《力學(xué)三大觀點(diǎn)解決問(wèn)題》教學(xué)設(shè)計(jì)-高中物理必修一

《力學(xué)三大觀點(diǎn)解決問(wèn)題》教學(xué)設(shè)計(jì)《力學(xué)三大觀點(diǎn)解決問(wèn)題》教學(xué)設(shè)計(jì)【教材分析】力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)、動(dòng)量觀點(diǎn)在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用是力學(xué)的重要知識(shí)，也是近年來(lái)高考熱點(diǎn)、必考點(diǎn)。其中力的觀點(diǎn)在必修一第一章至第四章、必修二中第五章；動(dòng)量的觀點(diǎn)在選修3-5第一章，能量的觀點(diǎn)在必修二第七章，但是能量守恒定律貫穿于整個(gè)高中物理。本節(jié)課是復(fù)習(xí)課，將動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)、動(dòng)量觀點(diǎn)結(jié)合起來(lái)去解決單體多過(guò)程問(wèn)題，讓學(xué)生從不同角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行剖析，挖掘解決此類(lèi)問(wèn)題的方法和途徑，總結(jié)解決此類(lèi)問(wèn)題的步驟與技巧。教學(xué)過(guò)程中充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生善于從日常學(xué)習(xí)中總結(jié)規(guī)律的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、積極合作與交流的品質(zhì)。【學(xué)情分析】靈活應(yīng)用力學(xué)三大觀點(diǎn)解決單體多過(guò)程問(wèn)題是高考中的一個(gè)難點(diǎn)。作為開(kāi)始一輪復(fù)習(xí)的學(xué)生，接受能力較強(qiáng)，也對(duì)單體多過(guò)程問(wèn)題有一定的思路，但沒(méi)有歸納總結(jié)力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)、動(dòng)量觀點(diǎn)在單體多過(guò)程問(wèn)題中的應(yīng)用，對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析和方法的選擇還不熟練，學(xué)生期待通過(guò)學(xué)習(xí)可以系統(tǒng)的掌握解題的基本規(guī)律。本節(jié)課通過(guò)復(fù)習(xí)引入，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析，找出物體在過(guò)程的不同階段所遵循的物理規(guī)律。讓學(xué)生以合作探究的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過(guò)例題，先讓學(xué)生討論，再讓學(xué)生總結(jié)規(guī)律，這樣可以使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，充分體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在探究的過(guò)程中體驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)成功的喜悅?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.力學(xué)規(guī)律總結(jié)：學(xué)生通過(guò)復(fù)習(xí)重溫三大守恒定律、兩大定理和牛頓運(yùn)動(dòng)定律-運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，總結(jié)力學(xué)規(guī)律，構(gòu)建知識(shí)體系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

2.解題方法分析：學(xué)生掌握分析力學(xué)單體多過(guò)程問(wèn)題的一般思路和方法。受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析是解決物理問(wèn)題的前提和基礎(chǔ)。學(xué)生能根據(jù)不同的物理過(guò)程靈活的選擇相應(yīng)的規(guī)律解決相關(guān)問(wèn)題。

3.建立解題思維結(jié)構(gòu)：學(xué)生能將圖形信息轉(zhuǎn)化為文字信息，養(yǎng)成受力分析畫(huà)受力分析圖的習(xí)慣，運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析畫(huà)運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖的習(xí)慣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1.選擇不同的力學(xué)規(guī)律解決單體多過(guò)程問(wèn)題的方法。

2.受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析，靈活選用物理規(guī)律的能力。【教學(xué)難點(diǎn)】力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)、動(dòng)量觀點(diǎn)在單體多過(guò)程問(wèn)題中的靈活應(yīng)用?！窘虒W(xué)方法】：

