日期:2022-02-17
這是牛頓運動定律章末總結教案,是優秀的物理教案文章,供老師家長們參考學習。
【教材分析】
《牛頓運動定律》在高考《考試大綱》的“知識內容表”中,共有6個條目,其中包括“牛頓定律的應用”,為II等級要求。牛頓第二定律的應用,是本章的核心內容。由于整合了物體的受力分析和運動狀態分析,使得本節成為高考的熱點和必考內容。受力分析和運動狀態分析,是解決物理問題的兩種基本方法。并且,本單元的學習既是后繼“動能”和“動量”等復雜物理過程分析的基礎,也是解決“帶電粒子在電場、磁場中運動”等問題的基本方法,因而顯得十分重要。
【學情分析】
由于本單元對分析、綜合和解決實際問題的能力要求很高,不少同學在此感到困惑,疑難較多,主要反映在研究對象的選擇和物理過程的分析上,對一些典型的應用題型,如連接體問題、超重失重問題、皮帶傳動問題、斜面上的物體運動問題等,學生缺乏針對性訓練,更缺少理性的思考和總結。
【教學目標】
一、知識與技能
1、掌握牛頓第二定律的基本特征;
2、理解超重現象和失重現象。
二、過程與方法
1、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、學會連接體問題的一般解題方法;
3、掌握超重、失重在解題中的具體應用。
三、情感態度與價值觀
1、通過相關問題的分析和解決,培養學生的科學態度和科學精神;
2、通過“嫦娥一號”的成功發射和變軌的過程,激發學生的愛國熱情。
【教學重點和難點】
教學重點:牛頓運動定律與運動學公式的綜合運用。
教學難點:物體受力情況和運動狀態的分析;處理實際問題時“物理模型”和“物理情景”的建立。
【教學方法和手段】
教學方法:分析法、討論法、圖示法
教學手段:計算機多媒體教學,PPT課件
【教學過程】
一、提出問題,導入課題
提問、討論、評價
(一)高三物理(復習)前三章的內容及其邏輯關系是怎樣的?
(二)牛頓運動定律的.核心內容是什么?
(三)如何理解力和運動的關系?
PPT展示:力和運動的關系
力是使物體產生加速度的原因,受力作用的物體存在加速度。我們可以結合運動學知識,解決有關物體運動狀態的問題。另一方面,當物體的運動狀態變化時,一定有加速度,我們可以由加速度來確定物體的受力。
二、知識構建,方法梳理
(一)動力學的兩類基本問題
1、已知物體的受力情況,要求確定物體的運動情況
處理方法:已知物體的受力情況,可以求出物體的合力,根據牛頓第二定律可以求出物體的加速度,在利用物體初始條件(初位置和初速度),根據運動學公式就可以求出物體的位移和速度。也就是確定了物體的運動情況。
2、已知物體的運動情況,要求推斷物體的受力情況
處理方法:已知物體的運動情況,由運動學公式求出加速度,再根據牛頓第二定律就可以確定物體所受的合外力,由此推斷物體受力情況。
教學目標
知識與技能
v1.知道應用牛頓運動定律解決的兩類主要問題。
v2.掌握應用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。
v3.會用牛頓運動定律和運動學公式解決簡單的力學問題。
過程與方法
v1.通過實例感受研究力和運動關系的重要性。
v2.培養學生利用物理語言表達、描述物理實際問題的能力。
v3.幫助學生學會運用實例總結歸納一般問題的解題規律的能力。
情感態度與價值觀
v1.初步認識牛頓運動定律對社會發展的影響。
v2.初步建立應用科學知識的意識。
v3.培養學生科學嚴謹的求實態度及解決實際問題的能力。
2學情分析
學生已經學習了牛頓運動定律和運動學的基本規律,已經具備了進一步學習求解動力學問題的知識基礎。同時,高中學生思維活躍,關心生活,對物理規律和現實生活的聯系比較感興趣。
3重點難點
重點:應用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。
難點:物體的受力分析及運動狀態分析,解題方法的靈活選擇和運用。正交分解法的應用。
4教學過程 4.1第一學時 教學活動 活動1【導入】一起交通事故
(據報載)某市區一路段發生了一起交通事故:一輛汽車在公路上勻速行駛,突然前面有一位老太太橫穿馬路,司機發現后立刻剎車,但老太太還是被撞倒了.事故發生后交警測得剎車過程中車輪在路面上擦過的筆直的痕跡長9 m,從廠家的技術手冊中查得該車輪胎和地面間的動摩擦因數是0.8.據悉,交通部門規定該路段的速度不得超過36 km/h.
