牛頓第二定律的教案示例(之二)

一、教學目標

1.物理知識方面的要求：

(1)掌握牛頓第二定律的文字內容和數學公式；

(2)理解公式中各物理量的意義及相互關系；

(3)知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的.

2.以實驗為基礎，通過觀察、測量、歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關系，進而總結出牛頓第二定律.培養學生的實驗能力、概括能力和分析推理能力.

3.滲透物理學研究方法的教育.實驗采用控制變量的方法對物體的a、f、m三個物理量進行研究；運用列表法處理數據，使學生知道結論是如何得出的；認識到由實驗歸納總結物理規律是物理學研究的重要方法.

二、重點、難點分析

1.本節的重點內容是做好演示實驗.讓學生觀察并讀取數據，從而有說服力地歸納出a與f和m的關系，即可順理成章地得出牛頓第二定律的基本關系式.因此，熟練且準確地操作實驗就是本課的關鍵點.同時，也只有講清實驗裝置、原理和圓滿地完成實驗才能使學生體會到物理學研究的方法，才能達到掌握方法、提高素質的目標.

2.牛頓第二定律的數學表達式簡單完美，記住并不難.但要全面、深入理解該定律中各物理量的意義和相互關聯；牢固掌握定律的物理意義和廣泛的應用前景，對學生來說是較困難的.這一難點在本課中可通過定律的辨析和有針對性的鞏固練習加以深化和突破，另外，還有待在后續課程的學習和應用過程中去體會和理解.

三、教具

小車、本板、滑輪、鉤碼、投影儀.

四、主要教學過程

(一)引入新課

由牛頓第一定律可知，力是改變物體運動狀態的原因.而物體運動狀態的改變是物體運動速度發生變化，即加速度不為零.因而力又是產生加速度的原因，加速度與力有關.

由牛頓第一定律還可知：一切物體總保持靜止或勻速直線運動狀態，這種性質叫慣性.而質量是物體慣性大小的量度，因而加速度跟質量有關.

那么物體運動的加速度跟物體質量及受力之間存在什么樣的關系？我們通過實驗來探求.

(二)教學過程設計

1.實驗設計

(1)啟發學生按如下思路得出實驗方法：對于一個物體(使m不變)，不受力時加速度為零→受力后加速度不為零→受力越大則加速度越大.

用同樣的力(使f不變)作用于不同物體→質量小的易被拉動→質量越小加速度越大.

就是說，在研究三個變量的關系時，要使其中一個量不變，即控制變量的方法.

(2)啟發學生按如下思路得出實驗原理：測定物體加速度的方法有多種，如利用打點計時器、分析紙帶等，這些方法較精確但費時→尋找一種用其它物理量直觀反應加速度大小的辦法→由運動學公式 可知在相同時間內位移與加速度成正比，我們的實驗就是由兩個小車在相同時間內的位移來反映加速度大小跟力和質量的關系.

(2)實驗裝置

實驗采用原必修本所述裝置稍加改進.在圖1中a、b、c三個位置加裝光滑金屬環以控制線繩位置不使脫落；另外通過環a將兩繩合并在一起可直接用手操作，以避免鐵夾操作的困難.這樣雖然增大了阻力，但只需使木板稍前傾平衡摩擦力即可.木板側面的刻度用以讀出位移大小.

3.實驗過程

(1)加速度跟力的關系

使用兩個相同的小車，滿足m1=m2；在連小車前的繩端分別掛一個鉤碼和兩個鉤碼，使f1=f2.將二小車拉至同一起點處，記下位置.放手后經一段時間使二小車同時停止，滿足時間t相同.讀出二小車的位移填入表1：(投影)