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个人教案设计
高中物理必修一(人教版)
第四章 牛顿运动定律
第三节:牛顿第二定律(2课时)
一、教材地位与作用:
本节内容是在上节实验课程“探究加速度、质量与力的关系”的基础上进行知识的探究和总结,在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系;在技能上要求能设计和操作实验,会测定相关物理量;体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程,体会科学研究方法──控制变量法、图象法的应用牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起,具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系,是动力学中的核心内容,是本章的重点内容
二、学生学情分析:
学生学习了第二节实验课:探究加速度与力/质量的关系, 对a m F三者关系都有了初步了解,并且总结出了相关规律,所以对本节理论课内容做好了铺垫,对掌握本节内容具有重要作用,
三、教学目标:
1.知识与技能;
①理解加速度和力的关系以及加速度和质量的关系;
②理解牛顿第二定律的内涵和外延;
③在学生实验的基础上得出牛顿第二定律F=kma,使学生对
牛顿第二定律有初步的理解并且能准确表述牛顿第二定律;
④能应用牛顿第二定律解决简单问题。
2、过程与方法:
①引导学生学会应用控制变量法,探究牛顿第二定律各变量间的关系
②通过对牛顿第二定律表达式的推导,培养学生的概括能力和分析推理能力 ③通过对多媒体演示实验现象,培养学生的逻辑思维能力。
3、情感态度与价值观:
通过实验,激发学生的学习兴趣,引导学生思维走向,通过实验现象看本质,体验实验的乐趣,总结并得出相关规律,让学生体验成功的喜悦
四、教学内容的重难点:
①重点是把握牛顿第二定律a、m、F三者关系,要求实验数据较为精确,得出关系F=kma才具有说服力。
②难点是对F=kma中系数k=1理解和深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联,牢固掌握定律的物理意义等。
五、教法和策略:归纳探究法、讲解法和实验法等。具体步骤是:创设物理情景→回顾与思考→分组讨论→多媒体演示实验→总结规律。
六、教学过程:
一、回顾与思考:
F:物体所受的和外M:系统总的质ykxF=kMaa ∝F/M a:系统F作用下产生的加速度k?
二、F=kMa中k是什么?等于什么?
k=
=F(F单位为N,M的单位为kg,a的单位为m/s Ma2N,如果N的组成单位取kg.m/s^2,则k取1,所以得F=Ma kgm/s^2
三、牛顿第二定律(表达式):F=Ma
概念:物体的加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
因果性矢量性
瞬时性表达式的特性
独立性
相对性同一性
例题1讲解:
第二节 牛顿第二定律
物理学一班 黄达明
第1课时
从容说课
知识要点表解
力是使物体产生加速度的原因,物体受到力的作用,就会产生加速度,而物体的加速度
牛顿第二定律是动力学的核心规律,动力学又是经典力学的基础,也是进一步学习热学、电学等其他部分知识所必须掌握的内容.所以,牛顿第二定律是本章的中心内容,更是本章的教学重点.
1.本课以必修教材为依据.实验采用课文所述装置,简单直观,易得出结论.缺点是不够精确,操作亦须谨慎,否则会出现误差较大的情形.重复实验时,也可逆向操作验证.先确定两小车距终点位移,然后放手由同时到达终点验证,操作较容易.有条件的学校可使用气垫导轨、光电门进行精确测量验证.
2.通过定律的探求过程,渗透物理学研究方法,是整个物理教学的重要内容和任务.本节内容即为一典型探求过程:运用控制变量、实验归纳的方法研究三个变量的关系.这种方法在热学中研究p、V、T三量关系,在电学中研究U、d、E的关系等都要用到.这是人类认识世界的常用方法.所以本节课不只是让学生掌握牛顿第二定律,更应知道定律是如何得出的.
3.牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系,使前三章构成一个整体,这是解决力学问题的重要工具.应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握,即理解各物理量和公式的内涵和外延,避免重公式、轻文字的现象.数学语言可以简明地表达物理规律,使其形式完善、便于记忆,但它不能替代文字表述,更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况,否则就会将活的规律变为死的公式.
