牛顿运动定律的应用教学设计
第5节 牛顿运动定律的应用 教学设计
第5节牛顿运动定律的应用[学习目标]1.明确动力学的两类基本问题.(重点)2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.(难点)知识点1从受力确定运动情况1.牛顿第二定律确定了运动和力的关系,使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来.2.如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律确定物体的运动情况.知识点2从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的加速度,结合受力分析,再根据牛顿第二定律求出力.[判一判](1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向.()(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向.()(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的.()(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的.()提示:(1)√(2)×(3)√(4)×1.(从受力确定运动情况)如图所示,若战机从“辽宁号”航母上起飞前滑行的距离相同,牵引力相同,则()A.携带弹药越多,加速度越大B .加速度相同,与携带弹药的多少无关C .携带弹药越多,获得的起飞速度越大D .携带弹药越多,滑行时间越长解析:选D.设战机受到的牵引力为F ,其质量(包括携带弹药的质量)为m ,与航母间的动摩擦因数为μ.由牛顿第二定律得F -μmg =ma ,则a =Fm -μg .可知携带弹药越多,加速度越小;加速度相同,携带的弹药也必须相同,A 、B 错误;由v =2ax 和t = 2xa可知携带弹药越多,起飞速度越小,滑行时间越长,C 错误,D 正确.2.(从运动情况确定受力)某消防队员从一平台上跳下,下落2 m 后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m ,在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为( )A .自身所受重力的2倍B .自身所受重力的5倍C .自身所受重力的8倍D .自身所受重力的10倍解析:选B.由自由落体v 2=2gH ,缓冲减速v 2=2ah ,由牛顿第二定律F -mg =ma ,解得F =mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+H h =5mg ,故B 正确. 3.(从受力确定运动情况)汽车紧急刹车后,车轮在地面上滑动至停止留下的痕迹称为刹车线,由刹车线的长度可知汽车刹车前的速度.已知轮胎与地面间的动摩擦因数为0.80,测得刹车线长25 m .汽车在刹车前瞬间的速度大小为(g 取10 m/s 2)( )A .10 m/sB .20 m/sC .30 m/sD .40 m/s解析:选 B.由牛顿第二定律可得汽车在刹车过程中加速度的大小为a =μg =8 m/s 2,再由速度与位移的关系式有02-v 2=2(-a )x ,解得v =2ax =20 m/s ,B正确.探究一已知物体的受力求运动情况【情景导入】玩滑梯是小孩非常喜欢的活动.如果滑梯的倾角为θ,一个小孩从静止开始下滑,小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ,滑梯长度为L,怎样求小孩滑到底端的速度和需要的时间?提示:首先分析小孩的受力,利用牛顿第二定律求出其下滑的加速度,然后根据公式v2=2ax和x=12at2即可求得小孩滑到底端的速度和需要的时间.1.由物体的受力情况确定其运动的思路物体受力情况→牛顿第二定律→加速度a→运动学公式→物体运动情况2.解题步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力示意图;(2)根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的合外力(包括大小和方向);(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度;(4)结合给定的物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动参量.【例1】如图所示,某小组的同学们设计了一个测量汽车加速度的简易装置:在铺有白纸的方木板上部钉一铁钉(图中O点),将一个小球固定在轻质细线下端,线的上端系在钉子上,木板沿汽车行驶方向竖直放置时,小球可在竖直面内自由摆动且不会与木板摩擦.纸上画有刻线,其中c刻线在O点正下方,b刻线在bO连线上,∠bOc=30°,d刻线在dO连线上,∠dOc=45°.使用时,约定木板右侧为汽车前进方向,g取9.8 m/s2.若开始时汽车向右匀速行驶,车速v=10 m/s,则汽车前进时()A.若细线稳定在b处,则汽车加速度为4.9 m/s2B.若细线稳定在d处,则0.5 s内汽车速度会减小4.9 m/sC.若细线稳定在b处,则0.5 s内汽车速度会增大4.9 m/sD.若细线稳定在c处,则5 s内汽车前进了100 m[解析]由于汽车沿水平方向运动,加速度沿水平方向,可知小球所受合力沿水平方向.当小球稳定在b处时,由力的合成有ma=mg tan 30°,可得a=33g,方向水平向右,0.5 s内汽车速度会增大aΔt=4.933m/s,A、C错误;同理当小球稳定在d处时加速度a=g tan 45°=9.8 m/s2,0.5 s内汽车速度会减小aΔt=4.9 m/s,B正确;当小球稳定在c处时加速度a=g tan 0°=0,汽车匀速运动,5 s 内汽车前进了v t=50 m,D错误.[答案] B[针对训练1](2022·北京交通大学附中期中)如图所示,质量为m=7.2 kg 的物体在拉力F的作用下在水平面上以3 m/s的速度匀速运动,已知拉力F=15 N,且与水平方向夹角θ=53°(sin 53°=0.80,cos 53°=0.60),重力加速度g取10 m/s2,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数;(2)撤去拉力F后,物体继续滑动过程中加速度的大小;(3)撤去拉力F后1.0 s的时间内,物体滑行的距离.