教科版（2019）高中物理必修第一冊 4.3牛頓第二定律-教案1

教科版（2019）高中物理必修第一冊4.3牛頓第二定律_教案1學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容教科版（2019）高中物理必修第一冊第四章第三節(jié)“牛頓第二定律_教案1”，內(nèi)容包括：

1.牛頓第二定律的表述與理解；

2.牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達式：F=ma；

3.質(zhì)量與加速度的關(guān)系；

4.力與加速度的關(guān)系；

5.實驗探究：驗證牛頓第二定律；

6.應(yīng)用牛頓第二定律解決實際問題。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學(xué)生理解牛頓第二定律的物理意義，提高物理概念理解和應(yīng)用能力；

2.訓(xùn)練學(xué)生運用數(shù)學(xué)工具描述物理現(xiàn)象，提升數(shù)學(xué)物理結(jié)合的思維能力；

3.通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問題的實踐能力；

4.激發(fā)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的興趣，增強科學(xué)探究和創(chuàng)新意識。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中一年級學(xué)生，他們已經(jīng)掌握了力學(xué)基本概念，如力、質(zhì)量、速度等，并具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能夠理解并運用基本的代數(shù)運算。在能力方面，學(xué)生具備初步的實驗操作技能和問題分析能力，但獨立進行實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的能力仍有待提高。素質(zhì)方面，學(xué)生普遍對物理學(xué)科有興趣，但部分學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)較為被動，需要通過實踐和情境教學(xué)激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。

學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容時，可能存在的困難有：對牛頓第二定律中“力”與“加速度”關(guān)系的理解不夠深入；在實驗探究中，對數(shù)據(jù)的處理和分析不夠準確；將理論知識應(yīng)用到實際問題解決時，缺乏系統(tǒng)性的思考。此外，部分學(xué)生的行為習(xí)慣如團隊合作意識、實驗操作的規(guī)范性等，也會對學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生影響。因此，教學(xué)過程中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生的主動參與，加強實驗操作的指導(dǎo)，以提高學(xué)生的實踐能力和科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)資源1.硬件資源：物理實驗室、牛頓第二定律實驗裝置、電子秤、計時器、直尺；

2.軟件資源：教室多媒體設(shè)備、物理學(xué)科教學(xué)軟件；

3.課程平臺：學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；

4.信息化資源：數(shù)字教材、在線物理教育資源、教學(xué)視頻；

5.教學(xué)手段：PPT演示、實驗操作、小組合作、課堂討論、案例分析。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

-利用PPT展示生活中的一些現(xiàn)象，如運動員推車起跑、汽車加速等，引導(dǎo)學(xué)生思考：力、質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系。

-提問：之前學(xué)過的力學(xué)知識中，有哪些與這些現(xiàn)象相關(guān)的內(nèi)容？

-通過討論，引出本節(jié)課的主題：牛頓第二定律。

2.新課講授（用時15分鐘）

-詳細講解牛頓第二定律的表述、數(shù)學(xué)表達式F=ma，解釋力、質(zhì)量、加速度三者之間的關(guān)系。

-分析生活中一些實例，如運動員推車、汽車加速等，說明牛頓第二定律在實際中的應(yīng)用。

-通過動畫演示，讓學(xué)生直觀地了解力如何影響物體的加速度。

3.實踐活動（用時15分鐘）

-分組進行實驗：驗證牛頓第二定律。學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，記錄數(shù)據(jù)，分析力、質(zhì)量、加速度之間的關(guān)系。

-學(xué)生在實驗過程中，教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生疑問，確保實驗的準確性。

-完成實驗后，各小組匯報實驗結(jié)果，分享實驗心得。

4.學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

-各小組針對以下問題展開討論：

a.實驗過程中，如何確保數(shù)據(jù)的準確性？

b.力、質(zhì)量、加速度三者之間的關(guān)系在實驗中是如何體現(xiàn)的？

c.牛頓第二定律在實際生活中有哪些應(yīng)用？

-各小組給出回答，舉例說明。

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

-教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)牛頓第二定律的重要性。

-總結(jié)實驗過程中遇到的問題及解決方法，提高學(xué)生的實驗技能。

-提醒學(xué)生關(guān)注生活中的物理現(xiàn)象，將所學(xué)知識應(yīng)用到實際中。

本節(jié)課重點：牛頓第二定律的表述、數(shù)學(xué)表達式及其在實際中的應(yīng)用。

難點：實驗數(shù)據(jù)的處理和分析，以及將理論知識應(yīng)用到實際問題中。通過實踐活動和小組討論，幫助學(xué)生更好地理解重難點知識。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-閱讀與牛頓第二定律相關(guān)的物理書籍，如《物理學(xué)的進化》、《經(jīng)典力學(xué)的數(shù)學(xué)方法》等，加深對定律背后科學(xué)原理的理解。

