高中物理教学大纲之牛顿运动定律
一、全章说明
概述
这一章讲述牛顿的三个基本运动定律,是力学的重点章之一．
本章着重介绍全部三个牛顿运动定律,从人类对力和运动的关系的认识历史引入,强调对定律本身的理解,以期学生对定律有全面、清楚的认识．关于定律的应用,将在以下各章逐次展开,特别在第七章重点地分析了动力学的两类基本问题．这样,有利于突出重点,分散难点,有利于循序渐进地使学生掌握知识．
单元划分
本章可分为四个单元：
第一单元 第一节,介绍人类对力和运动关系的认识,讲述牛顿第一定律．
第二单元 第二节至第四节,讲解牛顿第二定律．
第三单元 讲牛顿第三定律．
第四单元 介绍力学单位制．
具体说明
１力和物体运动的关系,是动力学研究的基本问题．人类正确认识它,经历了漫长的过程．同样,学生在认识这一问题时,也有许多错误直觉的干扰．第一节从人类认识的历史讲起,也是希望引起学生的共鸣和充分注意．并由此让学生正确理解牛顿第一定律的内容和认识它的重要意义．
２由牛顿第一定律,自然地可引出“力是产生加速度的原因”．课本用“旁批”的形式画龙点睛地说明力的科学定义,希望教师和学生注意．
３由第二节至第五节,分三节较充分地分析了物体运动的加速度跟力和质量的关系,要使学生对牛顿第二定律的得出及定律本身有比较清晰的认识和理解．
４牛顿第三定律的内容,学生从形式上比较容易接受,真正理解并可以用来解决一些问题,还要有一个过程,不可要求过急．
二、教学要求和教学建议
全章教学要求
１掌握牛顿第一定律．
２掌握牛顿第二定律包括文字和公式．
３掌握牛顿第三定律．
４知道单位制的意义．
５知道牛顿运动定律的适用条件．
各节教学要求及教学建议
（一）牛顿第一定律
教学要求
● 掌握牛顿第一定律
１知道伽利略和亚里士多德对运动和力的关系的不同论点,知道伽利略理想实验的基本思路、主要推理过程和结论．知道伽利略理想实验的方法是科学研究的重要方法．
２理解牛顿第一定律的内容和它的意义．
３知道什么是惯性,并会正确解释有关现象．
教学建议
１关于运动和力的关系,亚里士多德的观点符合人们日常的生活经验,因而学生很容易接受,讲授时宜多举实例让学生充分思考、讨论,且允许保留不同的意见,以使学生澄清日常经验带来的不利干扰,真正理解“力不是维持运动的原因而是改变运动状态的原因”,理解伽利略的伟大之处,以及他的理想实验的重要科学意义．切勿强加灌输．
２牛顿第一定律对理解和认识力和运动的关系十分重要,且由它可以引出“力是产生加速度的原因”的结论在下一节讲述,因此,应认真从人类认识过程讲起以使学生对此有比较正确和扎实的理解．
３学生对惯性容易有一些似是而非的模糊认识,教学中要联系实际予以澄清．当然,深入一步的认识有待讲过牛顿第二定律之后．
４节后的“阅读爱因斯坦谈伽利略的贡献”很有启发意义,希望引导学生阅读．
（二）加速度和力的关系
教学要求
１理解力是使物体产生加速度的原因．
２知道研究加速度和力的关系的实验过程．
３理解“对质量相同的物体来说,物体的加速度跟作用在它上面的力成正比．”
教学建议
１由牛顿第一定律可以得出“力是产生加速度的原因”的结论．教学中要注意结合实例分析,使学生确实理解．在课本中用旁批强调了力的这一科学概念,教学中请予以注意．
２研究加速度跟力的关系的实验,有多种做法,教材中的做法装置比较简单,课堂演示也比较可靠．只是在分析小车受到的水平拉力时,要注意不使学生产生错误概念,书中用了“可以认为等于砝码所受重力的大小”,并在页末加了注．这是一个连接体问题,只有小车的质量远大于砝码和盘的总质量时,才“可以认为小车所受的水平拉力等于砝码所受重力的大小”而在此处尚无法进行严格讨论．但要让学生知道,并在第七章中给以证明．
３上述实验,有条件的也可以采用边讲边实验的讲法,以调动学生的积极性,并取得好的效果．
（三）加速度和质量的关系
教学要求
１理解“在相同力的作用下,加速度跟质量成反比”．
２理解质量是物体惯性大小的量度．
教学建议
１ 同上一节一样,尽可能让学生参与实验,以收到较好的效果．
２在这一节对物体惯性的认识可以深入一步,惯性不仅表现在保持物体静止和匀速直线运动上,也表现在物体改变运动状态的难易上．质量就是物体惯性大小的量度．在此也可以进一步澄清一些对惯性的模糊认识．练习三的第１题和章后习题Ａ组的第１题、第２题就是针对这些模糊认识而设的．
（四）牛顿第二定律
教学要求
● 掌握牛顿第二定律．
１理解牛顿第二定律一般表述的含义,知道物体运动的加速度的方向和合外力的方向一致．
２知道力的国际单位“牛顿”的定义．
３知道力的独立作用原理．
４会用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题．
教学建议
１教材中牛顿第二定律是从实验总结出来的,根据大量的实验归纳出规律是人们认识客观规律的重要方法,教材分三节由实验得出牛顿第二定律,就是想让学生通过这一过程对此有所认识．因此,认真做好演示和学生实验十分重要．
２牛顿第二定律的数学表述,从比例式Ｆ∝ｍａ写成等式时要出现比例系数ｋ．要让学生知道ｋ与单位的选择有关．质量和加速度的单位都选用国际单位时,根据这一公式定义力的单位“牛顿”后,ｋ等于１．并应知道,使ｋ等于１的单位选择不止一种．
３教学中应使学生对牛顿第二定律的物理意义有明确的认识．首先,要明确定律是对质点说的,公式中的ｍ是质点的质量,ａ是质点的加速度,Ｆ是质点所受的力；第二,要强调Ｆ所指的是质点所受的合外力,绝不是所受的几个力中的某一个或几个力；第三,定律不仅表述了力和加速度的数量关系,也表明了它们的方向间的关系,即加速度的方向永远跟合外力的方向一致．在使用公式Ｆ＝ｍａ时,要注意各个量的单位．
４对力的独立作用原理,教材在节后的花边框中给了明确的说明,请予以注意．
（五）牛顿第三定律
教学要求
● 掌握牛顿第三定律．
１知道力的作用是相互的,理解作用和反作用的概念．
２理解牛顿第三定律,能应用它解决简单的问题．
３能区分平衡力和作用力、反作用力．
教学建议
１对牛顿第三定律的内容,学生从形式上记住它,并不十分困难．但要真正理解,特别是在较复杂的问题中正确应用它,还需在以后的学习中逐步深入和提高．初学时要求学生对它有一定的理解,能区分平衡力和作用力反作用力就可以．
２本节中对牛顿第三定律的应用,都是较简单的实际问题,不涉及连接体问题．这一点在教学中应予注意．
３对牛顿定律的适用范围,学生应有认识,在章后的“阅读牛顿定律的适用范围”给予了说明．请根据学生情况,指导学生阅读．
（六）力学单位制
教学要求
● 知道单位制的意义．
１了解什么是单位制,知道力学中的三个基本单位．
２认识单位制在物理计算中的作用．
教学建议
本节通过一些力学问题的分析解决,既复习巩固前面学过的知识,又帮助学生了解单位制,初步认识单位制在物理计算中的作用．而本节的重点在单位制,教学中应给予注意．