解析:(1)物体做匀速运动,则受力平衡F cos θ=μ(mg-F sin θ)解得μ=0.15.(2)撤去拉力F后,物体继续滑动过程中μmg=ma 解得加速度的大小a=1.5 m/s2.(3)撤去拉力F后1.0 s的时间内,物体滑行的距离x=v t-12at2=2.25 m.答案:(1)0.15(2)1.5 m/s2(3)2.25 m探究二已知物体的运动情况求受力【情景导入】一运动员滑雪时的照片如图所示.(1)知道在下滑过程中的运动时间.(2)知道在下滑过程中的运动位移.结合上述情况讨论:由物体的运动情况确定其受力情况的思路是怎样的?提示:先根据运动学公式,求得物体运动的加速度,比如v=v0+at,x=v0t+12at2,v2-v20=2ax等,再由牛顿第二定律求物体的受力.1.基本思路分析物体的运动情况,由运动学公式求出物体的加速度,再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力,进而可以求出物体所受的其他力.流程图如下所示:已知物体运动情况――→由运动学公式求得a――→由F=ma确定物体受力情况2.解题的一般步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力示意图.(2)选择合适的运动学公式,求出物体的加速度. (3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体所受的合力. (4)根据力的合成与分解的方法,由合力和已知力求出未知力.【例2】 图甲为一风力实验示意图,开始时,质量为m =1 kg 的小球穿在固定且足够长的水平细杆上,并静止于O 点,现用沿杆向右的恒定风力F 作用于小球上,经时间t 1=0.4 s 后撤去风力,小球沿细杆运动的v -t 图像如图乙所示.试求:(1)小球沿细杆滑行的距离s ;(2)小球与细杆之间的摩擦力f 的大小; (3)风力F 的大小.[解析] (1)由v -t 图线与时间轴围成的面积表示位移可得:小球沿细杆滑行的距离s =12×1.2×2 m =1.2 m. (2)减速阶段的加速度大小 a 1=Δv Δt =21.2-0.4m/s 2=2.5 m/s 2根据牛顿第二定律可得f =ma 1 解得f =2.5 N.(3)加速阶段的加速度大小 a 2=Δv ′Δt ′=20.4 m/s 2=5 m/s 2 根据牛顿第二定律可得F -f =ma 2解得F =f +ma 2=2.5 N +1×5 N =7.5 N. [答案] (1)1.2 m (2)2.5 N (3)7.5 N[针对训练2] 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动,4 s 内通过8 m 的距离,此后关闭发动机,汽车又运动了2 s 停止,已知汽车的质量m =2×103 kg ,汽车运动过程中所受的阻力大小不变,求:(1)关闭发动机时汽车的速度大小; (2)汽车运动过程中所受到的阻力大小; (3)汽车牵引力的大小.解析:(1)汽车开始做匀加速直线运动,则 x 1=v +02t 1,解得v =2x 1t 1=4 m/s.(2)汽车滑行减速过程中加速度a 2=0-vt 2=-2 m/s 2由牛顿第二定律得-F f =ma 2,解得 F f =4×103 N.(3)开始加速过程中加速度为a 1,则x 1=12a 1t 21 解得a 1=1 m/s2 由牛顿第二定律得 F -F f =ma 1解得F =F f +ma 1=6×103 N.答案:(1)4 m/s (2)4×103 N (3)6×103 N 探究三 “等时圆”模型1.物体沿着位于同一竖直圆上的所有过圆周最低点的光滑弦从顶端由静止下滑,到达圆周最低点的时间均相等,且t =2Rg (如图甲所示).2.物体沿着位于同一竖直圆上的所有过最高点的光滑弦从最高点由静止下滑,到达弦底端的时间均相等,且t=2Rg(如图乙所示).3.如图丙所示,两竖直圆周的圆心在同一竖直线上,物体沿着过两圆公切点的任意一条光滑弦由静止从上端点下滑至下端点的时间都相等且为t=2 R1+R2g.【例3】如图所示,AB和CD为两条光滑斜槽,它们各自的两个端点分别位于半径为R和r的两个相切的竖直圆上,且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽从静止出发,由A滑到B和由C滑到D,所用的时间分别为t1和t2,则t1与t2之比为()A.2∶1 B.1∶1C.3∶1 D.1∶ 3[解析]设光滑斜槽轨道与水平面的夹角为θ,则物体下滑时的加速度为a =g sin θ,由几何关系可知,斜槽轨道的长度x=2(R+r)sin θ,由运动学公式x=1 2at 2,得t=2x a=2×2(R+r)sin θg sin θ=2R+rg,即所用的时间t与倾角θ无关,所以t1=t2,B正确.[答案] B[针对训练3]如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M 点,与竖直墙相切于A 点,竖直墙上另一点B 与M 的连线和水平面的夹角为60°,C 是圆环轨道的圆心,已知在同一时刻:a 、b 两球分别由A 、B 两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别沿AM 、BM 运动到M 点,c 球由C 点自由下落到M 点.则( )A .a 球最先到达M 点B .c 球最先到达M 点C .b 球最先到达M 点D .b 球和c 球都可能最先到达M解析:选B.c 球从圆心C 处由静止开始沿CM 做自由落体运动,R =12gt 2c ,t c =2R g ;a 球沿AM 做匀加速直线运动,a a =g sin 45°=22g ,x a =Rcos 45°=2R ,x a =12a a t 2a ,t a =4R g ;b 球沿BM 做匀加速直线运动,a b =g sin 60°=32g ,x b =R cos 60°=2R ,x b =12a b t 2b ,t b = 83R3g ,由上可知,t b >t a >t c .[A 级——合格考达标练]1.(多选)如图所示,质量为2 kg 的物体在水平恒力F 的作用下在地面上做匀变速直线运动,位移随时间的变化关系为x =t 2+t ,物体与地面间的动摩擦因数为0.4,g 取10 m/s 2,以下结论正确的是( )A .匀变速直线运动的初速度为1 m/sB .物体的位移为12 m 时速度为7 m/sC .水平恒力F 的大小为4 ND .水平恒力F 的大小为12 N解析:选ABD.