中三科学|力与运动:牛顿第一定律与净力计算 备课指引(导师用)
- 2026-11-15
学生见到“有速度”就以为“有力”,见到“等速”就以为“没有力”。这一堂用净力图把“力”与“运动状态”分开,再用同一条加速度式处理推车、刹车与图表三种问法。
本堂目标 学生能够:① 画出物体的净力图并讲出牛顿第一定律(净力为零则速度不变);② 用加速度等于速度变化除以时间,配合净力等于质量乘加速度,算出未知的力或加速度;③ 由速度时间图的斜率读加速度、由图下面积读位移,并讲出两者为何不同。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 | 快检题 | 过关标准 |
|---|---|---|
| 速度与单位 | 100 m 用 20 s 走完,平均速度几多? | 5 m/s,并写出单位 |
| 力的合成 | 同方向 30 N 与 20 N 推同一架车,净力几多? | 50 N,同方向相加 |
| 重量与质量 | 60 kg 的学生重量几多?(g 取 10) | 600 N,质量乘 10 |
02 课堂流程(45 分钟)
| 时间 | 环节 | 导师做什么 | 学生做什么 |
|---|---|---|---|
| 0–5 分钟 | 一个推不动的柜 | 叫学生用肩推墙 3 秒再放手,问“推的时候墙有没有动” | 讲出力不等于运动 |
| 5–15 分钟 | 净力图 | 在黑板上画推车:推力向右 200 N、摩擦向左 50 N,要学生写净力 | 写出净力 150 N,方向向右 |
| 15–29 分钟 | 加速度三式 | 示范由 0 到 20 m/s 用 8 s、质量 1,200 kg 的三步计算,逐步问下一步 | 每一步讲出用哪一条式 |
| 29–37 分钟 | 图表阅读 | 给一张速度时间图,要学生指出哪段加速、哪段等速 | 讲出斜率是加速度、面积是位移 |
| 37–42 分钟 | 独立练习 | 发三题(推车、刹车、图表面积),巡行只问“你的净力是几多” | 自己画净力图再落笔 |
| 42–45 分钟 | 离场检查 | 收三题答案,口头问“等速运动的净力是几多” | 答净力为零 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:惯性:没有净力就不会改变速度
学生最常把“不动”当成“没有力”,把“动”当成“有力”。我会先叫他推墙:墙没有动,但你明明出了力。接着讲,一架车在光滑桌面滑行,没有摩擦就没有净力,它会一直以同一个速度滑下去,不会自己停。停,是因为有摩擦这个向后的力。所以牛顿第一定律讲的不是“力令物件动”,而是“净力令速度改变”。
叫学生讲出:墙没有动而我有用力,说明力不等于运动
第二幕:加速度:一条式处理三种问法
加速度是速度变化除以时间,单位是米每二次方秒。0 到 20 m/s 用 8 s,就是 20 减 0 再除以 8,得 2.5。接着用净力等于质量乘加速度:1,200 kg 乘 2.5,得 3,000 N,这就是车轮要向前的净力。若题目给的是推力 200 N 与摩擦 50 N,就要先写净力等于 200 减 50,得 150 N,才可以代入质量求加速度。次序永远是:先写净力,再写加速度,最后才代数字。
叫学生复述:先算净力,再算加速度
第三幕:图表:斜率是加速度,面积是位移
速度时间图的横轴是时间、纵轴是速度。斜线向上就是加速,水平就是等速,斜线向下就是减速。斜率等于速度变化除以时间,所以斜率就是加速度;图下面积是速度乘时间,所以面积就是位移。最常见的错是把面积当成加速度。你可以叫学生看单位:纵轴米每秒、横轴秒,相乘得米,所以面积一定是长度。
叫学生用单位讲出为何面积是位移
04 必教题型与步骤
| 题型 | 例子 | 步骤 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 净力计算 | 推力 200 N、摩擦 50 N、质量 50 kg,加速度几多? | 1) 净力等于 200 减 50,得 150 N。2) 加速度等于净力除以质量。3) 150 除以 50 | 3 m/s²,方向与推力相同 |
| 由速度变化求力 | 1,200 kg 的车由 0 加速到 20 m/s 用 8 s,净力几多? | 1) 加速度等于 20 减 0 除以 8。2) 得 2.5 m/s²。3) 净力等于 1,200 乘 2.5 | 3,000 N |
| 读图求加速度 | 速度时间图上,第 0 至 8 秒由 0 升到 20 m/s | 1) 取两点。2) 斜率等于 20 除以 8。3) 写单位 | 2.5 m/s² |
| 图下面积求位移 | 同一张图,0 至 8 秒是三角形 | 1) 面积等于二分之一乘底乘高。2) 二分之一乘 8 乘 20 | 80 m,并说明单位是米 |
合理性检查(一定要教):三个检查:一是方向,净力要写方向,两个力反向一定要相减而不是相加;二是单位,加速度写 m/s²、力写 N、位移写 m,混了单位就一定错;三是次序,先净力后加速度,若学生一开始就把 200 N 直接除以质量,答案会大于正确值。数值上,8 秒由 0 到 20 m/s 平均速度是 10 m/s,位移必然是 80 m,可以用这条交叉核对三角形面积的答案。
05 独立练习三题
| 题目 | 答案 | 想观察什么 |
|---|---|---|
| 60 kg 的学生站在升降机,升降机静止,他的重量几多? | 600 N | 有没有把质量与重量分开 |
| 150 N 推箱子走 4 m 用 3 s,功率几多? | 200 W | 有没有先算功 600 J 再除以时间 |
| 速度时间图显示 5 至 10 秒维持 20 m/s,这 5 秒的加速度几多? | 0 m/s² | 有没有把等速误读成加速 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 | 学生通常这样写 | 导师这样说 |
|---|---|---|
| 把“有力”等于“有速度” | 因为有力,所以架车一定加速 | 力不系用嚟保持速度,系用嚟改变速度 |
| 两个反向力照加 | 净力等于 200 加 50,得 250 N | 两个力方向相反就要相减,你画箭嘴先 |
| 面积当斜率 | 图下面积就是加速度 | 看单位:米每秒乘秒得米,面积只会系位移 |
| 忘记写方向 | 净力 150 N | 几多牛顿,向边一边?答题要两样都写 |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
- 压强、浮力与浮沉,第 1 题 同样要先分清“哪个力大”再落公式
- 热传递与保温,第 4 题 两题都要用“能量流向”讲理由
- 声音与波动,第 2 题 同样要先写单位再代数
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 等速直线运动的净力是几多? | 零 | 答“向前有个力”表示仍把力与速度绑在一起 |
| 推 200 N、摩擦 50 N、质量 50 kg 的加速度? | 3 m/s² | 答 4 m/s² 表示用了 200 N 而不是净力 |
| 速度时间图水平线代表什么? | 等速,加速度为零 | 答“加速中”要重教第三幕 |
09 导师常问
要不要学生背牛顿三条定律的原文?
不需要背英文原文。要讲得出“净力为零则速度不变”与“净力等于质量乘加速度”这两句的意思,并在题目中正确使用。
中三需要计抛体或圆周运动吗?
不需要。中三科学只处理直线上的加速与减速,用速度时间图处理转向已经足够,抛体与圆周留给中四物理。
45 分钟够不够做图表题?
够,只要图表只用一段加速加一段等速。若班上有半数人未掌握斜率,把独立练习减为两题,把时间留给图表。
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