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高中物理優(yōu)秀說(shuō)課稿《牛頓第二定律》
一、教材分析
牛頓第二定律是動(dòng)力學(xué)的核心規律，動(dòng)力學(xué)又是經(jīng)典力學(xué)的基礎，也是進(jìn)一步學(xué)習熱學(xué)、電學(xué)等其它部分知識所必須掌握的內容。所以，牛頓第二定律是本章的中心內容，更是本章的教學(xué)重點(diǎn)。為了使學(xué)生對牛頓第二定律的認識自然、和諧，本節之前的“運動(dòng)狀態(tài)的改變”就是起到了承上啟下的作用。承上，使學(xué)生對第一定律的認識得到強化;啟下，即是通過(guò)實(shí)例的分析使學(xué)生定性地了解了牛頓第二定律的內容。本節教材是在前一節的基礎上借助電腦通過(guò)實(shí)驗分析，再進(jìn)行歸納后總結出定量描述加速度、力和質(zhì)量三者關(guān)系的牛頓第二定律。由實(shí)驗歸納總結出物理規律是我們認識客觀(guān)規律的重要方法。由于本實(shí)驗涉及到三個(gè)變量：a、m、F，因此我們用控制變量的方法來(lái)進(jìn)行研究：先確定物體的質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系;再確定力，研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系。在以后學(xué)習氣體的狀態(tài)變化規律，平行板電容器的電容，金屬導體的電阻等內容中都用到了這一方法�？刂谱兞糠ㄒ彩俏覀冄芯孔匀�、社會(huì )問(wèn)題的常用方法。通過(guò)教學(xué)，使學(xué)生學(xué)習分析實(shí)驗數據，得出實(shí)驗結論的兩種常用方法一列表法和圖象法，了解圖象法處理數據的優(yōu)點(diǎn)：直觀(guān)、減小誤差(取平均值的概念)，及圖象的變換，從a-m圖(曲線(xiàn))變到a-1/m圖(直線(xiàn))，在驗證玻-馬定律中也用了這種方法。根據以上分析，我們知道本節課的教學(xué)目的不全是為了讓學(xué)生知道實(shí)驗結論及定律的內容和意義，重點(diǎn)在于要讓學(xué)生知道結論是如何得出的;在得出結論時(shí)用了什么樣的科學(xué)方法和手段;在實(shí)驗過(guò)程中如何控制實(shí)驗條件和物理變量，如何用數學(xué)公式表達物理規律。讓學(xué)生沿著(zhù)科學(xué)家發(fā)現物理定律的歷史足跡體會(huì )科學(xué)家的思維方法。
通過(guò)本節課的學(xué)習，要讓學(xué)生記住牛頓第二定律的表達式;理解各物理量及公式的物理意義;了解以實(shí)驗為基礎，經(jīng)過(guò)測量、論證、歸納總結出結論并用數學(xué)公式來(lái)表達物理規律的研究方法，使學(xué)生體會(huì )到物理規律的簡(jiǎn)單美。
本節課的重點(diǎn)是成功地進(jìn)行了演示實(shí)驗和用電腦對數據進(jìn)行分析。這是本節課的核心，是本節課成敗的關(guān)鍵。
二、教法和學(xué)法
本節課采用以電腦輔助演示實(shí)驗為主的，知識教學(xué)與科學(xué)方法教育相結合的“同步調控”模式。
按系統論的整體性功能原理，整體功能要大于各要素功能之和。物理的知識、方法、能力、科學(xué)態(tài)度等都是教學(xué)的要素，如果把這些要素有機地聯(lián)系起來(lái)，達到共同促進(jìn)的作用，則物理教學(xué)的效果會(huì )更好，更有利于提高學(xué)生的素質(zhì)。“同步調控”模式中，沒(méi)有單純地就方法講方法，而是將知識的學(xué)習，方法的掌握，能力的培養，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度的養成有機地結合起來(lái)，就是基于系統的整體性功能原理考慮的。
再則，按教學(xué)論中教為主導，學(xué)為主體的原則，教師的任務(wù)是制訂目標，組織教學(xué)活動(dòng)，控制教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)程，并隨機應變，排除障礙，并承認和尊重學(xué)生的主體地位。“同步調控”的模式既注意了教的作用，將教師置于“調控”地位。同時(shí)，更注意了學(xué)生的主體作用，有意識地設置教學(xué)活動(dòng)的環(huán)境，讓學(xué)生參與實(shí)驗的設計，邊演示、邊提問(wèn)，讓學(xué)生邊觀(guān)察、邊思考，再從實(shí)驗數據總結出結論，最大限度地調動(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)。在教材難點(diǎn)處適當放慢節奏，給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行思考和討論，如從a-m圖象，猜想a與m成反比，然后畫(huà)出a-1/m圖，得出正確的結論。讓學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)習知識，掌握科學(xué)方法，培養探索精神和創(chuàng )造力及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，以達到規定的教學(xué)目標和最佳效果。