根据x =v 0t +12at 2=t 2+t ,知v 0=1 m/s ,a =2 m/s 2,故A 正确;根据v 2-v 20=2ax 得,v =v 20+2ax =1+2×2×12 m/s =7 m/s ,故B 正确;根据牛顿第二定律得,F -μmg =ma ,解得F =ma +μmg =12 N ,故C 错误,D 正确.2.行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害,人们设计了安全带.假定乘客质量为70 kg ,汽车车速为90 km/h ,从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s ,安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )A .450 NB .400 NC .350 ND .300 N解析:选C.汽车的速度v 0=90 km/h =25 m/s ,设汽车匀减速的加速度大小为a ,则a =v 0t =255 m/s 2=5 m/s 2,对乘客应用牛顿第二定律可得:F =ma =70×5 N =350 N ,所以C 正确.3.在设计游乐场中“激流勇进”的倾斜滑道时,小组同学将划艇在倾斜滑道上的运动视为由静止开始的无摩擦滑动,已知倾斜滑道在水平面上的投影长度L 是一定的,而高度可以调节,则( )A .滑道倾角越大,划艇下滑时间越短B .划艇下滑时间与倾角无关C .划艇下滑的最短时间为2 Lg D .划艇下滑的最短时间为2L g解析:选C.设滑道的倾角为θ,则滑道的长度为:x =Lcos θ,由牛顿第二定律知划艇下滑的加速度为:a =g sin θ,由位移公式得:x =12at 2;联立解得:t =2L,可知下滑时间与倾角有关,当θ=45°时,下滑的时间最短,最短时g sin 2θ间为2Lg.4.如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,每根杆上套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0),用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间,则() A.t1<t2<t3B.t1>t2>t3C.t3>t1>t2D.t1=t2=t3解析:选 D.小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用,下滑的加速度可认为是由重力沿细杆方向的分力产生的,设细杆与竖直方向夹角为θ,由牛顿第二定律知mg cos θ=ma①设圆心为O,半径为R,由几何关系得,滑环由开始运动至d点的位移为x =2R cos θ②由运动学公式得x=12③2at由①②③式联立解得t=2 Rg小滑环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关,故t1=t2=t3.5.将质量为0.5 kg的小球,以30 m/s的速度竖直上抛,经过2.5 s小球到达最高点(g取10 m/s2).(1)求小球在上升过程中受到的空气的平均阻力大小;(2)求小球在最高点时的加速度大小;(3)若空气阻力不变,小球下落时的加速度为多大?解析:(1)设小球上升时,加速度为a,空气的平均阻力为F则v=atmg+F=ma把v=30 m/s,t=2.5 s,m=0.5 kg代入得F=1 N.(2)小球到达最高点时,因速度为零,故不受空气阻力,故加速度大小为g,即10 m/s2.(3)当小球下落时,空气阻力的方向与重力方向相反,设加速度为a′,则mg-F=ma′得a′=8 m/s2.答案:(1)1 N(2)10 m/s2(3)8 m/s2[B级——等级考增分练]6.如图所示,小车上固定着三角硬杆,杆的端点固定着一个质量为m的小球.当小车水平向右的加速度逐渐增大时,杆对小球的作用力的变化情况(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO′沿杆方向)()解析:选 C.杆对球的作用产生两个效果:一个是在竖直方向的分力与小球和重力相平衡,此分力不变,另一个是水平方向上的分力使小球在水平方向上产生加速度,此分力逐渐增大,C正确.7.如图所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO,其下端都固定于底部圆心O,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°.若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑(忽略阻力),则()A.a处小孩最先到O点B.b处小孩最后到O点C.c处小孩最先到O点D .a 、c 处小孩同时到O 点解析:选D.设底面半径为R ,当滑板与水平面的夹角为θ时,小孩从滑板顶端滑下的过程,有R cos θ=12gt 2sin θ,t 2=4R g sin 2θ,当θ=45°时,t 最小,当θ=30°和60°时,sin 2θ 的值相同,故D 正确.8.如图所示,钢铁构件A 、B 叠放在卡车的水平底板上,卡车底板和B 间动摩擦因数为μ1,A 、B 间动摩擦因数为μ2,μ1>μ2,卡车刹车的最大加速度为a ,a >μ1g ,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时,要求其刹车后s 0距离内能安全停下,则卡车行驶的速度不能超过( )A.2as 0B.2μ1gs 0C.2μ2gs 0D.(μ1+μ2)gs 0解析:选C.设A 、B 的质量为m ,以最大加速度运动时,A 与B 保持相对静止,由牛顿第二定律得:f 1=ma 1≤μ2mg ,解得a 1≤μ2g ,同理,可知B 的最大加速度a 2≤μ1g ,由于μ1>μ2,则a 1<a 2≤μ1g <a ,可知要求其刹车后在s 0距离内能安全停下,则车的最大加速度等于a 1,所以车的最大速度:v m = 2μ2gs 0,故A 、B 、D 错误,C 正确.9.在水平足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t 后静止.现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑.若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ.则小物块上滑到最高位置所需时间t ′与t 之比为( )A.2μ1+μB.