(假定剎車后汽車做勻減速直線運動)
這位交警根據以上提供的數據,判斷出汽車已然超速行駛。
活動2【活動】例題1
例1:一個靜止在水平面上的物體,質量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右做勻加速直線運動,物體與水平地面間的滑動摩擦力為4.2N。求物體4s末的速度和4s內發生的位移。
活動3【講授】師生共同總結“根據物體的受力確定運動情況”的解題思路
已知物體的受力情況,要求判斷出物體的運動狀態并求出物體所需的運動量。
處理這類問題的基本思路是:
(1)確定研究對象,對研究對象進行受力分析和運動分析,并畫示意圖(受力和運動過程);
(2)根據合力與分力的關系,求出物體所受的合外力;
(3)用牛頓第二定律求加速度;
(4)結合已知的物體運動條件,用運動學公式求所需運動量。
活動4【活動】例題2
例2:一個滑雪的人,質量m = 70kg,以v0 = 2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡的傾角θ= 30o,在 t = 5s的時間內滑下的路程x = 60m,求滑雪人受到的阻力。(g取10m/s2 )
活動5【講授】學生總結“根據物體的運動情況確定受力”的解題思路
已知物體運動情況(找出三個運動學量),要求物體所受的力或者相關物理量(如動摩擦因數等)。
處理這類問題的基本思路是:
(1)確定研究對象,對研究對象進行受力分析和運動分析,并畫示意圖(受力和運動過程);
(2)選擇合適的運動學公式,求出物體的加速度;
(3)根據牛頓第二定律求出物體所受的合外力;
(4)結合力的合成與分解,求出所需力。
活動6【活動】課堂小結:動力學的兩類基本問題
牛頓第二定律公式(F=ma)和運動學公式(勻變速直線運動公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2-v02=2ax等)中,均包含有一個共同的物理量——加速度a。
無論是從物體的受力來確定運動情況,或是從物體的運動情況來確定受力,加速度始終是聯系力和運動的橋梁。
求加速度是解決有關力和運動問題的基本思路;
正確的受力分析和運動過程分析則是解決問題的關鍵。
活動7【練習】學生課堂練習
6 用牛頓運動定律解決問題(一)
課時設計 課堂實錄
6 用牛頓運動定律解決問題(一)
1第一學時 教學活動 活動1【導入】一起交通事故
(據報載)某市區一路段發生了一起交通事故:一輛汽車在公路上勻速行駛,突然前面有一位老太太橫穿馬路,司機發現后立刻剎車,但老太太還是被撞倒了.事故發生后交警測得剎車過程中車輪在路面上擦過的筆直的痕跡長9 m,從廠家的技術手冊中查得該車輪胎和地面間的動摩擦因數是0.8.據悉,交通部門規定該路段的速度不得超過36 km/h.
(假定剎車后汽車做勻減速直線運動)
這位交警根據以上提供的數據,判斷出汽車已然超速行駛。
活動2【活動】例題1
例1:一個靜止在水平面上的物體,質量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右做勻加速直線運動,物體與水平地面間的滑動摩擦力為4.2N。求物體4s末的速度和4s內發生的位移。
活動3【講授】師生共同總結“根據物體的受力確定運動情況”的解題思路
已知物體的受力情況,要求判斷出物體的運動狀態并求出物體所需的運動量。
處理這類問題的基本思路是:
(1)確定研究對象,對研究對象進行受力分析和運動分析,并畫示意圖(受力和運動過程);
(2)根據合力與分力的關系,求出物體所受的合外力;
(3)用牛頓第二定律求加速度;
(4)結合已知的物體運動條件,用運動學公式求所需運動量。
活動4【活動】例題2
例2:一個滑雪的人,質量m = 70kg,以v0 = 2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡的傾角θ= 30o,在 t = 5s的時間內滑下的路程x = 60m,求滑雪人受到的阻力。(g取10m/s2 )
活動5【講授】學生總結“根據物體的運動情況確定受力”的解題思路
已知物體運動情況(找出三個運動學量),要求物體所受的力或者相關物理量(如動摩擦因數等)。
處理這類問題的基本思路是:
(1)確定研究對象,對研究對象進行受力分析和運動分析,并畫示意圖(受力和運動過程);
(2)選擇合適的運動學公式,求出物體的加速度;
(3)根據牛頓第二定律求出物體所受的合外力;
(4)結合力的合成與分解,求出所需力。
活動6【活動】課堂小結:動力學的兩類基本問題
牛頓第二定律公式(F=ma)和運動學公式(勻變速直線運動公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2-v02=2ax等)中,均包含有一個共同的物理量——加速度a。
無論是從物體的受力來確定運動情況,或是從物體的運動情況來確定受力,加速度始終是聯系力和運動的橋梁。
求加速度是解決有關力和運動問題的基本思路;
正確的受力分析和運動過程分析則是解決問題的關鍵。
教學目標牛頓運動定律的適用范圍教案
1、知識目標:
(1)知道牛頓運動定律的適用范圍;
(2)知道質量和速度的關系,知道在高速運動中必須考慮質量隨速度而變化.
2、能力目標:培養自學能力;培養學生查找資料、合理使用資料的能力.
3、情感目標:培養學生學習興趣,開闊視野.
