山東省濟南市萊蕪第十七中學2023-2024學年高二下學期物理素養(yǎng)競賽教學設計

山東省濟南市萊蕪第十七中學2023-2024學年高二下學期物理素養(yǎng)競賽教學設計課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：牛頓運動定律的應用與實踐

2.教學年級和班級：山東省濟南市萊蕪第十七中學高二年級物理素養(yǎng)競賽班

3.授課時間：2023-2024學年高二下學期，第5周星期三上午第三節(jié)

4.教學時數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將圍繞牛頓運動定律，結合實際生活中的物理現(xiàn)象，引導學生深入理解并掌握定律的應用。通過案例分析、小組討論和實驗演示，提高學生的物理素養(yǎng)和解決實際問題的能力。教學內(nèi)容與課本知識緊密關聯(lián)，注重培養(yǎng)學生的實踐操作技能和科學思維方法。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生以下核心素養(yǎng)：

1.物理觀念：通過分析實際案例，使學生深刻理解牛頓運動定律，形成對物體運動規(guī)律的準確認識。

2.科學思維：訓練學生運用物理知識解決實際問題的能力，提高邏輯思維和批判性思維能力。

3.實踐探究：通過小組討論和實驗演示，培養(yǎng)學生動手操作和觀察實驗現(xiàn)象的能力，激發(fā)科學探究的興趣。

4.科學態(tài)度：鼓勵學生積極參與課堂討論，勇于表達自己的觀點，培養(yǎng)合作精神和求真務實的科學態(tài)度。三、學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了牛頓三定律的基本概念，能夠理解并運用定律解釋一些簡單的物理現(xiàn)象。他們熟悉基本的物理量和單位，了解勻速直線運動和勻加速直線運動的公式。

2.學生對物理學科普遍具有較高的興趣，具備一定的邏輯思維能力和問題解決能力。他們的學習風格多樣，既有喜歡理論推導的，也有偏好實驗操作的。學生在小組合作中表現(xiàn)出較強的團隊協(xié)作能力。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：將牛頓運動定律應用于復雜的多因素問題中，如非慣性參考系的判斷；在實驗操作中，對數(shù)據(jù)的精確測量和處理；以及在分析問題時，忽略次要因素，抓住主要矛盾的能力。此外，部分學生對物理量的矢量性理解和運用可能存在困難。四、教學方法與策略1.針對學生的興趣和已有知識，采用講授與討論相結合的教學方法。通過案例分析，引導學生運用牛頓運動定律解決實際問題，采用項目導向學習，鼓勵學生自主探究。

2.設計角色扮演活動，讓學生模擬科學家進行實驗探究，增強課堂互動。組織實驗操作，讓學生親身體驗牛頓運動定律在實際中的應用，提高實踐能力。

3.使用多媒體教學資源，如PPT、物理教學軟件和實驗演示視頻，輔助講解復雜概念和展示實驗過程。同時，利用實物模型和教具，增強學生對物理現(xiàn)象的直觀感受。五、教學過程首先，我會引導大家回顧一下我們已經(jīng)學習過的牛頓運動定律。記得嗎，牛頓第一定律，也稱為慣性定律，告訴我們一個物體會保持其靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，除非受到外力的作用。牛頓第二定律則揭示了力、質(zhì)量和加速度之間的關系，即力等于質(zhì)量乘以加速度。至于牛頓第三定律，它強調(diào)了作用力和反作用力的相等和相反。