μ1+2μC.μ2+μD.1+μ2μ解析:选 A.物块在水平面上滑动时t=v0μg,在斜面上上滑时t′=v0g(sin 45°+μcos 45°)=2v0g(1+μ),故有t′t=2μ1+μ,A正确.10.图甲为四旋翼无人机的照片,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.一架质量m=2 kg的无人机,能提供向上最大的升力为32 N.现让无人机在地面上从静止开始竖直向上运动,25 s后悬停在空中,执行拍摄任务.前25 s内运动的v-t图像如图乙所示,在运动时所受阻力大小恒为无人机重的0.2,g取10 m/s2.(1)求从静止开始竖直向上运动,25 s内运动的位移;(2)求加速和减速上升过程中提供的升力;(3)25 s后悬停在空中,完成拍摄任务后,关闭升力一段时间,之后又重新启动提供向上的最大升力.为保证安全着地,求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间t(设无人机只做直线下落).解析:(1)由v-t图像面积可得,无人机从静止开始竖直向上运动,25 s内运动的位移为70 m.(2)由图像的斜率知,加速过程加速度为a1=0.8 m/s2,设加速过程升力为F1,由牛顿第二定律得:F1-mg-0.2mg =ma1解得:F1=25.6 N由图像的斜率知,减速过程中加速度大小为a 2=0.4 m/s 2,设减速过程升力为F 2,由牛顿第二定律得:mg + 0.2mg -F 2=ma 2 解得:F 2=23.2 N.(3)设失去升力下降阶段加速度为a 3,由牛顿第二定律得:mg -0.2mg =ma 3 解得:a 3=8 m/s 2恢复最大升力后加速度为a 4,由牛顿第二定律得: F max -mg +0.2mg =ma 4,解得:a 4=8 m/s 2根据对称性可知,应在下落过程的中间位置恢复升力, 由H 2=12a 3t 2,得t =352 s.答案:(1)70 m (2)25.6 N 23.2 N (3)352 s。
高中物理精品教案:牛顿运动定律应用教案
(总结求解多过程的思路:1明确几个过程2观察各过程的特 3寻找过程之间的联系)
课后思考:介绍一款app——手机物理工坊,录制了一个视频,根据视频的加速度变化,判断是上楼还是下楼,与本节课简易加速器前后呼应,并为下一节超失重埋下伏笔。
【课堂小结】板书总结
题目设计(一):预习题
习题1:一木箱装货物后质量为50 kg,木箱与地面间的动摩擦因数为0.2,某人以200 N斜向下的力推箱,推力的方向与水平面成30°角,g取10 m/s2.求:
(1)木箱的加速度;
(2)第2 s末木箱的速度.
变式训练如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m=1 kg的物体,物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F=10 N,方向平行斜面向上,经时间t=4 s绳子突然断了,求:
(1)绳断时物体的速度大小.
(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(sin 37°=0.60,cos 37°
=0.80,g=10 m/s2)
习题2:将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛,运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 N,则球能上升的最大高度是多少?
习题3:在宇航训练程序中,一位80 kg的宇航员被绑在一个质量为220 kg的火箭运载器内,这个运载器被安全放在一条无摩擦的长轨道上,开动火箭发动机使之很快地加速运载器,然后马达制动运载器,v-t 图象如图所示.设喷射燃料的质量和运载器的质量比较可以忽略.
(1)计算向前的推力多大;
(2)计算施加在运载器上的制动力;
(3)计算沿导轨运行的路程.。
《牛顿运动定律的运用》教案
《牛顿运动定律的运用》教案一、教学目标:1. 让学生了解并掌握牛顿运动定律的基本概念。
2. 培养学生运用牛顿运动定律解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过观察、实验、分析等方法,深入理解牛顿运动定律的应用。
二、教学内容:1. 牛顿第一定律:惯性定律2. 牛顿第二定律:加速度与力、质量的关系3. 牛顿第三定律:作用力与反作用力三、教学重点与难点:1. 教学重点:牛顿运动定律的基本概念及应用。
2. 教学难点:牛顿第二定律中加速度、力、质量之间的关系。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究牛顿运动定律的内涵。
2. 利用实验演示,让学生直观地感受牛顿运动定律的应用。
3. 运用案例分析法,培养学生解决实际问题的能力。
五、教学过程:1. 导入:通过讲解生活中常见的惯性现象,引导学生思考惯性的概念。
2. 牛顿第一定律:讲解惯性定律的定义,分析惯性现象的原理。
3. 牛顿第二定律:介绍加速度、力、质量的概念,讲解它们之间的关系。
4. 牛顿第三定律:阐述作用力与反作用力的概念,分析实际例子。
5. 课堂练习:布置相关习题,让学生巩固所学知识。
7. 作业布置:要求学生课后完成相关练习,进一步巩固知识点。
六、教学评价:1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况,了解学生的学习状态。
2. 练习完成情况:检查学生课后练习的完成质量,评估学生对知识的掌握程度。
3. 小组讨论:评估学生在小组讨论中的表现,包括合作意识、沟通交流能力等。
七、教学拓展:1. 邀请物理学专家进行讲座,深入讲解牛顿运动定律在现代科技领域的应用。
2. 组织学生参观实验室,进行牛顿运动定律相关的实验操作。
3. 开展课外实践活动,让学生运用牛顿运动定律解决实际问题。
八、教学反思:2. 根据学生的反馈,调整教学方法和策略,以提高教学效果。
3. 关注学生的学习进度,针对性地进行辅导,确保每个学生都能掌握牛顿运动定律。
九、教学资源:1. 教材:《物理学》2. 课件:教师自制的PPT3. 实验器材:用于演示实验的教具4. 网络资源:相关科普文章、视频等十、课后作业:1. 习题:完成教材后的相关习题,巩固所学知识。
第一节 牛顿运动第一定律 教案优秀8篇
第一节牛顿运动第一定律教案优秀8篇牛顿第一定律篇一教学目标知识目标:知道,常识性了解伽利略理想实验的推理过程。