創(chuàng)設(shè)情境、啟發(fā)引導(dǎo)、合作討論、推理歸納、多媒體教學(xué)?！窘虒W(xué)過(guò)程】同學(xué)們，通過(guò)前面的復(fù)習(xí)我們已經(jīng)對(duì)力學(xué)三大觀點(diǎn)有了一定的認(rèn)識(shí)，今天我們一起來(lái)探討如何靈活運(yùn)用力學(xué)三大觀點(diǎn)解決單體多過(guò)程問(wèn)題。一、復(fù)習(xí)回顧如圖所示，力學(xué)三大基本觀點(diǎn)有動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)，其中，動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)主要是牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律相結(jié)合；動(dòng)量觀點(diǎn)主要應(yīng)用動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律解題；能量觀點(diǎn)主要用動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系、能量守恒定律來(lái)解題。二、合作探究例1一物體沿固定斜面從靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0滑至斜面底端。已知在物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體所受的摩擦力恒定。若用F、v、s和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機(jī)械能，則下列圖象中可能正確的是（）EEOtt0DFOtt0AsOtt0CvOtt0B小結(jié)：本題主要考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的相關(guān)圖像，大家要明確知道F-t圖像面積表示合力F的沖量，v-t圖像中斜率表示加速度，面積表示位移，s-t圖像中斜率表示速度，并且還考到了機(jī)械能的相關(guān)知識(shí)，要清楚除了重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力以外，其他力做的功等于機(jī)械能的變化量，從而推出機(jī)械能隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式。大家也可以用排除法來(lái)解此題，讀題之后首先明確物體沿斜面做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從而快速選出A選項(xiàng)，排除B、C選項(xiàng)，從而快速選出D選項(xiàng)。例2.如圖所示，單匝正方形金屬線圈ABCD在外力F作用下以速度v向右勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第二次又以速度2v勻速進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則（）A．兩次產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小之比為1:4B．兩次施加的外力F大小之比為1:4C．兩次線圈中產(chǎn)生的熱量之比為1:2D．兩次線圈受外力F的沖量大小之比為1:2小結(jié)：本題考查的是學(xué)生運(yùn)用動(dòng)力學(xué)三大觀點(diǎn)解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的能力，首先，我們要明確線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)只有CD邊做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，從而在CD邊上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在ABCD整個(gè)回路中形成感應(yīng)電流，而線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，通過(guò)ABCD回路的磁通量不再發(fā)生變化，回路中不再有感應(yīng)電流產(chǎn)生。而線圈做勻速運(yùn)動(dòng)說(shuō)明其受力平衡，所受外力F等于線圈所受安培力F安，推出安培力的表達(dá)式即可求出外力之比。本題的易錯(cuò)點(diǎn)在C、D選項(xiàng)上，有些同學(xué)誤以為兩次線圈進(jìn)入磁場(chǎng)所用時(shí)間相同，從而算出熱量之比為1:4，但要注意，兩次線圈均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移相同，速度不同，從而進(jìn)入磁場(chǎng)所用時(shí)間不同。而D選項(xiàng)中求外力F的沖量時(shí)要注意不能用動(dòng)量定理，因?yàn)閯?dòng)量定理中的沖量指的是合外力的沖量，不是物體所受某一個(gè)力的沖量，且本題中物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量不變，所以要用沖量的定義式來(lái)求解。例3滑塊a、b沿水平面上同一條直線發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，從光滑路段進(jìn)入粗糙路段。兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。求：(1)滑塊a、b的質(zhì)量之比；(2)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比。解：（1）設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速度為v1、v2，碰后共同速度為2/3m/s．由題給的圖象得：碰前:v1=-2m/sv2=1m/s碰后：v=2/3m/sb發(fā)生完全非彈性碰撞，由動(dòng)量守恒定律得:m1v1+m2v2=（m1+m2）v

解得：m1:m2=1:8由能量守恒得，兩滑塊因碰撞損失的機(jī)械能為：兩滑塊最后停止運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得，兩滑塊克服摩擦力所做的功為:解得：例4.放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。取重力加速度g=10m/s2。由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分別為(）A

.m=0.5

kg,μ=0.4B

.m=1.5

kg,μ=2/15C

.m=0.5

kg,μ=0.2D

.m=1

kg,μ=0.2思路：由圖像可知，在0-2s內(nèi)物體靜止，所受摩擦力為靜摩擦力；由于v-t圖象的斜率就是物體的加速度，故2-4s內(nèi)物體做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。由圖像可得：a=2m/s2，F(xiàn)2=3N由牛頓第二定律得：F2-μmg=ma4-6s內(nèi)物體勻速運(yùn)動(dòng)，則F3=μmg解得：m=0.5

kg,μ=0.4三、課堂小結(jié)：應(yīng)用動(dòng)力學(xué)三大觀點(diǎn)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?，如：①若研究過(guò)程涉及力、速度和時(shí)間的問(wèn)題，宜選用；②若涉及功和速度的問(wèn)題，宜選用；③若涉及加速度的問(wèn)題，只能選用?！緦?zhuān)題強(qiáng)化訓(xùn)練】1.原來(lái)靜止的物體受到外力F的作用，如圖所示為力F隨時(shí)間變化的圖線，則與F-t圖象對(duì)應(yīng)的v-t圖象是（）2.一個(gè)靜止的質(zhì)點(diǎn)，在0～5s時(shí)間內(nèi)受到力F的作用，力的方向始終在同一直線上，力F隨時(shí)間t的變化圖線如圖所示。則質(zhì)點(diǎn)在(

)

A.第2s末速度方向改變

B.第2s末加速度為零

C.第4s末運(yùn)動(dòng)速度為零

D.第4s末回到原出發(fā)點(diǎn)3.放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。取重力加速度g=10m/s2。由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分別為(）A.m=0.5kg,μ=0.4B.m=1.5kg,μ=2/15C.m=0.5kg,μ=0.2D.m=1kg,μ=0.24.(多選