二，通過例題的分析和規(guī)范解答，初步形成應(yīng)用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)問題的基本思路和規(guī)范。第三，嘗試對(duì)牛頓第二定律的多角度分析，讓學(xué)生深入理解牛頓第二定律的含義。（3）從科學(xué)探究維度看那，先定性探究加速度計(jì)角度大小和加速度的關(guān)系，再運(yùn)用牛頓第二定律定量分析加速度和偏離豎直角度的關(guān)系，進(jìn)而可以設(shè)計(jì)出一個(gè)粗略測(cè)量加速度的儀器。（4）從“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”維度看，通過應(yīng)用牛頓第二定律在太空測(cè)質(zhì)量，讓學(xué)生深切感受到科學(xué)的魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。三、教學(xué)策略：1.策略與方法：講授法、分組討論法、啟發(fā)式教學(xué)。這節(jié)課的主要難點(diǎn)是對(duì)牛頓第二定律應(yīng)用的深入理解，因此，如何突破這個(gè)難點(diǎn)是這節(jié)課的核心。本教學(xué)設(shè)計(jì)中采用結(jié)合實(shí)例分析的方法、讓學(xué)生通過分組討論合作學(xué)習(xí)和將理論應(yīng)用于實(shí)際等方法來加深對(duì)牛頓第二定律的內(nèi)涵的理解。2.流程圖四、教學(xué)活動(dòng)：環(huán)節(jié)情境創(chuàng)設(shè)問題設(shè)計(jì)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖學(xué)生發(fā)展觀看視頻，提出問題觀看視頻：兒童用一只腳向后使滑板車加速，在臨近終點(diǎn)時(shí)同樣用腳踩在地上進(jìn)行減速。滑板車滑出時(shí)，地面對(duì)滑板車和小孩的作用力方向？在滑板車減速時(shí)地面對(duì)小孩和滑板車的作用力方向？播放視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考“滑板車分別在加速時(shí)和減速時(shí)所受合外力的方向”。觀看視頻，然后對(duì)孩子和滑板車進(jìn)行受力分析，并得出結(jié)論。讓學(xué)生定性的運(yùn)用牛頓第二定律分析生活中的物理情境，回顧上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。鍛煉學(xué)生歸納總結(jié)的能力。學(xué)生能從實(shí)例分析中得出加速度和力的方向關(guān)系以及定性的大小關(guān)系，為下一環(huán)節(jié)復(fù)習(xí)知識(shí)做鋪墊。（科學(xué)探究）回顧復(fù)習(xí)上節(jié)課知識(shí)總結(jié)上一節(jié)課所學(xué)內(nèi)容：1，牛頓第二定律具體內(nèi)容：F=kma，F(xiàn)、m、a單位分別取N、kg、m/s2時(shí)，k=1.2，牛頓第二定律的六大性質(zhì)：矢量性、因果性、瞬時(shí)性、同體性、相對(duì)性、獨(dú)立性上節(jié)課學(xué)習(xí)重點(diǎn)是什么？。牛頓第二定律具有哪些性質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生一起復(fù)習(xí)上一節(jié)課內(nèi)容，引出本節(jié)課主題。思考總結(jié)上一節(jié)課知識(shí)，鞏固對(duì)“牛頓第二定律”的內(nèi)容。先復(fù)習(xí)上一節(jié)課內(nèi)容，而這堂課就是以這知識(shí)為基礎(chǔ)解決簡(jiǎn)單的物理問題和分析生活中物理現(xiàn)象。鞏固牛頓第二定律，掌握運(yùn)動(dòng)和相互作用觀念。（物理觀念）例1解析審題、解題例1.在平直的路面上，質(zhì)量為1100kg的汽車在進(jìn)行研發(fā)的測(cè)試，當(dāng)速度達(dá)到100km/h時(shí)取消動(dòng)力，經(jīng)過70s停了下來。假定試車過程中汽車受到的阻力不變。（1）汽車受到的阻力是多少？（2）重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度是多少？如何進(jìn)行受力分析？如何進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過程分析？指導(dǎo)學(xué)生審題，引導(dǎo)學(xué)生解題。解題步驟：1．依據(jù)題意明確研究對(duì)象；明確研究過程。2．對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析；3．選取正方向，建立坐標(biāo)系；4．列牛頓第二定律方程，進(jìn)行求解。分析題目，進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，并運(yùn)用牛頓第二定律解題。