能力目标:1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力。
2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理).情感目标:1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育.2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育.教学建议教材分析教材首先通过回忆思考的形式提出问题:如果物体不受力,将会怎样?通过小车在不同表面运动的演示实验,使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系,为讲解伽利略的推理作准备。
然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论,再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充,牛顿最后总结得出的。
通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的,正如牛顿所说:“如果说我所看的更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故”。
最后指出不是实验定律,而是用科学推理的方法概括出来的,定律是否正确要通过实践来检验。
给学生以科学方法论的教育。
本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律,即牛顿第一运动定律。
教法建议1.学生学习的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念,认为物体的运动是力作用的结果。
如推一个物体,它就动,不再推它时,它便静止。
为使学生摆脱这种错误观念,首先要把运动和运动的变化区别开,树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念,这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。
其次,通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。
再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。
2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心,可对学生进行简单的科学推理方法的教育。
在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。
3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学,让学生体会规律的认识过程,对学生进行学史教育。
从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。
牛顿运动定律的运用大学物理教案
1. 理解牛顿运动定律的基本内容,包括牛顿第一定律、第二定律和第三定律。
2. 掌握牛顿运动定律的应用方法,能够运用牛顿运动定律解决实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力和物理实验技能。
二、教学内容1. 牛顿运动定律的基本概念2. 牛顿第一定律的应用3. 牛顿第二定律的应用4. 牛顿第三定律的应用5. 牛顿运动定律在实际问题中的应用三、教学过程1. 导入新课通过生活中的实例,如物体运动、碰撞等现象,引导学生思考物体运动与力的关系,从而引出牛顿运动定律。
2. 牛顿运动定律的基本概念(1)讲解牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(2)讲解牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
(3)讲解牛顿第三定律:两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
3. 牛顿运动定律的应用(1)牛顿第一定律的应用:讲解惯性定律,举例说明惯性的作用,如乘坐汽车时突然刹车,乘客会向前倾倒。
(2)牛顿第二定律的应用:讲解牛顿第二定律的公式F=ma,并通过实例说明如何运用牛顿第二定律求解加速度、速度等物理量。
(3)牛顿第三定律的应用:讲解作用力和反作用力的关系,举例说明作用力和反作用力在实际问题中的应用。
4. 牛顿运动定律在实际问题中的应用(1)讲解牛顿运动定律在物理学中的应用,如力学、电磁学等领域。
(2)讲解牛顿运动定律在工程技术中的应用,如机械设计、建筑结构等。
5. 总结与作业总结本节课所学内容,布置课后作业,要求学生运用牛顿运动定律解决实际问题。
四、教学评价1. 学生对牛顿运动定律的基本概念理解程度。
2. 学生运用牛顿运动定律解决实际问题的能力。
3. 学生在课堂上的参与度和互动性。
五、教学反思1. 通过本节课的学习,学生能够掌握牛顿运动定律的基本内容,提高物理思维能力。
2. 教师应注重引导学生运用牛顿运动定律解决实际问题,提高学生的实际操作能力。
2024-2025学年新教材高中物理4.5牛顿运动定律的应用教案新人教版必修第一册
答案:物体的加速度是2m/s²。
(3)问题3:两个人在拔河比赛中,双方施加的力大小相同,方向相反。根据牛顿第三定律,这两个人的相互作用力是如何表现的?
分析:这个问题考察了牛顿第三定律的应用。学生需要理解作用力和反作用力的概念。
(3)实验探究能力的培养:引导学生参与实验活动,观察实验现象,分析实验结果,从而培养学生的实验探究能力。
(4)科学态度的养成:通过观察和思考,培养学生对科学的兴趣和好奇心,培养他们面对未知和挑战时的积极态度。
四、教学资源
1. 软硬件资源:多媒体教室、物理实验室、计算器、白板、教学课件等。
2. 课程平台:学校教学管理系统、在线学习平台等。
1. 实践与理论相结合:通过实验操作和案例分析,将理论知识与实际问题相结合,提高学生的实践能力和应用能力。
2. 小组合作学习:鼓励学生分组讨论,培养学生的团队合作精神和交流沟通能力。
3. 引入信息化教学手段:利用互联网、电子教材等信息化资源,丰富教学形式,提高学生的学习兴趣。
(二)存在主要问题
1. 学生对牛顿运动定律的理解和应用存在困难:部分学生在理解和运用牛顿定律解决实际问题时,缺乏清晰的认识和正确的分析方法。