设计思路:本节课的设计出发点在于更多地调动学生参与,使其动手动脑,以提高其能力.本节课的关键在于电脑辅助实验数据处理,提高了课堂密度,有可能在一节课内完成讲授与实验.本节课设计时隐含了“假说”——“实验验证”的科学研究方法、电脑辅助实验数据处理,烘托了科学研究气氛.
本节课学生实验器材即学生分组验证牛顿第二定律器材,电脑软件系自制软件:包括表格(输入s1至s6及T即可算出a,根据a和F或1/M的值即可在图象中描点连线)和图象,也可以用一些现成的软件如Excel等. 学生状态分析
1.学生知道牛顿第一运动定律.
2.知道加速度、速度、位移等概念,掌握加速度的测量方法. 3.会对物体进行正确的受力分析.
三维目标
知识与技能
1.学会用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系. 2.能熟练地应用图象法分析处理数据. 3.理解牛顿第二定律的内涵和外延.
4.会应用牛顿第二定律解释生活中的相关现象,并能运用牛顿第二定律进行定量计算. 5.了解国际单位制的组成并知道力学单位制中的基本单位及导出单位. 过程与方法
1.以实验为基础,通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律.培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力.
2.渗透物理学研究方法的教育.实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究;运用列表法处理数据,使学生知道结论是如何得出的;认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法. 情感态度与价值观
1.通过共同探究,培养学生尊重事实、实事求是的美德.
2.在整个教学过程中,让学生学会科学的发现、分析、研究等方法,培养学生的科学探究能力.
3.在课堂教学中,要经常注意对学生进行德育和美育的教育.
教学设计
教学重点 本节的重点内容是做好演示实验.让学生观察并读取数据,从而有说服力地归纳出a与F和m的关系,即可顺理成章地得出牛顿第二定律的基本关系式.因此,熟练且准确地操作实验就是本课的关键点.同时,也只有讲清实验装置、原理和圆满地完成实验才能使学生体会到物理学研究的方法,才能达到掌握方法、提高素质的目标.
教学难点 牛顿第二定律的数学表达式简单完美,记住并不难.但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联,牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景,对学生来说是较困难的.这一难点在本课中可通过对定律的辨析和有针对性的巩固练习加以深化和突破.另外,还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解. 教具准备
1.计算机及模拟实验软件 课时安排 1课时
导入新课
[教师活动]我们先听英国诗人蒲柏的一段诗:“自然和自然规律,隐藏在黑暗中.上帝说:让牛顿出生吧!于是,一切显现光明.”确实,有力就会运动,没有力就不会运动.这个错误的观点千百年来一直躲藏在黑暗中,一直到牛顿的出现,才使我们真正了解到:力不是维持物体运动状态的原因.而是改变物体运动状态的原因.也就是说力是产生加速度的原因.我们自然会问:力、质量、加速度到底存在什么样的定量关系?先请大家根据生活经验和你所掌握的知识,猜想力、质量、加速度到底存在什么样的定量关系. 推进新课
1.实验:用一根绳子牵引着一个小车在粗糙的水平桌面上匀速运动,然后松开手让车自己运动,然后停下来.
2.学生观察现象后,老师提问这样两个问题:①开始时为什么小车能做匀速运动?②松手后小车为什么还能运动,做什么运动,为什么?
3.如果要想让小车快一点停下来可以采取什么样的方案,回答并设计实验. 4.小车停下的快慢实际上就是它的加速度的表现.
5.影响加速度的因素又会是哪些呢?学生猜测并给出相应的理由.
(学生最终在老师的启发下和同学们的相互讨论下能够猜测到加速度和力以及质量有关,因为力是物体产生加速度的原因.而质量是物体惯性的量度,质量越大惯性越大,物体的运动状态越难改变.)
