課題研究教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年高中物理人教版選修2-1-人教版2004科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱(chēng)）課題研究教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年高中物理人教版選修2-1-人教版2004教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為《高中物理人教版選修2-1》中的“牛頓第二定律”。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課以牛頓第一定律為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析，引導(dǎo)學(xué)生掌握牛頓第二定律的推導(dǎo)過(guò)程和應(yīng)用方法，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)動(dòng)力學(xué)基本規(guī)律的理解。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，通過(guò)分析牛頓第二定律，提高學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律，提升學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能。

3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)科的興趣和熱情。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-明確本節(jié)課的核心內(nèi)容：牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=ma的推導(dǎo)過(guò)程及其含義。

-重點(diǎn)講解牛頓第二定律的適用條件，即物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度與合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。

-舉例說(shuō)明：通過(guò)分析物體在水平面上受到摩擦力作用時(shí)的加速度，讓學(xué)生理解牛頓第二定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-識(shí)別并指出本節(jié)課的難點(diǎn)內(nèi)容：牛頓第二定律的推導(dǎo)過(guò)程中涉及的微積分知識(shí)，以及如何從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得出加速度與合外力、質(zhì)量之間的關(guān)系。

-學(xué)生在理解加速度概念時(shí)可能遇到的難點(diǎn)，如如何將加速度理解為速度的變化率。

-舉例說(shuō)明：在推導(dǎo)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生理解瞬時(shí)加速度的概念，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示，講解牛頓第二定律的基本概念和推導(dǎo)過(guò)程。

2.設(shè)計(jì)小組討論活動(dòng)，讓學(xué)生分析實(shí)際案例，如汽車(chē)加速、拋物運(yùn)動(dòng)等，應(yīng)用牛頓第二定律解決問(wèn)題。

3.利用多媒體教學(xué)，展示動(dòng)畫(huà)或視頻，幫助學(xué)生直觀理解加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系。

4.安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，通過(guò)實(shí)際測(cè)量加速度和合外力，驗(yàn)證牛頓第二定律。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提前一周，通過(guò)班級(jí)微信群發(fā)布預(yù)習(xí)PPT和視頻鏈接，要求學(xué)生理解牛頓第二定律的基本概念。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：提出“牛頓第二定律是如何推導(dǎo)出來(lái)的？”等問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考力的合成與分解。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)在線(xiàn)平臺(tái)查看學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保大部分學(xué)生能完成預(yù)習(xí)任務(wù)。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀預(yù)習(xí)資料，初步理解牛頓第二定律。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題進(jìn)行思考，記錄下自己的疑問(wèn)。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和疑問(wèn)提交至在線(xiàn)平臺(tái)。

方法/手段/資源：自主學(xué)習(xí)法，信息技術(shù)手段。

作用與目的：為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和提問(wèn)的能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：以牛頓的故事引入，激發(fā)學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=ma，以及其適用條件。

組織課堂活動(dòng)：進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分析不同情況下的加速度與合外力的關(guān)系。

解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在討論中提出的問(wèn)題，及時(shí)解答。

學(xué)生活動(dòng)：

聽(tīng)講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講，思考牛頓第二定律的應(yīng)用。

參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論，嘗試解決實(shí)際問(wèn)題。

提問(wèn)與討論：學(xué)生提出自己的疑問(wèn)，與其他同學(xué)和老師進(jìn)行討論。

方法/手段/資源：講授法，實(shí)踐活動(dòng)法，合作學(xué)習(xí)法。

作用與目的：幫助學(xué)生深入理解牛頓第二定律，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：布置與牛頓第二定律相關(guān)的計(jì)算題和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。

提供拓展資源：推薦相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站和書(shū)籍，供學(xué)生課后學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源進(jìn)行進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)：總結(jié)自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中的收獲和不足。

方法/手段/資源：自主學(xué)習(xí)法，反思總結(jié)法。

作用與目的：鞏固知識(shí)，拓寬視野，促進(jìn)自我反思和提升。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