(4)科学态度的养成。
详细列明每个细节:
1. 教学重点细节
(1)牛顿运动定律的基本概念和原理:重点讲解牛顿第一定律(惯性定律)、牛顿第二定律(力与加速度的关系)和牛顿第三定律(作用力与反作用力)。
(2)牛顿运动定律在实际问题中的应用方法:通过举例,讲解如何运用牛顿定律分析物体的运动状态、计算加速度等。
二、核心素养目标
本节课旨在培养学生的物理核心素养,主要包括物理观念、科学思维、实验探究和科学态度四个方面。首先,通过运用牛顿运动定律分析实际问题,帮助学生建立正确的物理观念,理解牛顿定律的含义和应用。其次,引导学生运用科学思维,将理论知识与实际问题相结合,提高学生分析问题和解决问题的能力。同时,通过小组讨论和合作交流,培养学生的实验探究能力,让学生学会用实验验证理论。最后,通过观察和思考,培养学生的科学态度,使学生在面对未知和挑战时,保持好奇心和探索精神。
高一物理教案《牛顿运动定律的应用》高一物理必修一教案
高一物理教案《牛顿运动定律的应用》高一物理必修一教案教案一:牛顿运动定律的应用——惯性定律教学目标:1. 了解牛顿第一定律的基本概念和内容;2. 掌握利用牛顿第一定律分析物体运动的方法。
教学重点:1. 牛顿第一定律的基本概念和内容;2. 利用牛顿第一定律分析物体运动的方法。
教学难点:理解和应用牛顿第一定律。
教学过程:Step 1: 导入新知1. 引导学生回顾前几节课所学的力与运动的关系。
2. 提出问题:有人曾说过“物体的静止是因为有力的作用”和“物体运动是没有力的作用”。
你认为这两种说法正确吗?请说明理由。
Step 2: 普查学生的现象和问题1. 组织学生小组分享最近发现的物体运动的现象和问题。
2. 整理学生提出的问题,有针对性地介绍牛顿第一定律来解释和回答问题。
Step 3: 引入新知1. 通过实验演示和观察,引入牛顿第一定律的内容。
a. 实验:将水平放置的小车挡板突然移开,观察小车的运动情况。
b. 观察结果并让学生发现:- 小车处于静止状态时,移开挡板后小车仍保持静止;- 小车处于匀速运动状态时,移开挡板后小车保持匀速直线运动。
2. 通过实验和讨论,总结牛顿第一定律的基本内容:a. 牛顿第一定律也称为“惯性定律”,即一个物体如果不受力作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。
b. 也就是说,物体的运动状态只有在受到外力作用时才改变。
Step 4: 进行练习1. 教师提供一些具体的物体运动现象,让学生通过应用牛顿第一定律来解释这些现象。
- 例如:一个座位上的学生突然周围没有力的作用下,为什么学生不会立即垂直下落? - 或者:为什么一个球在光滑的水平台上滚动时,一段时间后会停止?2. 学生小组讨论,提出自己的解释。
Step 5: 小结1. 归纳总结牛顿第一定律的基本内容和作用。
2. 提醒学生运用牛顿第一定律解决实际问题时的注意事项。
Step 6: 作业布置1. 完成课堂上的练习题。
2. 进一步思考和探讨牛顿第一定律的应用,如何解释一些生活中的运动现象。
牛顿运动定律的应用优秀教案
牛顿运动定律的应用教学目标一、知识目标1.知道运用牛顿运动定律解题的方法2.进一步学习对物体进行正确的受力分析二、能力目标1.培养学生分析问题和总结归纳的能力2.培养学生运用所学知识解决实际问题的能力三、德育目标1.培养学生形成积极思维,解题规范的良好习惯教学重点应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及这两类问题的基本方法教学难点应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法教学方法实例分析发归纳法讲练结合法教学过程一、导入新课通过前面几节课的学习,我们已学习了牛顿运动定律,本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。
二、新课教学(一)、牛顿运动定律解答的两类问题1.牛顿运动定律确定了运动和力的关系,使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来,由此用牛顿运动定律解决的问题可分为两类:a.已知物体的受力情况,确定物体的运动情况。
b.已知物体的运动情况,求解物体的受力情况2.用投影片概括用牛顿运动定律解决两类问题的基本思路已知物体的受力情况−−−→−=ma F 据求得a −→−据t v v s as v v at v v at v s t t t ......2210202020可求得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-−→−+=+= 已知物体的运动情况−−−→−−−−−→−=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=+=ma F as v v at v s at v v a t t 据据求得222102200求得物体的受力情况3.总结由上分析知,无论是哪种类型的题目,物体的加速度都是核心,是联结力和运动的桥梁。
(二)已知物体的受力情况,求解物体的 运动情况例1. 如图所示,质量m=2Kg 的物体静止在光滑的水平地面上,现对物体施加大小F=10N 与水平 方向夹角θ=370的斜向上的拉力,使物体向右做匀加速直线运动。
已知sin370=0.6,cos370=0.8取g=10m/s 2,求物体5s 末的速度及5s 内的位移。
问:a.本题属于那一类动力学问题?(已知物体的受力情况,求解物体的运动情况)b.物体受到那些力的作用?这些力关系如何?引导学生正确分析物体的受力情况,并画出物体受力示意图。
高中物理牛顿运动定律教案范例
高中物理牛顿运动定律优质教案范例第一章:引言1.1 课程目标让学生了解牛顿运动定律的概念及其在物理学中的重要性。
引导学生通过观察和实验,培养对物理现象的好奇心和探究精神。
1.2 教学内容牛顿运动定律的定义和背景。
牛顿运动定律的应用范围和意义。
1.3 教学方法采用问题引导的方式,激发学生的思考和兴趣。
通过实验和观察,培养学生的观察力和实验技能。
1.4 教学资源实验器材:滑轮组、弹簧测力计等。
参考资料:相关书籍、多媒体课件。
1.5 教学评价学生能准确描述牛顿运动定律的定义和意义。
学生能通过实验和观察,理解和应用牛顿运动定律。
第二章:牛顿第一定律(惯性定律)2.1 课程目标让学生了解牛顿第一定律的定义和内容。
引导学生通过实验和观察,理解和验证牛顿第一定律。
2.2 教学内容牛顿第一定律的定义和表述。