6.可以通过怎样的方法来研究这个问题呢? 实验与探究
[问题1]加速度可能跟力有关系,同时也可能跟质量有关系,那么到底怎么来判断加速度是不是跟力有关系呢?
学生回答:可以让质量不变,改变力来研究加速度跟力的关系. 同样可以用此方法来研究加速度跟质量之间的关系. 教师在此基础上提出“控制变量法”的思想. [问题2]加速度如何来测量?能否设计一个实验来测量加速度并研究加速度跟力和质量的关系?学生可以讨论并提出自己的设想. 教师介绍课本中的实验:
在实验中必须能够具体地测出加速度、力和质量这三个量的数值.其中质量和力都有直接测量的工具;加速度虽然不能直接测量,但可以利用打点计时器在纸带上打出的计数点,通过计算得出物体的加速度.所以实验可以这样设计:
如图6-2-1,在水平木板上放置一辆小车,小车的前端系上细绳,细绳的另一端跨过定滑轮并挂一个质量很小的重物.小车的尾部挂上一条纸带,纸带穿过打点计时器.为了消除摩擦力对小车运动的影响,必须将木板无滑轮的一端稍微垫高一些,用重力的分力来抵消摩擦力,直到小车不挂重物时能匀速运动为止.当挂上重物时,只要重物的质量远小于小车的质量,那么可近似地认为重物所受的重力大小等于小车所受的合外力的大小.将小车从某一位置释放,小车在绳子的拉力作用下做匀加速直线运动,利用纸带上打出的点便可算出小车的加速度
.
图6-2-1
合作探究
提问:如何测出小车的加速度?(学生回答:可用打点计时器)再追问:测加速度的公式是什么?(学生回答公式.若学生回答不清时,可帮助其答出) 板书: 板书:a=
(s6s3)(s5s2)(s4s1)
. 2
9T
(1)加速度与物体受力的关系
保持小车的质量m不变,测出所挂物体的重力,挂上重物后将小车由静止释放,根据纸带上打出的点算出小车的加速度.改变所挂重物的重力,重复几次实验,每次实验时都要将小车从同一位置释放.将几次实验的数据填入表中.
保持合外力F不变,也就是保持所挂重物的重力不变.测出小车的质量,挂上重物后将小车由静止释放,根据纸带上打出的点算出小车的加速度.通过在小车上叠放砝码的方法改变小车的质量,重复几次实验,每次实验时都要将小车从同一位置释放.将几次实验的数据填入表
数据分析:为了便于得出正确的实验结论,应利用以上数据分别作出m不变时的aF图象和F不变时的am图象.
图6-2-2
在我们的猜想中,F不变时,m越大,a越小,有可能是成反比关系,可以通过a与1/m的图象关系来验证. 得出结论:
①当m不变时,a与F的关系; ②当F不变时,a与m的关系. 方法点拨
利用图象处理数据是一种常用的重要方法.将实验中得到的数据通过描点作出图象,可以非常直观地看出两个物理量之间的关系,也可以有效地减少实验误差,确定并排除实验中测得的一些错误数据.另外,在实验中如果发现一个量x与另一个量y成反比,那么,x就应与1/y成正比.据此,我们可以将反比函数的曲线转化为正比函数的直线.因为在处理数据时,判断正比图象比判断一条曲线是否为反比函数图象要简单和直观得多. 【牛顿第二定律】
根据实验我们证实了我们的猜想:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体质量成反比.这就是著名的牛顿第二定律.
板书:
物体的加速度跟作用力成正比,跟物体质量成反比. 用公式表示为a∝F/m F∝ma
若改写为等式,应乘以系数, F=kma
2
如果我们把1 N定义为:使质量为1 kg的物体产生1 m/s加速度的力为1 N.这时等式左侧为1,等式右侧为k.也就是说我们采用这种定义方式可以使k=1,此时牛顿第二定律的表达式为
板书: F=ma
讲解:下面我们对牛顿第二定律进行进一步的讨论:首先我们可以注意刚才小车所受到的拉力,实际是小车所受到的合外力,所以牛顿第二定律中的F应为物体受到的合外力. 板书:
(1)F为合外力
其次我们可以注意到小车的加速度方向与拉力方向是一致的,这就是牛顿第二定律的方向性. (2)a的方向与F一致
另外,物体某一时刻的加速度,只由它此刻的受力决定,而与其他时刻的受力无关,这就是牛顿第二定律的即时性. (3)即时性
a与F是瞬时对应关系.
