《6用牛頓運(yùn)動定律解決問題（一）》教學(xué)設(shè)計(遼寧省市級優(yōu)課)-物理教案

高中物理課堂教學(xué)設(shè)計2017年5月10日課題§4.6用牛頓運(yùn)動定律解決問題(一)課型授課人新授課（1課時）李艷云教學(xué)目標(biāo)知識與技能1．知道應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決的兩類主要問題．2．掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的基本思路和方法．3．能結(jié)合物體的運(yùn)動情況對物體的受力情況進(jìn)行分析．4．能根據(jù)物體的受力情況推導(dǎo)物體的運(yùn)動情況．5．會用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式解決簡單的力學(xué)問題．過程與方法1．通過實例感受研究力和運(yùn)動關(guān)系的重要性．2．通過收集展示資料，了解牛頓定律對社會進(jìn)步的價值．3．培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言表達(dá)、描述物理實際問題的能力．4．幫助學(xué)生提高信息收集和處理能力，分析、思考、解決問題的能力和交流、合作能力．5．幫助學(xué)生學(xué)會運(yùn)用實例總結(jié)歸納一般問題的解題規(guī)律的能力．6．讓學(xué)生認(rèn)識數(shù)學(xué)工具在表達(dá)解決物理問題中的作用．情感態(tài)度與價值觀1．初步認(rèn)識牛頓運(yùn)動定律對社會發(fā)展的影響．2．初步建立應(yīng)用科學(xué)知識的意識．3．培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮崙B(tài)度及解決實際問題的能力．教學(xué)重點、難點教學(xué)重點1．已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動情況．2．已知物體的運(yùn)動情況，求物體的受力情況．教學(xué)難點1．物體的受力分析及運(yùn)動狀態(tài)分析和重要的解題方法的靈活選擇和運(yùn)用．2．正交分解法．教學(xué)方法探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)手段教具準(zhǔn)備多媒體教學(xué)設(shè)備．教教學(xué)學(xué)活活動動課堂小結(jié)課堂練習(xí)進(jìn)行新課[新課導(dǎo)入]利用多媒體投影播放嫦娥三號發(fā)射視頻．學(xué)生觀看錄像，進(jìn)入情景師：我國科技工作者能準(zhǔn)確地預(yù)測火箭的變軌、衛(wèi)星的著地點，他們靠的是什么?生：牛頓運(yùn)動定律中力和運(yùn)動的關(guān)系．師：利用我們已有的知識是否也能研究這一類問題?生：不能，因為這樣一類問題太復(fù)雜了，應(yīng)該是科學(xué)家的工作．師：一切復(fù)雜的問題都是由簡單的問題組成的，現(xiàn)在我們還不能研究如此復(fù)雜的運(yùn)動，但是我們現(xiàn)在研究問題的方法將會對以后的工作有很大的幫助．我們現(xiàn)在就從類似的較為簡單的問題人手，看一下這一類問題的研究方法．[復(fù)習(xí)提問]牛頓第一定律的內(nèi)容，合力為零平衡態(tài)，合力不為零，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，牛頓第二定律正是定量闡述了力和運(yùn)動的關(guān)系。找學(xué)生回答運(yùn)動學(xué)中含有加速度的基本公式，然后說明聯(lián)系運(yùn)動和受力的橋梁加速度[新課教學(xué)]一、從受力情況分析運(yùn)動情況師：大家看下面一個例題．多媒體投影展示例題，學(xué)生分析討論，嘗試解決例題：一個靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2kg，在6．4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動．物體與地面間的摩擦力是4．2N．求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移．師：請大家仔細(xì)審題，能夠快速正確地進(jìn)行信息的收集和處理是處理問題必備的條件。本題中給出了哪些已知量，要解決的問題是什么？生：給出了水平地面上一物體的質(zhì)量，一些受力情況，要求解速度和位移。師：問題中既然涉及了力又涉及了物體的運(yùn)動，那力和運(yùn)動間是什么樣的關(guān)系呢？ 生：牛頓第二定律確定了運(yùn)動和力的關(guān)系，該題應(yīng)該是用牛頓第二定律來解決。先根據(jù)物體的受力求出合外力從而求出加速度，再通過運(yùn)動學(xué)規(guī)律就可以確定物體的運(yùn)動情況。 師：本題中的研究對象應(yīng)該是誰？ 生：研究對象應(yīng)該是地面上的物體。 師：好！根據(jù)這個思路，就請同學(xué)們對該物體進(jìn)行受力分析。學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析，教師巡視 1.物體的受力情況如何？2.物體所受的合力如何？豎直方向：合力為零，加速度為零。水平方向：大小：F合=F－f；方向與拉力F方向相同3.物體的運(yùn)動情況中已知哪些量？要求末速度和位移，還差什么量？已知初速度VO和時間t，要求末速度Vt和位移Ｘ,還差加速度a。ＶＶＯ=Ot=4sＶt=?Ｘ=?4.