牛顿第一定律的实验验证和应用。
2.3 教学方法采用实验和观察的方式,让学生亲身体验和理解牛顿第一定律。
通过问题引导,让学生思考和探讨牛顿第一定律的含义和应用。
2.4 教学资源实验器材:滑轮组、小车、弹簧测力计等。
参考资料:相关书籍、多媒体课件。
2.5 教学评价学生能准确描述牛顿第一定律的定义和表述。
学生能通过实验和观察,理解和验证牛顿第一定律。
第三章:牛顿第二定律(动力定律)3.1 课程目标让学生了解牛顿第二定律的定义和内容。
引导学生通过实验和观察,理解和验证牛顿第二定律。
3.2 教学内容牛顿第二定律的定义和表述。
牛顿第二定律的实验验证和应用。
3.3 教学方法采用实验和观察的方式,让学生亲身体验和理解牛顿第二定律。
通过问题引导,让学生思考和探讨牛顿第二定律的含义和应用。
3.4 教学资源实验器材:滑轮组、小车、弹簧测力计等。
参考资料:相关书籍、多媒体课件。
3.5 教学评价学生能准确描述牛顿第二定律的定义和表述。
学生能通过实验和观察,理解和验证牛顿第二定律。
第四章:牛顿第三定律(作用与反作用定律)4.1 课程目标让学生了解牛顿第三定律的定义和内容。
牛顿运动定律的应用 教学设计 2022-2023学年高一上学期物理人教版(2019)必修一册
1.基本思路(1)先分析物体受力情况求合力;(2)根据牛顿第二定律a=F/m求加速度;(3)再用运动学公式求所求量。
2.解题的一般步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析。
(2)根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的合力。
(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度。
(4)选择运动学公式,求出所需的运动参量。
注意:一般情况下F、m、a采用国际单位制单位,解题时写出方程式和相应的文字说明,必要时对结果进行讨论。
例题:如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ=37°角,一装潢工人手持绑着刷子的木杆粉刷天花板。
工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10 N,刷子的质量为m =0.5 kg,刷子可视为质点。
刷子与天花板间的动摩擦因数为0.5,天花板长为L=4 m,取sin 37°=0.6,g=10 N/kg,试求:(1)刷子沿天花板向上运动的加速度;(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间【解析】(1)以刷子为研究对象,受力分析如图所示,设滑动摩擦力为F f,天花板对刷子的弹力为F N,由牛顿第二定律,得(F-mg)sin 37°-F f=解题的一般步骤审题、思考从而得出解决问题的思路和方法学生观察解题过程学生练习总结从受力确定运动情况的基本思路学生阅读解题的一般步骤审题、思考从而得出解决问题的思路和方法学生观察解题过程学生练习学生在老师引导下分析连接体问题学生练习学生练习锻炼学生的分析以及解决问题的能力通过观察解题过程,使同学们知道该如何解题才规范。
巩固从受力确定运动情况的解题过程锻炼学生的总结能力掌握解题的一般步骤锻炼学生的分析以及解决问题的能力通过观察解题过程,使同学们知道该如何解题才规范。
巩固从运动情况确定受力的解题思路掌握解连接体问题的思路和方法巩固连接体问题巩固所学的知识。
4.5 牛顿运动定律的应用(教学设计)高一物理(人教版2019必修第一册)
第5节牛顿运动定律的应用教学设计思考与讨论:为了尽量缩短停车时间,旅客按照车门标注的位置候车。
列车进站时总能准确的停在对于车门的位置。
这是如何做到的呢?复习与思考:(1)牛顿第一定理的内容是什么?它揭示了什么样的规律?(2)牛顿第二定理的内容是什么?它揭示了什么样的规律?(3)既然力是改变物体运动状态的原因,那么力与运动之间存在怎样的关系呢?(4)我们在研究力与运动之间关系时我们可能遇到哪些问题?对这些问题你认为如何处理呢?的动摩擦因数变为原来的90%,冰壶多滑行了多少距离?二、从运动情况确定受力【例题2】如图,一位滑雪者,人与装备的总质量为75 kg,以2 m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角为30°,在5 s的时间内滑下的路程为60 m。
求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力(包括摩擦和空气阻力),g取10 m/s2。
思考与总结:(1)你认为“从受力确定运动情况”这类问题中,要做好哪两个分析?(2)你认为“从受力确定运动情况”这类问题中,要把力和运动联系在一起的桥梁是什么?(3)你认为“从受力确定运动情况”这类问题中,我们应该按照怎样的步骤解决来解决?思考与总结:1.两个分析:(1)过程分析:逐一分析不同过程运动特点,找出相邻过程的联系点。
(2)受力分析:逐过程分析物体受力,注意摩擦力、弹力可能变化。
2.一个桥梁:3.两类问题的解题步骤:三、传送带模型(一)水平传送带问题【例题3】如图所示,水平传送带正在以v=4.0 m/s的速度匀速顺时针转动,质量为m=1 kg的某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,将该物块从传送带左端无初速度地轻放在传送带上(g取10 m/s2).如果传送带长度L=20 m,求经过多长时间物块将到达传送带的右端.思考与讨论:(1)物块轻放在传送带上后,所受的合外力多大?物块的加速度多大?(2)物块开始做何种运动?(3)当物块的速度加速到与传送带的速度相等时经历多长时间?位移多大?(4)当物块的速度和传送带速度相同时,物块是否还受传送带的摩擦力?(5)物块和传送带速度相同后,物块将做何种运动?这一段经历的时间多长?(6)你是否可以画一下物块在这个过程的v-t图像?【拓展与突破】如果传送带长度L=4.5 m,求经过多长时间物块将到达传送带的右端.(1)物块是否可以加速到和传送带速度相同,而不掉落传送带?(2)此种情况物块的运动形式是否和第一种情况相同?(3)此种情况物体的v-t图像如何画?【例题4】如图所示,绷紧的水平传送带足够长,始终以恒定速率v1=2 m/s沿顺时针方向运行。
牛顿运动定律的应用 教学设计
牛顿运动定律的应用教学设计教学目标:(1)知道伽利略“理想实验”的装置,了解伽利略以事实实验为基础,将实验与逻辑推理相结合的思想方法。
