“牛頓運動定律的應用”教學設計

摘要：本文借鑒現代建構主義理論，采用“自主構建”式習題教學模式，設計了“牛頓運動定律的應用”一節的教學。文章從知識鏈接、例題引領、習題設計、反饋演練等四個環節，讓學生主動參與、自主構建、合作學習，調動學生學習積極性，并用一題多變的教學方法，培養學生的發散思維能力，對物理習題教學的實踐進行了有益的嘗試。

關鍵詞：教學設計；牛頓運動定律；習題教學；自主構建

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2008)10(S)-0021-3

教學目標

1、知識目標：

（1）能結合物體的運動情況進行受力分析。

（2）掌握應用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法，學會用牛頓運動定律和運動學公式解決力學問題。

2、能力目標：培養學生分析和解決問題能力、創新精神和創新能力，尤其是發散思維能力。

3、情感目標：培養嚴謹的科學態度，共同協作的團隊精神。

教學重難點

受力分析；應用牛頓運動定律解決兩類問題的方法和思路。

教具：CAI課件。

教學過程

1 創設情境，激發探究興趣

伴隨“太陽出來喜洋洋”（我縣縣歌）樂音，展示黃水國家森林公園夏景及“狗拉雪橇”、“滑雪”等圖片。寒冬將至，“狗拉雪橇”、“滑雪”等高雅的雪上運動悄然興起。這些運動都蘊涵著力和運動的知識。力和運動有什么聯系呢？牛頓運動定律揭示了力和運動的內在聯系。今天，我們就以“狗拉雪橇”、“滑雪”為例，來探究牛頓運動定律的應用。

2 教學過程設計

2．1 知識鏈接

牛頓第二定律是牛頓運動定律的核心，它將運動和力進行了有機的結合。在F合=ma中，m是研究對象，F合對應物體的受力情況， a對應運動情況?？梢杂墒芰η闆r確定運動情況，或者由運動情況確定受力情況，其關系為：



2．2 例題引領

例1 如圖1所示，一個靜止在水平面上的雪橇，人和雪橇總質量是80kg，在水平方向受到320N的拉力，雪橇跟水平面的滑動摩擦力是240N，不計空氣阻力。求雪橇在4s末的速度。

（1）學生讀題，師生共同審題。研究對象：人和雪橇；受力情況：水平向右的拉力F拉和水平向左的摩擦力F摩；運動情況：v0=0的勻加速直線運動；求末速度vt。是由受力情況求運動情況，屬第一類問題。

（2）學生獨立作答，兩名學生展示自己的解題過程，教師指導、點評。

（3）引導學生總結解題步驟：



2．3 習題設計

根據例1，把題中所求的物理量作為已知條件，題中的任一個已知量當作待求量，分組討論設計一道新題，推選代表展示成果并作解答。

學生改編的題目可能有三類：求運動時間；求物體的質量；求滑動摩擦力及動摩擦因數或水平拉力。如：一個靜止在水平面上的雪橇，人和雪橇總質量是80kg，雪橇跟水平面的滑動摩擦力是240N，4s末的速度為4m/s。求物體受到的水平拉力（由求力的題目導入例2）。

例2 如圖2所示，一個滑雪的人，質量m=75Kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速地滑下，山坡的傾角θ=30°，在t=5s的時間內滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑動摩擦和空氣阻力）。

此題屬于已知運動情況，求解受力情況，屬第二類問題。教師引導學生自己分析求解，并總結解題步驟：



2．4 小結釋疑

引導學生總結：加速度（a）是受力情況和運動情況之間的橋梁，表現為：



應用牛頓運動定律解決動力學的兩類問題可總結為：

“已、未知量分類，解題中心是a；兩種角度確定，等值代換思路對”。

2．5 反饋演練

視頻展示“嫦娥一號”探月衛星發射情況，激發學生的愛國熱情。

讓學生完成下題。要求分組討論，每組推舉一個學生作為發言人，展示該組成果。

（原創題）如圖3所示，是嫦娥一號發射前的情景。如果把火箭上升到離開發射塔的過程看作是勻加速直線運動，請你設計一道由受力情況求運動情況或者由運動情況求受力情況的習題。以下物理量可供參考：

發射塔高為h；設火箭總質量為m，其質量的變化忽略不計；設火箭受到的推力為F，不計空氣阻力；火箭離開發射塔的速度為vt；重力加速度為g；從開始上升到離開發射塔的時間為t。

3 作業布置：

P60 練習五 1、2、5、6

4 板書設計（略）

參考資料:

［1］牛頓運動定律的應用.《高中物理（必修）第一冊》，P58.人民教育出版社，2003

［2］周光鵬.在習題課教學中進行活動教學的幾點體會.物理教學探討，2004.1

［3］孫慧.師生互換 自主構建.數理化學習，2008.2

“牛頓運動定律的應用”教學后記

我校參加“2007年重慶市青年物理教師優質課競賽”的課題是“牛頓運動定律的應用”。經過課前精心準備，課堂上激情演繹，最終獲得了高中組一等獎。 

“牛頓運動定律的運用”是高一物理第三章的難點，也是力學中的主要方法，涉及到受力分析、正交分解、牛頓運動定律等知識點，是一節綜合程度很高的習題課。如何走出習題課“講——練”的陳舊模式？

我們的思路是：

第一，整體設計要和諧，細節設計要精致。對例1，保留其物理內核，改編成“狗拉雪橇”的情景，與例2的“滑雪”呼應，整體上達到和諧。細節上，在溫習舊知識和小結時，采用直觀的圖表展示知識聯系；解題思路則總結成“順口溜”， 便于學生理解、記憶。

第二，讓學生主動參與、合作學習，體現素質教育。本節課學生主要有三個參與點：一是例1師生共同分析，學生獨立作答，兩名學生展示自己的解題過程；二是學生分組討論，改編例1，展示成果；三是提供情景，學生分組討論編題，展示成果。改題和編題的目的是讓學生參與、實現合作學習，調動學生學習積極性，并用一題多變的教學方法，培養學生的發散思維能力。

第三，教學設計要有層次，層層推進。知識鏈接時粗略展示力和運動的關系，小結時則詳細展示力和運動的關系，體現由粗到精的認識過程；習題設計時改編例題，而反饋練習時則讓學生自已編題，體現出對學生能力的遞進培養。

在賽課后的點評中，評委認為本節課整體設計和諧順暢、一氣呵成，細節設計精巧、一絲不茍，貫穿了新的課改理念，具體表現在：

①引入自然，主題明確。

開篇以黃水森林公園的夏、冬兩景入題，雖只有三張圖片，著墨不多，卻反映出教者對家鄉的熱愛。再由冬景轉入學生喜聞樂見的“雪上運動”，進而揭示主題，自然貼切，極富情趣，有效地調動了學生的積極性。

②把比較死的物理習題變活。

例1用“狗拉雪橇”代替教材上的物體的滑行，并伴有動感圖片，物理內核仍與教材一致，把枯燥的物理習題與實際生活密切結合，體現了“STS”思想。并且它與引入中的“雪上運動”、例2中的“滑雪”相呼應，渾然一體，獨具匠心。

③利用變題，從多種角度訓練學生，并過渡到第二類問題，自然巧妙。

④可以把解題思路總結成“順口溜”，便于學生記憶、應用。

⑤積極調動學生，讓學生主動參與、團結協作，體現了學生的主體地位，實行了教學思路的轉變。

⑥對學生解題及時進行肯定性的評價，讓學生有成就感。并善意指出學生的筆誤，有利于學生的進步。

(欄目編輯黃懋恩)