同生:一有力作用在物体上,这个力就要产生与之相对应的加速度. 注意:整个物体是否有加速度,则取决于物体受的合外力是否为0. 同灭:力一消失,与之相应的加速度就消失. 同变:力一变化,与之相应的加速度就相应变化.
课堂小结
(可引导学生总结)
1.这节课以实验为依据,采用控制变量的方法进行研究.这一方法今后在电学、热学的研究中还要用到.我们根据已掌握的知识设计实验、探索规律是物理研究的重要方法.
2.定义力的单位“牛顿”使得k=1,得到牛顿第二定律的简单形式F=ma.使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一,但应知道它所对应的文字内容和意义.
3.牛顿第二定律概括了运动和力的关系.物体所受合外力恒定,其加速度恒定;合外力为零,加速度为零.即合外力决定了加速度,而加速度影响着物体的运动情况.因此,牛顿第二定律是把前两章力和物体的运动构成一个整体,其中的纽带就是加速度.
板书设计
牛顿第二定律
1.研究方案:利用实验.
2.m一定时,a与F的关系:a∝F. 3.F一定时,a与m的关系:a∝1/m. 4.牛顿第二定律 (1)内容: A.文字表述:
B.数学公式:a∝F/m. F=ma
2
C.力的单位N的定义:1 N=1 kg·m/s (2)理解:矢量性 瞬时性
4.3 牛顿第二定律
教材分析
教科书将牛顿第二定律的探究试验和公式表达分成了两节内容,目的在于加强试验探究和突出牛顿第二定律在力学的重要地位。牛顿第二定律的首要价值是确立了力与运动之间的直接关系,即因果关系。本节内容是在上节实验的基础上,通过分析说明,提出了牛顿第二定律的具体内容表述,得到了牛顿第二定律的数学表达式。教科书突出了牛顿的单位1牛顿的物理意义,并在最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路。它们也是学习理解牛顿第二定律的基本组成部分。
一、 教学目标
(一)知识与技能
1.理解牛顿第二定律一般表达的含义
2.知道物体运动的加速度方向与合外力方向一致
3.会用牛顿第二定律解决一些与生产和生活相关的实际问题。
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
(二)过程与方法
1. 掌握课程题解决的思维程序步骤 →发现问题→形成→建立→检验→评价发展 2.培养学生的创造性思维过程以及的观察、分析和概括能力;
(三)情感、态度与价值观
1.使学生形成愿意与他人合作学习的意识。有将自己的见解与他人交流的愿望。 2.培养学生的创造态度、实事求是的科学态度以及勇于修正错误的健康心理、具有团队精神
二、 教学重点 难点
重点:牛顿第二定律的应用
难点:牛顿运动定律的意义
三、 学情分析
学生已初步掌握物体的运动规律,初步了解物体间的相互作用,知道了力、加速度、质量的关系。学生潜在的疑问:力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系?说明:学生的这个疑问是打破旧的知识体系的必然要求,同时是构建新的知识体系的重要前提。
四、 教学方法
教师启发、引导,学生讨论、交流。
五、 课前准备
1.学生的学习准备:预习学案,预习课本,找出力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系?
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3.教学环境的设计和布置。
六、 课时安排:1课时
七、 教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标
师:通过上节课的学习,我们知道
(1)当保持物体质量不变时,物体的加速度与它所受力成正比。用数学式子表示就是:a∝F
(2)当保持物体受力不变时,物体的加速度跟质量成反比。用数学式子表示就是:a∝1/m
多媒体展示学习目标,强调重难点。
(三)合作探究、精讲点拨
自主探究
师:通过大量的实验和观察到的事实,牛顿总结出一般性的规律:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二定律。 下面请大家自主阅读课本74页的内容,并回答下列问题:
1.牛顿第二定律的内容是怎样表述的?