1.導入新課（5分鐘）

今天，我們將深入探討牛頓運動定律在實際生活中的應用。首先，我想請大家思考一個問題：在我們的日常生活中，有哪些現(xiàn)象是牛頓運動定律的體現(xiàn)呢？

2.案例分析（10分鐘）

案例一：乘坐公交車時，當車輛突然啟動或剎車時，我們?yōu)槭裁磿蚯皟A或向后仰？

案例二：踢足球時，為什么足球會向前飛，而踢球的人會向后退？

案例三：在沒有外力作用的情況下，為什么地球上的物體最終會停止運動？

3.小組討論（10分鐘）

現(xiàn)在，請同學們分成小組，針對剛才的案例進行討論。每組選出一個代表，分享你們的分析和解答。

4.實驗演示（15分鐘）

為了讓大家更直觀地感受牛頓運動定律，我準備了一個實驗。實驗內(nèi)容為：使用小車和滑輪，演示牛頓第一定律和第二定律。

實驗一：驗證牛頓第一定律。將小車放在水平桌面上，觀察小車在不受外力作用下的運動狀態(tài)。

實驗二：驗證牛頓第二定律。給小車施加不同大小的力，觀察小車的加速度變化。

5.知識拓展（5分鐘）

現(xiàn)在，讓我們將牛頓運動定律的應用拓展到更廣泛的領域。例如，航天器發(fā)射、汽車剎車系統(tǒng)等。

6.課堂總結（5分鐘）

7.作業(yè)布置（5分鐘）

為了鞏固今天的學習內(nèi)容，請同學們完成以下作業(yè)：

1.復習牛頓運動定律，整理筆記。

2.選取一個日常生活中的現(xiàn)象，運用牛頓運動定律進行解釋，并寫成小論文。

最后，希望大家能夠將所學知識內(nèi)化為自己的能力，不斷提高自己的物理素養(yǎng)。下課！六、拓展與延伸1.拓展閱讀材料

（1）《物理學的進化》中關于牛頓運動定律的章節(jié)，了解牛頓定律在物理學發(fā)展中的地位和作用。

（2）《生活中的物理學》一書中關于牛頓運動定律在實際應用的部分，了解牛頓定律在生活中的廣泛應用。

（3）《物理實驗與探究》中關于牛頓運動定律的實驗設計和操作技巧，提高實驗操作能力。

2.課后自主學習和探究

（1）研究牛頓運動定律在體育運動中的應用，如跳遠、投擲等，分析運動員如何利用牛頓定律來提高成績。

（2）探討牛頓運動定律在交通工具設計中的作用，如汽車的剎車系統(tǒng)、自行車的懸掛系統(tǒng)等。

（3）調(diào)查生活中因忽略牛頓運動定律而導致的事故案例，分析原因，并提出防范措施。

（4）研究牛頓運動定律在航天領域的應用，如衛(wèi)星發(fā)射、宇宙飛船對接等。

（5）嘗試運用牛頓運動定律解決一些簡單的物理問題，如計算物體的加速度、分析物體的運動軌跡等。七、反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.結合實際案例：在教學中，我嘗試將牛頓運動定律與學生的日常生活緊密聯(lián)系，通過分析實際案例，讓學生深刻感受到物理學的實用性和趣味性。

2.項目導向學習：鼓勵學生自主探究，分組合作完成項目任務，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和解決問題的能力。

（二）存在主要問題

1.教學組織：在課堂實踐中，我發(fā)現(xiàn)部分學生對實驗操作環(huán)節(jié)興趣濃厚，但對理論知識的學習相對缺乏積極性。這可能是因為理論教學相對枯燥，難以激發(fā)學生的學習興趣。

2.教學評價：目前的教學評價主要以筆試成績?yōu)橹?，較少關注學生的實際操作能力和創(chuàng)新思維能力。

（三）改進措施

1.針對教學組織方面的問題，我將在今后的教學中增加互動性和趣味性，如運用多媒體教學資源，設計有趣的物理實驗，讓學生在愉快的氛圍中學習理論知識。

2.在教學評價方面，我將嘗試多元化評價方式，如實驗操作考核、小組項目報告等，以更全面地評估學生的綜合能力。八、課堂小結，當堂檢測在本節(jié)課中，我們一起學習了牛頓運動定律的實際應用，探討了物體在受到外力作用時的運動狀態(tài)，以及如何運用牛頓定律解決生活中的物理問題。現(xiàn)在，讓我們通過以下課堂小結和當堂檢測來鞏固今天的學習內(nèi)容。