1.1牛頓第二定律的歷史背景與科學(xué)哲學(xué)意義

-閱讀牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，了解牛頓第二定律的提出過(guò)程及其在科學(xué)哲學(xué)中的地位。

-分析牛頓力學(xué)體系對(duì)后世物理學(xué)發(fā)展的影響。

1.2牛頓第二定律在工程中的應(yīng)用

-閱讀關(guān)于汽車(chē)動(dòng)力學(xué)、航空航天等領(lǐng)域的科普文章，了解牛頓第二定律在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。

-分析牛頓第二定律在工程設(shè)計(jì)中的作用和意義。

1.3牛頓第二定律與其他物理定律的關(guān)系

-閱讀關(guān)于牛頓第一定律和第三定律的科普文章，了解牛頓三定律之間的內(nèi)在聯(lián)系。

-分析牛頓三定律在物理學(xué)中的地位和作用。

1.4牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

-閱讀關(guān)于牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的科普文章，了解不同實(shí)驗(yàn)方法及其原理。

-分析實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律的重要性。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究

2.1牛頓第二定律在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的應(yīng)用

-學(xué)生自行研究牛頓第二定律在勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的應(yīng)用。

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)或模擬軟件驗(yàn)證牛頓第二定律在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的適用性。

2.2牛頓第二定律在其他學(xué)科中的應(yīng)用

-學(xué)生自行探索牛頓第二定律在生物學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科中的應(yīng)用。

-通過(guò)查閱相關(guān)資料，了解牛頓第二定律在其他學(xué)科中的實(shí)際應(yīng)用案例。

2.3牛頓第二定律的推廣與改進(jìn)

-學(xué)生自行研究牛頓第二定律在相對(duì)論、量子力學(xué)等領(lǐng)域的推廣和改進(jìn)。

-分析牛頓第二定律在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的地位和作用。

2.4牛頓第二定律與日常生活的聯(lián)系

-學(xué)生自行觀察生活中的實(shí)例，分析牛頓第二定律在日常生活中的應(yīng)用。

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)或觀察，驗(yàn)證牛頓第二定律在生活中的真實(shí)性和實(shí)用性。典型例題講解例題1：一物體在水平面上受到兩個(gè)力的作用，F(xiàn)1=10N，F(xiàn)2=5N，它們之間的夾角為60°，求物體所受的合外力。

解答：首先，我們需要求出兩個(gè)力的合力。根據(jù)力的平行四邊形法則，我們可以通過(guò)構(gòu)造一個(gè)平行四邊形來(lái)表示這兩個(gè)力的合成。在平行四邊形中，對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度就代表了合力的magnitude。使用余弦定理來(lái)計(jì)算合力的大小：

F合=√(F1^2+F2^2+2*F1*F2*cos(θ))

=√(10^2+5^2+2*10*5*cos(60°))

=√(100+25+100*0.5)

=√(125+50)

=√175

≈13.2N

因此，物體所受的合外力大約是13.2N。

例題2：一輛汽車(chē)以20m/s的速度勻速直線(xiàn)行駛，突然緊急剎車(chē)，如果汽車(chē)的剎車(chē)加速度是4m/s^2，求汽車(chē)停止前能行駛的最短距離。

解答：這是一個(gè)勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。我們可以使用公式：

v^2=u^2+2as

其中，v是最終速度（0m/s，因?yàn)槠?chē)停止了），u是初始速度（20m/s），a是加速度（-4m/s^2，因?yàn)槭菧p速），s是位移。我們需要求解s。

0=20^2+2*(-4)*s

0=400-8s

8s=400

s=400/8

s=50m

因此，汽車(chē)停止前能行駛的最短距離是50m。

例題3：一個(gè)物體在水平面上受到三個(gè)力的作用，F(xiàn)1=15N，F(xiàn)2=20N，F(xiàn)3=25N，它們的方向分別是北、東、南，求物體的合外力。

解答：由于F1和F3方向相反，我們可以先計(jì)算F1和F3的合力。F2的作用方向是東，我們可以將其視為一個(gè)單獨(dú)的力。

F合1-3=√(F1^2+F3^2+2*F1*F3*cos(180°))