2.它的比例式如何表示?
3.式中各物理量的单位是什么,其中力的单位“牛顿”是怎样定义的?
4.当物体受到几个力的作用时,式中的F指什么?此时比例式如何表示?
教师归纳总结:
1.内容:物体的加速度跟 作用力 成正比,跟 质量 成反比,加速度的方向跟 作用力 方向相同。
2.比例式: a∝ F/m 或者 F∝ma ,也可以写成等式: F=kma 。
3.力的单位:式中k是比例系数,它的选取与公式中物理量单位的选取有关。当时还没有力的单位,为了使用方便,k取1时,能使质量为1kg的物体产生1m/s的加速度的力定义为“1个单位的力”,为纪念牛顿,把该单位称为“牛顿”,用符号N表示,即1N=1kg·m/s。此时,牛顿第二定律的数学表达式为:F= ma 。
4. 当物体受到几个力的作用时,式中的F指物体所受的合力。表达式:F合= ma
随堂训练: 22
关于a和F合的关系,以下说法正确的是: ( A D)
A.物体所受合外力越大,加速度就越大 B.一旦物体受到合外力的作用,物体就具有了加速度和速度
C.合力消失,物体还将继续加速一段 D.物体的加速度方向一定与所受合力方向相同 理解要点:
(1)因果关系:有合力就有加速度,即力是产生加速度的原因。
(2)瞬时性:当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,同时产
生、同时变化、同时消失。
(3)矢量性:F=ma是一个矢量式,加速度a与合外力F都是矢量,物体加速度的方向总
与合外力的方向相同。
师:从牛顿第二定律的数学表达式F合= ma来看,F合是力学物理量,a是运动学物理量,
所以我们说牛顿第二定律是联系力和运动的桥梁。那么,牛顿第二定律的应用分为两种:(1)由运动求力;(2)由力求运动。下面我们来具体的学习一下,请看例题。
【例一】 一辆质量为1000kg的小汽车以72km/s的速度行驶,关闭发动机,经过20s匀
减速停下来,则需要的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的
加速度应为多大?(假定行驶过程中汽车受到的阻力不变)
解析:以运动方向为x轴正方向,建立如图坐标系
(1)汽车减速时的情况,设阻力大小为f
力:F合 =-f
运动:a 1= (v2-v1)/t
即:阻力的大小为1000N,方向与运动方向相反。
(2)汽车重新起步加速时的情况
F合 = F-f = 1000N
由牛顿第二运动定律,得
a2 = F合/m=1m/s
即:加速度的大小为1m/s ,
方向与运动方向相同。
归纳解题步骤: 22 桥梁:F合
=ma f = ma1 = 1000N
(1))确定研究对象,分析研究对象的受力情况,画出受力图。
(2)建立直角坐标系,求出合力。
注意:正方向的选取和用国际单位制统一单位
(3)根据牛顿第二定律和运动学规律列方程并求解。
【例二】 质量为2kg的物体放在水平地面上,与水平地面的动摩擦
因数为0.2,现对物体作用一向右与水平方向成37°,
大小为10N的拉力F,使之向右做匀加速运动,求物体运
动的加速度?
