5.3《牛顿第二定律》一、教学目标1．知识与技能：(1)掌握牛顿第二定律的内容和公式；(2)理解公式中各物理量的意义及相互关系；(3)知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。2．过程与方法：(1)以实验为基础，通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。(2)渗透物理学研究方法的教育。实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究；运用列表法、图象法处理数据，使学生知道结论是如何得出的；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。3．情感态度与价值观培养学生主动与他人合作、具有团队精神，培养学生具有勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。二、重点、难点分析1．本节的重点内容是做好演示实验。让学生观察并记录数据，从而有说服力地归纳出a与F和m的关系，即可顺理成章地得出牛顿第二定律的基本关系式。因此，熟练且准确地操作实验就是本课的关键点。同时，也只有讲清实验装置、原理和圆满地完成实验才能使学生体会到物理学研究的方法，才能达到掌握方法、提高素质的目标。2．牛顿第二定律的数学表达式简单完美，记住并不难。但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联；牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景，对学生来说是较困难的。三、教具朗威DIS实验室、微机、铁架台、气垫导轨、学生天平、滑块、细线、小钩码、配重片等。四、主要教学过程(一)引入新课由牛顿第一定律可知：力是改变物体运动状态的原因。而物体运动状态的改变是物体运动速度发生变化，即加速度不为零。因而力又是产生加速度的原因，加速度与力有关。由牛顿第一定律还可知：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，这种性质叫惯性。而质量是物体惯性大小的量度，因而加速度跟质量有关。那么物体运动的加速度跟物体质量及受力之间存在什么样的关系？我们通过实验来探究。(二)教学过程设计1．实验设计(1)启发学生按如下思路得出实验方法：对于一个物体(使m不变)，不受力时加速度为零→受力后加速度不为零→受力越大则加速度越大。用同样的力(使F不变)作用于不同物体→质量小的易被拉动→质量越小加速度越大。就是说，在研究三个变量的关系时，要使其中一个量不变，即控制变量的方法。(2)启发学生得出实验原理：测定物体加速度的方法有多种，其中用朗威DIS实验室、微机、气垫导轨可以精确测出加速度。2．实验过程(1)加速度跟力的关系①用天平称出气垫导轨所配小钩码与配重片的质量（g）；②调整气垫导轨水平，将小钩码与配重片悬挂在导轨末端下方，并通过牵引绳与滑块连接，对滑块施加拉力，使滑块滑动；③逐次增加配重片的质量并手动记录之，使其对滑块施加的拉力逐次增大，测出不同拉力下加速度的值；④在计算表格中，增加变量“X0”，代表小钩码与配重片的质量，并输入相应数值；⑤输入计算“拉力”的自由表达式“f=9.8*x0/1000”（N），得出实验结果，如图1所示；图1加速度与力的关系测量实验结果⑥点击“坐标绘图”按钮，选择X轴为“f”，Y轴为“a”，发现所测实验数据在坐标系中基本上是呈线性分布，点击“直线拟合”按钮，该直线基本上是通过原点，说明在质量不变的情况下，拉力与加速度成正比关系，如图2所示。图2加速度与力的关系图线分析(2)加速度跟质量的关系①用天平称量出滑块的质量（本次试验为219.5g）；②调整气垫导轨水平；③将小钩码（约30g）悬挂在导轨末端下方，并通过牵引绳与滑块连接，对滑块施加拉力使滑块滑动；④在滑块上放置不同质量的砝码，保证其他条件不变，测出滑块质量发生变化时对应的不同加速度。⑤在“计算表格”中，定义变量“m1”代表法码质量，并输入其值。输入自由表达式“m=（219.5+m1）/1000”表示滑块与法码的总质量。输入自由表达式“x=1/m”。得出实验结果见图3；图3滑块质量逐次增加时加速度的变化⑥点击“坐标绘图”按钮，选择X轴为“m”，Y轴为“a”得到如图4的结果；图4加速度与质量的关系图线⑦如上图所示，测量获得的数据点在坐标系中的排列体现出明显的双曲线特征；⑧重新选择X轴为“1/m”，发现所测...