-觀看科普視頻，了解牛頓第二定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的應(yīng)用，如航天工程、汽車制造等。

-參觀科技館或相關(guān)展覽，親身體驗力、質(zhì)量、加速度之間的關(guān)系。

-查閱物理學(xué)史上關(guān)于牛頓第二定律的研究過程和重要實驗，了解科學(xué)家的探索精神。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過自主學(xué)習(xí)，深入研究牛頓第二定律的起源、發(fā)展及其對現(xiàn)代科學(xué)的影響。

-結(jié)合生活中的實例，運用牛頓第二定律進行分析，提高解決實際問題的能力。

-嘗試閱讀科學(xué)論文，了解當前物理學(xué)界對牛頓第二定律的最新研究成果和爭議。

-組織小組討論，分享各自的學(xué)習(xí)心得，互相學(xué)習(xí)，共同提高。

-在家長或教師的指導(dǎo)下，進行家庭小實驗，如探究不同質(zhì)量物體的加速度差異，將理論知識與實際操作相結(jié)合。課后作業(yè)1.計算題：一個物體質(zhì)量為2kg，受到一個恒定力的作用，使其在5秒內(nèi)從靜止狀態(tài)加速到10m/s。求該恒定力的大小。

答案：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，力F=2kg×(10m/s÷5s)=4N。

2.應(yīng)用題：一輛汽車質(zhì)量為1200kg，其發(fā)動機能提供3000N的推力。忽略其他阻力，求汽車在推力作用下，從靜止開始加速到60km/h所需的時間。

答案：首先將速度轉(zhuǎn)換為m/s，60km/h=60×(1000m/3600s)=16.67m/s。根據(jù)牛頓第二定律，加速度a=F/m=3000N÷1200kg=2.5m/s2。時間t=Δv/a=16.67m/s÷2.5m/s2=6.67s。

3.分析題：在實驗中，一物體在水平面上受到一個恒定力的作用，從靜止開始加速運動。如果物體的質(zhì)量翻倍，加速度會怎樣變化？

答案：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，如果力保持恒定，物體質(zhì)量翻倍，加速度a將減半。

4.討論題：在平直公路上行駛的汽車，當突然剎車時，為什么車內(nèi)乘客會向前傾斜？

答案：這是因為汽車突然減速，乘客的身體慣性使其保持原來的速度狀態(tài)，而汽車座椅對乘客施加的力使乘客向前傾斜。

5.探究題：假設(shè)一個物體在水平面上受到一個恒定力的作用，從靜止開始加速。如果力的大小不變，但方向改變，物體的運動狀態(tài)會如何改變？

答案：如果力的大小不變，但方向改變，物體將開始做曲線運動。因為力是改變物體運動狀態(tài)的原因，當力的方向與運動方向不一致時，物體會改變其運動軌跡。內(nèi)容邏輯關(guān)系①牛頓第二定律的知識點：

-牛頓第二定律的表述：力等于質(zhì)量乘以加速度（F=ma）。

-質(zhì)量與加速度的關(guān)系：質(zhì)量越大，加速度越??；質(zhì)量越小，加速度越大。

-力與加速度的關(guān)系：力越大，加速度越大；力越小，加速度越小。

②實驗探究的知識點：

-實驗設(shè)計：通過改變力和質(zhì)量，觀察加速度的變化。

-數(shù)據(jù)處理：如何準確記錄和分析實驗數(shù)據(jù)，得出力、質(zhì)量、加速度之間的關(guān)系。

-實驗結(jié)果分析：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，驗證牛頓第二定律的正確性。

③理論應(yīng)用的知識點：

-生活實例分析：如何運用牛頓第二定律解釋日常生活中的物理現(xiàn)象。

-解決實際問題：利用牛頓第二定律計算力、質(zhì)量或加速度，解決具體的物理問題。

-科學(xué)探究方法：通過觀察、實驗、分析等步驟，探究物理規(guī)律，培養(yǎng)科學(xué)思維。反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實踐活動與理論教學(xué)相結(jié)合：通過實驗探究，讓學(xué)生在實際操作中感受牛頓第二定律，增強理論知識的學(xué)習(xí)效果。

2.小組合作與課堂討論：鼓勵學(xué)生分組討論，分享實驗心得，提高學(xué)生的溝通能力和團隊合作意識。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)組織方面：在實驗探究過程中，部分學(xué)生操作不夠規(guī)范，影響實驗結(jié)果的準確性。

2.教學(xué)方法方面：對于理論知識點的講解，部分學(xué)生可能仍存在理解困難，需要更多具體的例子和直觀的演示。

（三）改進措施

1.針對實驗操作不夠規(guī)范的問題，