三、教學(xué)程序
1.問(wèn)題引入新課
光滑水平面上的物體受水平拉力作用而做加速運動(dòng)，引導學(xué)生分析物體的質(zhì)量，加速度，拉力三者之間的定性關(guān)系，鼓勵學(xué)生進(jìn)行猜測，它們成正比、成反比、不成比例等。然后指明本節課我們大家一起來(lái)探索得出三者之間的定量關(guān)系，從而導出課題——牛頓第二定律。這樣導入的用意是提高學(xué)生學(xué)習的興趣和參于探索的積極性。
2.設計實(shí)驗方案
在引入課題后，啟發(fā)學(xué)生思考：我們如何來(lái)研究F、m、a三者之間的關(guān)系?引導學(xué)生得出用實(shí)驗法先確定m，研究a與F的關(guān)系;再確定F，研究a與m的關(guān)系，最后得出三者的定量關(guān)系。由于教材(必修第一冊，人教版)中牛頓第二定律實(shí)驗不足(夾子很難同時(shí)夾住兩細線(xiàn);由于線(xiàn)的彈力，小車(chē)要反沖后才能停下，實(shí)驗誤差大)，我設計了用電腦輔助來(lái)探索a與F、m關(guān)系的實(shí)驗，如附圖。遮光片寬度L，通過(guò)光電門(mén)時(shí)間分別t1和t2，兩只光電門(mén)間距為s。當滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)，光電門(mén)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，通過(guò)計時(shí)器中的三極管放大后，從計算機LPT口輸入，調用計算機定時(shí)中斷來(lái)計算時(shí)間，然后利用公式
計算出加速度的值，結果顯示在表格中，同時(shí)在坐標圖上標上點(diǎn)，實(shí)驗結束后，程序提供一個(gè)畫(huà)直線(xiàn)模塊，可用光標來(lái)控制直線(xiàn)的斜率。
3.進(jìn)行實(shí)驗探索
請兩位同學(xué)上臺操作，其他同學(xué)邊觀(guān)察、邊思考，教師控制電腦。先保持物體質(zhì)量為200g不變，測出拉力分別為0.05N、0.10N0.15N和0.20N 時(shí)的加速度，填入表中和a-F圖上，顯示投影在大屏幕上，引導學(xué)生得出a∝F的結論。然后再保持拉力為0.10N不變，測出物體的質(zhì)量分別為200g、 282g、332g和382g時(shí)的加速度，填入表中和a-m圖上。在a-m圖上可看到隨m的增大a逐漸減小，但它們的關(guān)系不明確。引導學(xué)生大膽猜測a與m 成反比，再畫(huà)出 a-1/m圖，得到結論a∝1/m。
4.分析歸納結論
引導學(xué)生分析實(shí)驗結果，得出F=kma，在國際單位制中，定義1N=1kg·m/s2就可以得出牛頓第二定律F=ma。然于進(jìn)行合理的外推，當物體受幾個(gè)力作用而做加速運動(dòng)時(shí)，F應為合力。由于力和加速度都是矢量，引導學(xué)生通過(guò)實(shí)例得到加速度的方向與合外力的方向一致。
5.應用鞏固練習
通過(guò)三道典型的問(wèn)答和計算題，鞏固學(xué)生對牛頓第二定律中各物理量的意義和加速度方向與合外力方向一致的理解，為進(jìn)一步用牛頓第二定律解決實(shí)際問(wèn)題打下基礎。
6.總結
告訴學(xué)生我們本節課學(xué)的牛頓第二定律是把力和運動(dòng)聯(lián)系起來(lái)的橋梁，是我們解決許多力學(xué)乃至整個(gè)物理問(wèn)題的一個(gè)重要武器，是我們學(xué)習物理的一個(gè)重點(diǎn)，要求大家很好地理解、掌握、應用它。而這節課所用的電腦輔助的實(shí)驗歸納法是人們研究自然、社會(huì )的一種常用方法，列表法和圖象法是處理實(shí)驗數據的常用方法，我們還學(xué)了用數學(xué)公式來(lái)表達物理規律的方法，希望大家熟悉并能運用這些方法。
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