解析:以运动方向为x轴正方向,建立如图坐标系
把力F分别沿x轴和y轴方向进行分解,它们的分力为:
Fx=Fcos37°=8N Fy=Fsin37°=6N
x方向:F合=Fx-f=Fx-μFN
y方向:Fy+FN-G=0 则:F合=5.2N
由牛顿第二定律F合=ma,得:
a= F合/m=2.6m/s2 即:加速度的大小为2.6m/s,方向与F方向相同。
(四)反思总结,当堂检测
内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟质量成反比。
加速度的方向跟作用力方向相同。
牛顿运动定律数学表达式:F合= ma
意义:(1)因果关系(2)瞬时性(3)矢量性
应用:(1)已知运动求力(2)已知力求运动
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
(五)发导学案、布置预习
布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。
八、 板书设计 2
1.内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟质量成反比。
加速度的方向跟作用力方向相同。
2.牛顿运动定律
数学表达式:F合= ma
意义:(1)因果关系(2)瞬时性(3)矢量性
应用:(1)已知运动求力(2)已知力求运动
3.利用牛顿定律解题步骤:
(1)确定研究对象,分析研究对象的受力情况,画出受力图。
(2)建立直角坐标系,求出合力。(注意:正方向的选取和用国际单位制统一单位)
(3)根据牛顿第二定律和运动学规律列方程并求解。
九、 教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案,学生预习本节内容,找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等,最后进行当堂检测,课后进行延伸拓展,以达到提高课堂效率的目的。
本节课的力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系及对牛顿第二定律的理解是课本上重要内容。
海到无边天作岸,山高绝顶我为峰【牛顿第二定律教案】
校长签字: ___________ 日期海到无边天作岸,山高绝顶我为峰
4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)
授课班级:高一(10)班 授课人:叶胜新
从容说课
牛顿运动定律是经典力学的基础,它在科学研究和生产技术中有着广泛的应用.本节在前两节探究和总结牛顿第二定律的基础上,结合日常生活中出现的问题,展示了用牛顿第二定律解决实际力学问题的基本思路和方法.
将问题类型分为两类,这两类问题正是从牛顿第二定律的表达式F=ma所涉及的F和a开始的,F代表物体的受力情况,a代表物体的运动学参量,由等式左边可以求出右边,也可以由等式的右边求出左边,即可以根据物体的受力情况确定物体的运动情况,也可以根据物体的运动情况确定物体的受力情况.因此牛顿第二定律是联系力和运动的桥梁,反映着力和运动的定量关系.
加速度与力、质量的关系是客观存在的,它反映了自然界的规律.已知受力情况和初始条件——物体的位置和速度,就可以求出以后任何时刻物体的位置和速度.这在人们头脑中形成了“机械决定论”.
受力分析和运动过程分析是解决动力学的前提. 找到加速度是解题的突破口,因此,解题时应抓住“加速度”这个桥梁不放,确定过渡方向.学习中要通过具体问题的分析,熟练掌握解题思路,提高自己解决实际问题的能力.
通过这一节的教学,应当熟悉用牛顿第二定律的公式解题.为了求得合外力,要应用力的合成或分解的知识;为了求得加速度,要应用运动学的知识.
本节课在高中物理中的地位非常重要,应该加以强化,练习的选择应该根据学生的实际情况,做到循序渐进,重在落实知识的应用,培养学生正确分析问题的方法.
三维目标【牛顿第二定律教案】
知识与技能
1.知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题.
2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法.
3.能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析.
4.能根据物体的受力情况推 导物体的运动情况.
5.会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题.
过程与方法
1.通过实例感受研究力和运动关系的重要性.
2.通过收集展示资料,了解牛顿定律对社会进步的价值.
3.培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力.
4.帮助学生提高信息收集和处理能力,分析、思考、解决问题的能力和交流、合作能力.
5.帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题规律的能力.
6.让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用.
情感态度与价值观【牛顿第二定律教案】
1.初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响.
2.初步建立应用科学知识的意识.
3.培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力.
教学重点
1.已知物体的受力情况,求物体的运动情况.
2.已知物体的运动情况,求物体的受力情况.
教学难点
1.物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用.
2.正交分解法.
创设情景一一导入课题一一实例分析一-实践体验一一交流总结
教具准备
多媒体教学设备.
课时安排
2课时
教学过程
[新课导入]
利用多媒体投影播放行星围绕太阳运转,“神舟”五号飞船的发射升空及准确定点回收情景,我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨、卫星的着地点,他们靠的是什么?