從視頻中定性的研究a與F的關(guān)系上升到定量的分析a與F的關(guān)系，應(yīng)用牛頓第二定律公式解題，通過例題的分析，初步培養(yǎng)學(xué)生審題能力和解題規(guī)范性。根據(jù)例題所給條件確定合適的坐標(biāo)系以及規(guī)定正方向（科學(xué)思維）?？茖W(xué)性地讀題審題，將文字信息轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的物理模型。（科學(xué)思維）綜合運(yùn)用受力分析、運(yùn)動(dòng)分析結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解答簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)問題（科學(xué)思維）闡述加速度計(jì)設(shè)計(jì)原理關(guān)注生活中的牛頓第二定律，探究坐車時(shí)如何感受加速度，從而闡述加速度計(jì)的原理。如果累了坐在車?yán)镩]目養(yǎng)神時(shí)能否感受到車的加速度。我們只能定性地去描述背部和椅背之間的作用力大小，如何可以定量的去描述這種彈力呢？引導(dǎo)學(xué)生回憶平時(shí)坐車時(shí)能否感受到車的加速度。引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合以前所學(xué)如何從定性到定量地去表述彈力大小，從而可以定量的得出加速度大小。直接引入加速度計(jì)，闡述加速計(jì)的設(shè)計(jì)原理。根據(jù)F=2kx，結(jié)合F=ma，得出加速度a與形變量x之間的關(guān)系，利用x來測(cè)出加速度a。思考平時(shí)坐車時(shí)在車加速減速時(shí)身體的不同感覺。回答：加速時(shí)，能感受到背部和椅背之間的壓力，減速時(shí)屁股能感受到有往前滑的趨勢(shì)。結(jié)合胡克定律和牛頓第二定律學(xué)習(xí)加速度計(jì)設(shè)計(jì)原理。創(chuàng)設(shè)學(xué)生周圍的物理情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，使學(xué)生進(jìn)入積極主動(dòng)的思考狀態(tài)。將生活中的實(shí)例和物理模型相結(jié)合，認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，逐漸形成探索自然的內(nèi)在動(dòng)力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、事實(shí)求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度。（科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）結(jié)合實(shí)例，例2解析【例題2】某同學(xué)在列車車廂的頂部用細(xì)線懸掛一個(gè)小球，在列車以某一加速度漸漸啟動(dòng)的過程中，細(xì)線就會(huì)偏過一定角度并相對(duì)車廂保持靜止，通過測(cè)定偏角的大小就能確定列車的加速度（圖4.3-4）。在某次測(cè)定中，懸線與豎直方向的夾角為θ，求列車的加速度。我們除了用身體感受汽車加速和減速情況，還可以從視覺上觀察周圍來判斷。如圖中車內(nèi)飾物與豎直偏角大小可以反映什么物理量的不同?引導(dǎo)學(xué)生分析圖中可以用夾角大小表示合力大小，結(jié)合牛頓第二定律求出加速度大小。在求合力時(shí)可以分別用合成法和分解法。解題步驟：1．依據(jù)題意明確研究對(duì)象；明確研究過程。2．對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析；3．選取正方向，建立坐標(biāo)系；4．列牛頓第二定律方程，進(jìn)行求解。分析車內(nèi)飾物與豎直方向的夾角與受力的關(guān)系，結(jié)合牛頓第二定律分析汽車運(yùn)動(dòng)情況。遵守從定性的研究a與F的關(guān)系到定量的分析a與F的關(guān)系的科學(xué)推理規(guī)律。通過例題分析，明確解題步驟，會(huì)求合力可以用合成法和正交分解法。注重解題時(shí)的規(guī)范化書寫。能夠根據(jù)題目條件確定合適的坐標(biāo)系以及規(guī)定正方向（科學(xué)思維）。會(huì)應(yīng)用合成法和正交分解法求合力。（物理觀念）能按照科學(xué)思維的程序和規(guī)范進(jìn)行思維，綜合運(yùn)用受力分析、運(yùn)動(dòng)分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解答簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)問題（科學(xué)思維）。