1、6.用牛顿运动定律解决问题（一） 教学设计一、教材版本用牛顿运动定律解决问题（一）课题选自人教版高中物理必修一第四章第六节。二、教材分析1、教材的地位与作用牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律，是动力学的基础。教科书通过两个简单的实例，向学生展示了利用牛顿运动定律解决实际问题的一般方法。为学生学好整个物理学奠定基础。2、 重点、难点重点：应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。难点：物体的受力分析及运动状态分析，解题方法的灵活选择和运用。正交分解法的应用。三、学情分析学生已经学习了牛顿运动定律和运动学的基本规律，已经具备了进一步学习求解动力学问题的知识基础。同时，高中学生思维活跃，关心
2、生活，对物理规律和现实生活的联系比较感兴趣。但由于本节课的综合程度较高，特别是对高一学生来说，他们一时不太适应，所以在选题时每个题中出现的难点不可过多，应循序渐进。四、设计思路这节课我主要根据三勤四环节教学法，其要义是通过“定向诱导” 、“自学探究” 、 “讨论解疑” 、 “反馈总结”四个环节的教与学，促使学生养成“勤动脑、勤动口、勤动手（三勤） ”的良好的学习习惯，提升学生的学习能力，促进学生的全面发展。在学生课前预习的基础上，创设学习情境，诱导学生独立思考探究。对例题的处理：展示例题，展示分步提示（降低难度） ，学生独立完成。小组讨论，教师巡视指导。小组展示、点评。教师展示标准答案。在教师
3、的引导下由学生自己归纳总结此类问题的处理方法。例题变式，举一反三，触类旁通。五、教学目标（一） 、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会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。（二） 、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。（三） 、情感、态度与价值观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。六、教法方法探究、讲授、讨论、练习。七、教学准备多媒体教学设备。八、课时安排一课时九、教
4、学过程一、导入新课利用多媒体投影播放“神舟”五号飞船的发射升空，蹦床运动员腾空做各种动作，赛车手控制赛车飞驰，进入情景。教师总结：运动和力息息相关，我们能准去的控制物体的运动就是依靠牛顿运动定律给我们指出的有关运动和力的关系。我们现在可能还无法处理这些复杂的问题，但我们通过对简单问题的研究所得到的方法会对我们处理复杂问题提供很大的帮助。二、进行新课（一）从受力确定运动情况（板书）投影展示例题 1 并布置学生审题：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。物体与地面间的摩擦力是 4.2N。求物体在 4s 末的速度和 4s 内的位移。问：l.本题
5、研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？2.本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？3.F 和 G 在竖直方向上，它们有什么关系？学生思考讨论后作答，并进一步判定：物体所受的合力水平向右，根据牛顿第二定律其加速度一定水平向右，因此物体向右做匀加速直线运动。F 和 G 在竖直方向上，大小相等、方向相反，是一对平衡力。借机让学生对平衡力和作用力与反作用力进行比较鉴别。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。教师提问：经分析发现该题属于已知受力求运动呢
6、，还是已知运动求受力呢？学生讨论并形成一致意见：已知受力求运动学情况。点评：培养学生敏锐观察并总结的能力。教师要求学生在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程，提醒学生写明依据并与投影答案相对照。学生计算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。点评：培养学生书面表述清楚物理问题的能力。承转：如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，就可以根据牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是动力学所要解决的另一类问题。（二）从运动情况确定受力投影展示例 2 并布置学生审题：一个滑雪的人质量是 75 kg，以v0 2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角，在 t=5s 的时间内滑下
7、的路程 x60m，求滑雪人受到的阻力。 （包括摩擦和空气阻力）问：本题属于哪类力学问题？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？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？学生分小组思考讨论，小组代表回答解题思路，描述物体受力情况。该题为已知受力求运动，合力沿运动方向，动力实际上是已知的。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。教师提问：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？学生分小组继续思考讨论，然后作出正确选择：沿平行于斜面和垂直于斜面分
8、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。教师提问：l. 上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处？2. 在例 2 中，为什么要建立平面直角坐标系？3. 在运动学公式中通常是以 v0 为正方向的，但在利用牛顿第二定律列方程时，选什么方向为正方向较为方便？努力启发引导学生发现异同。学生思考讨论，交流合作，推举学生回答，并相互补充：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
9、后，就可以用 G1 和 G2 代替 G，使解题方便。3. 因为加速度的方向就是物体所受合外力的方向，所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来很大方便。点评：培养学生观察、思考、辨析、归纳综合的能力。教师出示课堂练习（见实例探究） ，适当加入学生讨论。检查练习结果并予以评价矫正。点评：在实际应用中锻炼能力。（三） 、总结动力学的两类基本问题本节的主要内容是在对物体进行受力分析的基础上，应用牛顿运动定律和运动学的知识来分析解决物体在几个力作用下的运动问题。1根据物体的受力情况( 已知或分析得出)确定物体的运动情况(求任意时刻的速度、位移等)。其解题基本思路是：利用牛顿第二定律F 合 =ma 求
10、出物体的加速度 a；再利用运动学的有关公式，求出速度vt 和位移 s 等。2根据物体的运动情况( 已知)确定物体的受力情况。其解题基本思路是：分析清楚物体的运动情况(性质、已知条件等)，选用运动学公式求出物体的加速度；再利用牛顿第二定律求力。3无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清过程是解题的前提，正确分析物体受力情况和运动情况是解题的关键，加速度始终是联系运动和力的纽带、桥梁。4把动力学问题分成上述两类基本问题有其实际重要意义。已知物体受力情况根据牛顿运动定律就可确定运动情况，从而对物体的运动做出明确预见。如指挥宇宙飞船飞行的科技工作者可以根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的速度和位置。而已知物体运动情况确定物体受力情况则包含探索性的应用。如牛顿根据天文观测积累的月球运动资料，发现了万有引力定律就属于这种探索。十、板书设计用牛顿运动定律解决问题运动学公式牛顿第二定律物体受力情况及其分析物体的运动状态及其变化加速度十一、课后反思这节课是多媒体课，教学方式体现了学生的主体地位，课堂气氛活跃，有效的培养了学生的分析思维能力。今后应注意教学起点要低，落点要高，螺旋式循序渐进的方法。不要跨度太大，关注学生的思维，以学定教。