教學建議
教材分析
本節簡介了牛頓運動定律的適用范圍,同時提出了物體的質量是隨其運動速度的增大而增大的,并不是固定不變的,這實際上是有關靜質量和動質量的問題.有了這個觀念,就為后來學到愛因斯坦質能方程和相對論的.有關知識打下一個基礎.
教法建議
在提出問題后讓學生自學,并回答問題.讓學生在課后自己查找感興趣的相關資料,并撰寫小論文.一方面加深對知識的認識和理解,凡事不絕對化;另一方面培養學生自我學習能力、文字表述能力、資料綜合、概括能力.
教學設計示例
教學重點:牛頓運動定律的適用范圍;質量和速度的關系.
教學難點:同上(本節要求不高,學生深入理解困難).
示例:
自學.
提出問題:1、本節書是從哪兩個角度討論牛頓運動定律的適用范圍的?2、牛頓運動定律的適用范圍是什么?3、我們在討論物理問題時,一直認為物體的質量是固定不變的,這個觀點正確嗎?應該怎樣理解?
回答問題:
1、答:以牛頓運動定律為基礎的經典力學要受到質點速率和量子現象(波粒二象性)的限制.(學生情況好,可簡單提提量子化)
2、答:以牛頓運動定律為基礎的經典力學只適用于解決低速運動問題,不適用于處理高速運動問題;只適用于宏觀物體,一般不適用于微觀粒子.
3、答:愛因斯坦相對論中指出:物體質量隨速度的增大而增大,但在低速運動中,質量增大的十分微小,可以認為不變.
(相對論中的質量-速度公式: )
探究活動
1、內容:讓學生選擇“關于牛頓運動定律的適用范圍”的感興趣的一個內容,查資料,寫一篇小論文.例如:研究為什么物體在高速運動中的受力情況不滿足牛頓運動定律?什么是微觀粒子,“經典力學不適用于微觀粒子”應該怎樣認識?
2、評價:拓展學生視野,防止凡事絕對化.學會篩選、整理資料,并清晰的表達出來.
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:培養學生審題能力、分析能力、利用數學解決問題能力、表述能力.
3、情感目標:培養嚴謹的科學態度,養成良好的思維習慣.
教學建議
教材分析
本節主要通過對典型例題的分析,幫助學生掌握處理動力學兩類問題的思路和方法.這兩類問題是:已知物體的受力情況,求解物體的運動情況;已知物體的運動情況,求解物體的受力.
教法建議
1、總結受力分析的方法,讓學生能夠正確、快速的對研究對象進行受力分析.
2、強調解決動力學問題的一般步驟是:確定研究對象;分析物體的受力情況和運動情況;列方程求解;對結果的合理性討論.要讓學生逐步習慣于對問題先作定性和半定量分析,弄清問題的物理情景后再動筆算,并養成畫情景圖的好習慣.
3、根據學生的實際情況,對這部分內容分層次要求,即解決兩類基本問題——→解決斜面問題——→較簡單的連接體問題,建議該節內容用2-3節課完成.
教學設計示例
教學重點:物體的受力分析;應用牛頓運動定律解決兩類問題的方法和思路.
教學難點:物體的受力分析;如何正確運用力和運動關系處理問題.
示例:
一、受力分析方法小結
通過基本練習,小結受力分析方法.(讓學生說,老師必要時補充)
1、練習:請對下例四幅圖中的A、B物體進行受力分析.
牛頓運動定律教學設計及反思
答案:
牛頓運動定律教學設計及反思
2、受力分析方法小結
(1)明確研究對象,把它從周圍物體中隔離出來;
(2)按重力、彈力、摩擦力、外力順序進行受力分析;
(3)注意:分析各力的依據和方法:產生條件;物體所受合外力與加速度方向相同;分析靜摩擦力可用假設光滑法.
不多力、不丟力的方法:繞物一周分析受力;每分析一力均有施力物體;合力、分力不要重復分析,只保留實際受到的力.
二、動力學的兩類基本問題
1、已知物體的受力情況,確定物體的運動情況.
2、已知物體的運動情況,確定物體的受力情況.
3、應用牛頓運動定律解題的一般步驟:
選取研究對象;(注意變換研究對象)
畫圖分析研究對象的受力和運動情況;(畫圖很重要,要養成習慣)
進行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解時,通常選加速度方向為一坐標軸方向,當然也有例外)
根據牛頓運動定律和運動學公式列方程求解;(要選定正方向)
對解的合理性進行討論.
四、處理連接體問題的基本方法
1、若連接體中各個物體產生的加速度相同,則可采用整體法求解該整體產生的加速度.
2、若連接體中各個物體產生的加速度不同,則一般不可采用整體法.(若學生情況允許,可再提高觀點講)
3、若遇到求解連接體內部物體間的相互作用力的問題,則必須采用隔離法.
以上各問題均通過典型例題落實.
探究活動
題目:根據自己的學習情況,編一份有關牛頓運動定律應用的練習題.
題量:4-6道.
要求:給出題目詳細解答,并注明選題意圖及該題易錯之處.
評價:可操作性、針對性,可調動學生積極性.
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