從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面對(duì)問題進(jìn)行推理、分析（科學(xué)思維）以例2為原理用身邊的物品來探究設(shè)計(jì)加速度計(jì)分組討論如何設(shè)計(jì)加速度計(jì)體溫計(jì)是利用溫度和體積的關(guān)系用長(zhǎng)度表示溫度，那么我們是否可以利用加速度和角度的函數(shù)關(guān)系可以設(shè)計(jì)出一個(gè)用角度來測(cè)量加速度？引導(dǎo)學(xué)生以結(jié)論為原理，用身邊的物品來設(shè)計(jì)加速度計(jì)分組討論如何結(jié)合原理設(shè)計(jì)加速度計(jì)并討論如何用生活用品或者學(xué)習(xí)用品來制作加速度計(jì)學(xué)以致用，將原理應(yīng)用于實(shí)際。學(xué)生可以更加加深了對(duì)物理定律內(nèi)涵的理解能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，探究和制定方案，對(duì)于設(shè)計(jì)方案進(jìn)行討論、交流。（科學(xué)探究）“科學(xué)漫步”用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量觀看視頻“科學(xué)漫步”用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量。根據(jù)F=ma、a=F/m求力和加速度，那能否根據(jù)m=F/a來求質(zhì)量呢？指導(dǎo)學(xué)生利用牛頓第二定律來求質(zhì)量，引入視頻。觀看視頻，進(jìn)一步理解牛頓第二定律的內(nèi)涵。將所學(xué)知識(shí)和科學(xué)前沿相聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)物理熱情。能認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，了解國家科技前沿，培養(yǎng)愛國情懷。（科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）。五、板書設(shè)計(jì)：牛頓第二定律（第2課時(shí)）

1、牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma2、（1）例1：aFF合＝2000N－437N＝1563Na2（2）加速度計(jì)：滑塊所受合外力為F=2kx，根據(jù)牛頓第二定律F=ma，可得a=2kx/m3、（1）例2、?方法1（圖4.3-5）方法2（圖4.3-6）F＝mgtanθFy－mg＝0，F(xiàn)y＝FTcosθ，F(xiàn)Tcosθ＝mg（1）a=F/m=gtanθFx＝FTsinθ，F(xiàn)Tsinθ＝ma（2）（1）（2）式聯(lián)立，得a＝gtanθ列車的加速度與小球相同，大小為gtanθ，方向水平向右。自制車載加速度計(jì)。課內(nèi)討論，課后制作。4、太空中測(cè)質(zhì)量六、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)：書面評(píng)價(jià)練習(xí)（包括典型例題及隨堂練習(xí)等）練習(xí)1：.如圖所示是小孩子玩的一種滑板車．小孩站在小車上用一只腳向后蹬地，使小車獲得初速度后人與車一起靠慣性向前滑行．假設(shè)小孩子用腳向后蹬地的水平平均作用力為30N，小孩與車的總質(zhì)量為20kg，運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為5N．求：（1）當(dāng)小孩用腳蹬地時(shí)，小車獲得的加速度a；（2）當(dāng)小車獲得5m/s初速度后，停止蹬地，小孩與小車一起能夠滑行的最大距離s；（3）在上述問題（2）條件下，小車滑行最大距離所用的時(shí)間t．解：（1）當(dāng)小孩用腳蹬地時(shí)，受力分析得：F合＝30N－5N＝25Na（2）當(dāng)小孩停止蹬地時(shí)，受力分析得：F合＝－5NaS=(0-v2)/2a‘（3）t=(0-v)/a‘本題應(yīng)用牛頓第二定律解決生活物理情境問題，評(píng)價(jià)學(xué)生掌握解題能力情況和解題的規(guī)范性。練習(xí)2：如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角，球和車廂相對(duì)靜止，球的質(zhì)量為1kg。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說明車廂的運(yùn)動(dòng)情況；求懸線對(duì)球的拉力。解析：法一：(合成法)小球和車廂相對(duì)靜止，它們的加速度相同。以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示，小球所受合力F合＝mgtan37°，由牛頓第二定律得小球的加速度為a＝eq\f(F合,m)＝gtan37°＝eq\f(3,4)g＝7.5m/s2，加速度方向水平向右。車廂的加速度與小球相同，車廂做的是向右的勻加速運(yùn)動(dòng)或向左的勻減速運(yùn)動(dòng)。(2)由圖可知，懸線