一切复杂的问题都是由简单的问题组成的,现在我们还不能研究如此复杂的运动,但是我们现在研究问题的方法将会对以后的工作有很大的帮助.我们现在就从类似的较为简单的问题入手,看一下这一类问题的研究方法.
[新课教学]
一、从受力情况分析运动情况
多媒体投影展示例题,学生分析讨论,尝试解决
例题1:一个静止在水平地面上的物体,质量是2 kg,在6.4 N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动.物体与地面间的摩擦力是4.2 N.求物体在4 s末的速度和4 s内的位移. 问题探究
1. 本题研究对象是谁?它共受几个力的作用?
2. 物体所受的合力沿什么方向?大小是多少?
3. 物体是匀变速运动吗? 运动情况中已知哪些量?要求末速度和位移还差什么量?
4. 如何求加速度?
5. 本题的解题思路如何?
通过同学们的分析,在分析的基础上,画出受力分析图,并完整列出解答过程.
投影展示的解题过程
点评:通过分析实例,培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系,发现浅层次规律的能力,运用物理语言的能力,培养学生书面表述清楚物理问题的能力。
【针对训练】
练习:1一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦因数为0.2,求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。 教师巡视观察学生完成情况
二、从运动情况确定受力
多媒体投影展示例题,学生分析讨论,尝试解决
例题2:一个滑雪的人质量是75 kg,以v0=2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡倾角θ=30°.在t=5 s的时间内滑下的路程x=60 m.求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力). 问题探究
1. 本题属于哪类力学问题?
2. 人共受几个力的作用?各力方向如何?它们之中哪个力是待求量?哪个力实际上是已知的?待求力是哪个?人所受的合力沿什么方向?
多媒体展示学生的受力示意图
本题中物体受力方向较为复杂,物体沿斜面方向匀加速下滑,我们应当如何建立坐标系求合力?学生讨论一下这个问题.
学生讨论,投影展示学生答案
沿平行于斜面和垂直于斜面分别建立坐标系的x轴和y轴,使合力的方向落在x轴的正方向上,然后求合力比较方便.
通过同学们的分析,在分析的基础上,画出受力分析图,并完整列出解答过程.
投影展示的解题过程
点评:通过分析实例,培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系,发现浅层次规律的能力,运用物理语言表述物理问题的能力。培养学生养成规范做题的良好习惯.
【针对训练】
练习2.一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑, 初速度是零,经过5.0 s的时间, 滑下的路程是10m, 斜面的夹角是300,求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10 m/s2) 教师巡视观察学生完成情况
[小结]
l、两题都需画受力图,都要利用牛顿第二定律和运动学公式,画受力图是重要的解题步骤。不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度,而例2先用运动学公式求加速度。
2、例2中物体受力方向较为复杂,建立平面直角坐标系后,就可以用G1和G2代替G,使解题方便。
[归纳总结]
1。已知物体受力情况确定运动情况,指的是在受力情况已知的条件下,要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。
处理这类问题的基本思路是:先分析物体受力情况求合力,据牛顿第二定律求加速度,再用运动学公式求所求量(运动学量)。
2。已知物体运动情况确定受力情况,指的是在运动情况(知道三个运动学量)已知的条件下,要求得出物体所受的力或者相关物理量(如动摩擦因数等)。
处理这类问题的基本思路是:先分析物体的运动情况,据运动学公式求加速度,再在分析物体受力情况的基础上,用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,计学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
[布置作业]
1、课后完成课本87页“问题与练习”中的习题。
2、课后你能否用图表的形式具体总结一下两种动力学题目的基本解题思路?
点评:布置课外研究作业,发现规律,深入研究,进一步培养学生的归纳总结能力。 教材分析
本章主要内容是牛顿运动定律的教学,而牛顿运动定律的运用这方面的知识不仅是本章的一个难点,也是力学中常用的主要方法之一。
本节课
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