1、第六节 用牛顿定律解决问题（一） 教案一、教学目标1.知识与技能（1 ）掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。（2 ）学会根据牛顿运动定律，由物体的受力求解有关物体运动状态参量。（3 ）学会根据物体运动状态参量的变化，求解有关物体的受力情况。2.过程与方法（1 ）经历归纳推理，得出牛顿运动定律解题的一般思路和方法。（2 ）通过学习，规范自己的解题步骤和过程。3.情感、态度与价值观（1 ）培养自己具体问题具体分析的科学、严谨的态度。（2 ）培养学生运用所学知识解决实际问题的知识迁移能力。二、设计思路牛顿运动定律的应用是本章的重点，也是一个难点，而且是力学中常用的很重要的方法之一，通过本堂
2、课的学习，要使学生掌握牛顿运动定律解题的思路和方法，以及如何利用所学知识去分析、解决实际问题，提高自己的综合运用能力，以实现知识的迁移。设计流程教学过程中，充分发挥学生的学习积极性，注重对学生的归纳、推理能力的培养。三、教学重点、难点重点：如何将运动的状态参量与受力能正确分析并联系起来。难点：运动的状态参量的确定与受力分析。四、教学资源：多媒体五、教学设计教 师 活 动 学 生 活 动 点 评一、引入新课通过前面的学习，同学们对运动与力之间的关系有了怎样的认识？牛顿运动定律在我们实际生活中有广泛的应用，比如由物体的受力情况，根据牛顿第二定律，可以求出物体运动的加速度，再结合运动学知识，可求解有
3、关物体运动状态变化的问题。反之，当物体的运动状态发生变化时，就一定有加速度，可结合牛顿运动定律求解有关物体的回忆牛顿运动三定律的内容，回答如果物体不受力或所受外力的合力为零，物体的运动状态就不改变，如果物体所受的合外力不为零，物体就有加速度，物体的运动状态就会发生变化。运动与力的关系，在天体运动的研究、车辆的设计等许多基础科学和工程技术中都有广泛的应用。牛顿第二定律是关于力与加速度的关系的，引出如何由力求运动或由运动求力。由具体的实例，让学生分析，教师引导得出解题的思路。运用牛顿运动定律，解决一些实际问题，以巩固对该部分知识的理解。受力问题，这就是我们本堂课研究的内容。二、讲授新课1.从受力确
4、定运动情况，用多媒体显示例题。例，一个静止在水平地面上的物体，质量 m=2kg，在6.4N 的水平力下作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间摩擦力是 4.2N。求物体在 4s 末的速度和 4s 内发生的位移。请同学们读题后思考一下，你从题中取得了哪些有用的信息？提问：要解决这个问题，你应该从哪方面入手？提问：物体的运动是否为匀变速运动呢？如何判别？电脑投影出物体的受力图。提问：物体的加速度沿什么方向？提问：如何求出加速度的大小？审题、思考。回答：已知：物体的质量 m，及所受的外力拉力、摩擦力，求一段时间内的位移及速度。回答：我们已经学习了匀变速运动的规律，如果能判别物体的运动是匀变速运动，并求
5、出加速度的话就能解决。回答：可先对物体受力分析。由于物体受的四个力都为恒力，故物体的加速度不变，是匀变速运动。回答：由于物体沿水平面运动，所以竖直方向平衡，没有加速度，水平方向 Ff。所以加速度方向向右。回答：根据牛顿第二定律，引导学生自己去分析，从而得出解决问题的思路和方法。通过适当的问题引导，使学生能顺利解决。提问：下面的问题自己能解决了吗？电脑投影中规范的解题过程。说明：此处没有用到竖直方向的关系，是否说明一定只要列出一个方向的关系就够了？什么情况下竖直方向的关系也要用到？提问：通过刚才例题的分析，同学们有所启发？能总结一下解决此类问题的基本思路吗？教师点评：这类已知受力求运动的问题，在
6、实际生活中有广泛的应用。例如，科学工作者根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的位置和速度，解题思路与我们一样，只是计算很复杂，需由电子计算机来完成。我们在生活中还经碰到已知运动要求力的情况。2.从运动情况确定受力，投影出例题 2。一个滑雪人，质量F=ma 可得 2/1.24.6smfFa合回答：根据运动学公式 atvt0可求出2Ssmt/4.S=8.8m回答：如果已知摩擦因数，就要用到竖直方向的关系。由竖直方向的平衡得N=mg,f=uN。回答：1.确定研究对象，进行受力分析。2.根据合外力求出物体运动的加速度。3.结合运动学知识求解有关运动状态的参量。通过投影解题过程，使同学们知道该如何解题才
7、规范。对学生的回答给予肯定，鼓励他们的学习积极性。使学生感受到学习物理知识的实用性、重要性、激发学习热情。m=75kg，以 v0=2m/s 的初速沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角 =30，在 t=5s 的时间内滑下的路程 x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）问：由题可获取哪些信息？问：你准备从何处入手分析。电脑投影出人的受力分析图。教师提示：由运动员的有关运动参量 v0、t、s 可以得出运动的加速度吗？什么方向？引导：由 a 方向可知运动员所受的合外力方向吗？什么关系？提问：前面学过正交分解法，在这儿我们不妨也用正交分解法求解，怎样建立坐标较好？电脑投影出建立的正交坐标，要求学生列
8、出两个方向的关系。电脑投影出完整的规范的解题过程，使学生明确解题规范。教师引导：同学们能否根据刚才的解题，答：已知人的质量 m，山的倾角 ，以及运动参量v0，t， s，求人受的阻力f。学生讨论。回答：对人受力分析。受重力mg，支持力 N，阻力 f。其中，f 为未知量，待求。回答：可以。根据 ，求201atvS出 a，且 a 的方向沿斜面向下。合外力方向沿斜面向下。学生提出几种方法1.沿斜面方向和垂直于斜面方向。2.沿水平方向和竖直方向找关系式： mafgFxsin0coNy解得 f5.67回答：1.对研究对象受力分析。肯定两种方法都可以，从解题方便的角度看，这儿选用第一种方法，要求学生体会具体
9、问题具体分析。可将学生的解答投影，叫同学点评，在相互点评过程中发现学生中的问题，纠正错误。总结一下思路。像这种根据物体的运动情况求未知力的问题，在实际中也是常见的，300 多年前，牛顿用这种方法对天体的运动进行研究，发现了万有引力定律。三、总结电脑投影思考题：1.上述两类问题有何共同点？有何不同处？2.列方程时，由于 F=ma 为矢量式，正方向一般怎样规定？3.受力较复杂的问题，有时需建立直角坐标系，坐标系怎样建立较好？布置作业：课本 P91，问题与练习 1、2 、3 、4。2.由运动参量找出运动的加速度。3.根据牛顿第二定律列方程，求解未知量。理论指导实践，激发学生的学习热情。通过以上几个问题的思考、讨论，使学生对本堂课的内容能很好的巩固。