如何求加速度？借助于牛頓第二定律F合=ma，利用合力來求加速度。5.本題的解題思路如何？先受力分析求出合力，再用牛頓第二定律求出加速度，最后用運(yùn)動學(xué)公式求解。GGNFf解：物體受力如圖由圖知：F合=F－f=ma4s末的速度4s內(nèi)的位移1擴(kuò)展訓(xùn)練.該路段限速45km/h，測出剎車痕跡為14m，試著估算卡車是否超速？（測得輪胎與水泥地面的動摩擦因素為0.7）二、根據(jù)運(yùn)動情況確定物體的受力例2、一個滑雪的人質(zhì)量是75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝30°。在t＝5s的時間內(nèi)滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力） 分析：1.滑雪者受到哪些力的作用？你能分析出合力的方向嗎？2.如何建立直角坐標(biāo)系？3.滑雪者運(yùn)動的加速度為多大？方向呢？NGxNGxyNG解：如圖所示，對人進(jìn)行受力分析并建立直角坐標(biāo)系，將重力正交分解，在與山坡垂直的方向，沒有發(fā)生位移，沒有加速度，所以NGFN=Gy，F(xiàn)合=Gx-F阻由牛頓第二定律F合=ma得：Gx-F阻=maF阻=Gx–ma=mgsin300-ma=67.5N更上一層：此題中如果忽略空氣阻力作用，如何求滑雪板與雪面間動摩擦因數(shù)？【牢記】：當(dāng)三個力或三個力以上時優(yōu)先考慮正交分解法，且優(yōu)先考慮沿運(yùn)動方向和垂直于運(yùn)動方向分解。（別看先分了再合，磨刀不誤砍柴功）四、總結(jié)分析 師：問題：上述兩個例題在解題方法上有什么相同和不同之處？ 生：兩題都需畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式，畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處：例1是從受力確定運(yùn)動情況：已知物體的受力情況，由牛頓第二定律求出物體的加速度,再通過運(yùn)動學(xué)公式確定物體的運(yùn)動情況。例2是從運(yùn)動情況確定受力：已知物體的運(yùn)動情況，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出物體的加速度，再由牛頓第二定律確定物體受力情況。 師：這位同學(xué)分析得很好，這兩種情況是動力學(xué)中最基本的兩類情況，請大家牢牢把握。【牢記】：1、求解兩類問題的基本思路：牛頓第二定律反映的是---加速度、質(zhì)量、以及合外力的關(guān)系，而加速度又是運(yùn)動的特征量，所以說加速度是聯(lián)結(jié)力和運(yùn)動的紐帶和橋梁，是解決動力學(xué)問題的關(guān)鍵。運(yùn)動學(xué)公式牛頓第二定律運(yùn)動學(xué)公式牛頓第二定律物體受力情況及其分析物體運(yùn)動狀態(tài)及其變化加速度①確定研究對象；②分析研究對象的受力情況或運(yùn)動情況，必要時畫受力示意圖；③利用牛頓第二定律或運(yùn)動學(xué)公式求加速度；④利用運(yùn)動學(xué)公式或牛頓第二定律進(jìn)一步求解要求的物理量?！揪毩?xí)1】質(zhì)量為0.5kg的物體在與水平面成37°角的斜向上拉力F作用下，沿水平桌面靜止向右做直線運(yùn)動，經(jīng)過0.5m的距離,速度為2m/s,已知物體與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,求作用力F的大小.解：以物體為研究對象,受力分析,建立坐標(biāo)系如圖所示,找同學(xué)畫受力分析圖并正交分解先播放我國航母殲—15飛機(jī)起降飛行訓(xùn)練視頻，在這里應(yīng)用到牛頓運(yùn)動定律運(yùn)動和力的關(guān)系【練習(xí)2】一架”殲-15”飛機(jī)質(zhì)量為m=2×104kg，在水平跑道上由靜止運(yùn)動L=160m，獲得起飛速度為V=40m/s。飛機(jī)在此過程中受到的平均阻力大小為f=2×104N。假設(shè)飛機(jī)質(zhì)量恒定，可視為質(zhì)點，航母處于靜止?fàn)顟B(tài)。求飛機(jī)的發(fā)動機(jī)的牽引力F大小?！揪毩?xí)3】民航客機(jī)一般都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣囊會自動充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地上。若氣囊所構(gòu)成的斜面長度為L=8m，斜面與地面所成夾角為30o。質(zhì)量為m=60kg的人沿氣囊滑下時所受的阻力f=240N，求人滑至氣囊底端的時間t。（g=10m/s2）學(xué)生活動學(xué)生根據(jù)要求討論分析學(xué)生分組討論嘗試解決畫出受力分析圖，完整列出解答過程學(xué)生分組討論，小組代表回答解題思路描述物體受力情況學(xué)生思考討論交流合作，推舉學(xué)生回答，并相互補(bǔ)充說明總結(jié)分析學(xué)生做題分組討論老師指導(dǎo)板書設(shè)計5用牛頓運(yùn)動定律解題第一類從受力情況確定運(yùn)動情況例1第二類從運(yùn)動情況確定受力情況例2總結(jié)加速度是聯(lián)結(jié)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的橋梁課后作業(yè)課后作業(yè)一個木箱沿著一個粗糙的斜面勻加速下滑，初速度是零，經(jīng)過5.0s的時間,滑下的路程是10m,斜面的夾角是300，求木箱和粗糙斜面間的動摩擦因數(shù)。（g取10m/s