1.課堂小結

（1）牛頓運動定律包括慣性定律、動力定律和作用與反作用定律。

（2）牛頓第一定律指出，一個物體不受外力作用時，將保持靜止或勻速直線運動。

（3）牛頓第二定律表明，一個物體的加速度與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。

（4）牛頓第三定律強調(diào)，兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反。

2.當堂檢測

為了檢驗大家對今天學習內(nèi)容的掌握，我將提供以下檢測題目：

題目一：一個物體受到兩個力的作用，其中一個力是水平向右的20N，另一個力是豎直向下的30N。已知物體的質(zhì)量為5kg，求物體的加速度。

題目二：一輛小車在水平路面上行駛，當施加100N的力時，小車以5m/s2的加速度勻加速前進。若小車質(zhì)量增加1倍，求新的加速度。

題目三：一個物體從高處自由下落，不計空氣阻力。請根據(jù)牛頓運動定律，分析物體下落過程中的速度和加速度變化。

請同學們在課堂上獨立完成這些題目，并在完成后相互交流答案。我會對大家的解答進行點評和指導，幫助你們更好地理解和掌握牛頓運動定律。希望通過這些練習，大家能夠將所學知識內(nèi)化為自己的能力，并在今后的學習和生活中靈活運用。板書設計1.牛頓運動定律

-第一定律（慣性定律）

-第二定律（動力定律）

-第三定律（作用與反作用定律）

2.應用實例

-案例一：公交車啟動/剎車

-案例二：踢足球

-案例三：地球上的物體運動

3.實驗演示

-實驗一：驗證第一定律

-實驗二：驗證第二定律

4.拓展與應用

-體育運動

-交通工具設計

-航天領域

5.關鍵公式

-F=ma

-a=Δv/Δt

6.當堂檢測

-題目一：物體受力分析

-題目二：小車加速度變化

-題目三：自由落體運動分析

板書設計以簡潔明了為原則，通過清晰的條理和精煉的語言，突出教學重點，同時以圖示和符號增強藝術性和趣味性，激發(fā)學生的學習興趣和主動性。典型例題講解例題一：

一個物體受到一個水平向右的力F=20N的作用，物體的質(zhì)量為m=5kg，求物體的加速度。

解答：

根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma，代入已知數(shù)值得到：

a=F/m=20N/5kg=4m/s2

物體將以4m/s2的加速度向右加速。

例題二：

一輛小車質(zhì)量為m=1000kg，在水平路面上受到F=3000N的推力，求小車的加速度。

解答：

同樣根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma，代入已知數(shù)值得到：

a=F/m=3000N/1000kg=3m/s2

小車將以3m/s2的加速度向前加速。

例題三：

一個人站在冰面上，用力F=200N向下推一根長桿，桿的另一端與冰面接觸。若冰面與桿之間的摩擦系數(shù)為μ=0.1，求桿對人的反作用力。

解答：

由于摩擦力f=μN，其中N為桿對冰面的正壓力，而根據(jù)牛頓第三定律，桿對人的反作用力等于人對桿的作用力，即200N。因此，人受到的反作用力也是200N。

例題四：

一個物體從靜止開始沿著斜面向下滑動，斜面傾角為θ=30°，物體與斜面之間的摩擦系數(shù)為μ=0.2，求物體的加速度。

解答：

物體受到的重力分量沿斜面向下，大小為mg*sinθ。摩擦力沿斜面向上，大小為μmg*cosθ。根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度為：

a=(mg*sinθ-μmg*cosθ)/m=g*sinθ-μg*cosθ

代入g=9.8m/s2，θ=30°，μ=0.2，得到：

a=9.8m/s2*sin30°-0.2*9.8m/s2