=√(15^2+25^2+2*15*25*(-1))

=√(225+625-750)

=√100

=10N

現(xiàn)在我們有兩個(gè)力F合1-3（10N，向北）和F2（20N，向東）。我們可以通過(guò)構(gòu)造一個(gè)平行四邊形來(lái)求出這兩個(gè)力的合力。

F合=√(F合1-3^2+F2^2+2*F合1-3*F2*cos(90°))

=√(10^2+20^2+2*10*20*0)

=√(100+400)

=√500

=10√5

≈22.4N

因此，物體的合外力大約是22.4N。

例題4：一個(gè)物體在斜面上受到三個(gè)力的作用，F(xiàn)1=30N，F(xiàn)2=20N，F(xiàn)3=10N，其中F1向上，F(xiàn)2向右，F(xiàn)3向下，斜面的傾角為30°，求物體的合外力。

解答：首先，我們需要將F2和F3分解為平行和垂直于斜面的分量。F1已經(jīng)是垂直于斜面的力。

F2在斜面上的分量：F2_parallel=F2*sin(30°)

=20*0.5

=10N

F3在斜面上的分量：F3_parallel=F3*cos(30°)

=10*(√3/2)

=5√3

≈8.66N

現(xiàn)在，我們有F1（30N，向上），F(xiàn)2_parallel（10N，向上），F(xiàn)3_parallel（5√3N，向下）。我們可以通過(guò)構(gòu)造一個(gè)平行四邊形來(lái)求出這三個(gè)力的合力。

F合=√(F1^2+F2_parallel^2+F3_parallel^2)

=√(30^2+10^2+(5√3)^2)

=√(900+100+75)

=√1075

≈32.7N

因此，物體的合外力大約是32.7N。

例題5：一個(gè)物體在水平面上受到兩個(gè)力的作用，F(xiàn)1=25N，F(xiàn)2=15N，它們的方向分別是北和東北方向，求物體的合外力。

解答：由于F1和F2的夾角是45°，我們可以直接使用向量加法來(lái)求出合外力。

F合=√(F1^2+F2^2+2*F1*F2*cos(45°))

=√(25^2+15^2+2*25*15*cos(45°))

=√(625+225+750*0.707)

=√(625+225+529.25)

=√1399.25

≈37.3N

因此，物體的合外力大約是37.3N。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合：在講解牛頓第二定律時(shí)，我們注重實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)際操作，讓學(xué)生通過(guò)親手實(shí)驗(yàn)來(lái)理解理論，這種實(shí)踐性的教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了他們的動(dòng)手能力。

2.案例教學(xué)與生活實(shí)際相聯(lián)系：通過(guò)引入生活中的實(shí)例，如汽車(chē)剎車(chē)、拋物運(yùn)動(dòng)等，讓學(xué)生感受到物理學(xué)的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)了他們對(duì)物理學(xué)科的認(rèn)識(shí)和興趣。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的理解不夠深入：部分學(xué)生在理解牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和物理意義時(shí)存在困難，需要進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)引導(dǎo)。

2.學(xué)生參與度有待提高：在課堂活動(dòng)中，部分學(xué)生參與度不高，可能是因?yàn)榛顒?dòng)設(shè)計(jì)不夠吸引人或者學(xué)生缺乏參與的動(dòng)力。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前主要依靠課堂表現(xiàn)和作業(yè)成績(jī)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，缺乏多元化的評(píng)價(jià)方式，難以全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

反思改進(jìn)措施（三）

1.深化理論教學(xué)，強(qiáng)化理解：針對(duì)學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的理解不夠深入的問(wèn)題，我們可以通過(guò)以下措施進(jìn)行改進(jìn)：

-在講解過(guò)程中，結(jié)合圖形和動(dòng)畫(huà)，幫助學(xué)生直觀理解加速度、合外力和質(zhì)量之間的關(guān)系。

-設(shè)計(jì)更多層次的練習(xí)題，從基礎(chǔ)到提高，逐步加深學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)，及時(shí)解答學(xué)生的疑問(wèn)，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

2