(2)知道运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
(3)掌握牛顿第一定律。
教学重点牛顿第一运动定律、惯性教学难点:对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解教学步骤:一、导入新课通过图片,让学生感受到力与运动之间存在联系,借此展开新课。
二、新课教学(一)用投影片出示生活中常见的力的现象:1、知道什么是力,能模糊的感受到力能改变物体的运动状态。
2、从物理学史的角度开始研究课题“力与运动的关系”,知道伽利略和亚里斯多德对力和运动的关系的不同认识,并了解伽利略的理想实验及其主要推理过程和结论。
知道理想实验是科学研究的重要方法。
(二)学习目标完成过程:1、历史的回顾:①课前预习:远在两千多年以前,人们已经提出了运动和力的关系问题,可是直到伽利略时代才对这个问题给出了正确的答案。
下边请同学们阅读课文有关内容,并回答下列问题。
②用复合投影片概括历史上几位代表人物关于力和运动关系的看法。
代表人物对力和运动关系的看法亚里斯多德认为:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来。
伽利略认为:在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。
笛卡尔认为:如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会改变原来的方向(此处重点强调力的矢量性,物体运动速度的方面可以从多方面来进行。
[来③请同学们简述伽利略的理想实验:让小球从一个斜面从静止滚下来,小球将滚上另一个斜面,假设斜面绝对光滑,在没有摩擦力影响的前提下,小球将上升到原来的高度。
总结:伽利略在可靠的实验基础上,推论说:如果减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程,继续减小第二个斜面的倾角,使它最终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而沿水平面以恒定速度继续运动下去。
物理教案-牛顿运动定律的应用实用一篇
物理教案-牛顿运动定律的应用实用一篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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11、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.物理教案-牛顿运动定律的应用物理教案-牛顿运动定律的应用实用一篇扩展阅读物理教案-牛顿运动定律的应用实用一篇(扩展1)——牛顿运动定律的应用优选【1】篇牛顿运动定律的应用 11、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用物理教案-牛顿运动定律的应用实用一篇(扩展2)——物理教案-牛顿运动定律的适用范围优选【1】篇物理教案-牛顿运动定律的适用范围 11、知识目标:(1)知道牛顿运动定律的适用范围;(2)知道质量和速度的关系,知道在高速运动中必须考虑质量随速度而变化.2、能力目标:培养自学能力;培养学生查找资料、合理使用资料的能力.3、情感目标:培养学生学习兴趣,开阔视野.教学建议教材分析本节简介了牛顿运动定律的适用范围,同时提出了物体的质量是随其运动速度的增大而增大的,并不是固定不变的,这实际上是有关静质量和动质量的问题.有了这个观念,就为后来学到爱因斯坦质能方程和相对论的有关知识打下一个基础.教法建议在提出问题后让学生自学,并回答问题.让学生在课后自己查找感兴趣的相关资料,并撰写小论文.一方面加深对知识的认识和理解,凡事不绝对化;另一方面培养学生自我学习能力、文字表述能力、资料综合、概括能力.教学设计示例教学重点:牛顿运动定律的适用范围;质量和速度的关系.教学难点:同上(本节要求不高,学生深入理解困难).示例:自学.提出问题:1、本节书是从哪两个角度讨论牛顿运动定律的适用范围的?2、牛顿运动定律的适用范围是什么?3、我们在讨论物理问题时,一直认为物体的质量是固定不变的,这个观点正确吗?应该怎样理解?回答问题:1、答:以牛顿运动定律为基础的经典力学要受到质点速率和量子现象(波粒二象性)的限制.(学生情况好,可简单提提量子化)2、答:以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于解决低速运动问题,不适用于处理高速运动问题;只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子.3、答:爱因斯坦相对论中指出:物体质量随速度的增大而增大,但在低速运动中,质量增大的十分微小,可以认为不变.(相对论中的质量-速度公式:)探究活动1、内容:让学生选择“关于牛顿运动定律的适用范围”的感兴趣的一个内容,查资料,写一篇小论文.例如:研究为什么物体在高速运动中的受力情况不满足牛顿运动定律?什么是微观粒子,“经典力学不适用于微观粒子”应该怎样认识?2、评价:拓展学生视野,防止凡事绝对化.学会筛选、整理资料,并清晰的表达出来.物理教案-牛顿运动定律的适用范围物理教案-牛顿运动定律的应用实用一篇(扩展3)——第3单元:牛顿第二运动定律的应用实用1篇第3单元:牛顿第二运动定律的应用 1第3单元:牛顿第二运动定律的应用物理教案-牛顿运动定律的应用实用一篇(扩展4)——牛顿运动定律的适用范围教案汇总二篇牛顿运动定律的适用范围教案 11、知识目标:(1)知道牛顿运动定律的适用范围;(2)知道质量和速度的关系,知道在高速运动中必须考虑质量随速度而变化.2、能力目标:培养自学能力;培养学生查找资料、合理使用资料的能力.3、情感目标:培养学生学习兴趣,开阔视野.教学建议教材分析本节简介了牛顿运动定律的适用范围,同时提出了物体的质量是随其运动速度的增大而增大的,并不是固定不变的,这实际上是有关静质量和动质量的问题.有了这个观念,就为后来学到爱因斯坦质能方程和相对论的有关知识打下一个基础.教法建议在提出问题后让学生自学,并回答问题.让学生在课后自己查找感兴趣的相关资料,并撰写小论文.一方面加深对知识的认识和理解,凡事不绝对化;另一方面培养学生自我学习能力、文字表述能力、资料综合、概括能力.教学设计示例教学重点:牛顿运动定律的适用范围;质量和速度的关系.教学难点:同上(本节要求不高,学生深入理解困难).示例:自学.提出问题:1、本节书是从哪两个角度讨论牛顿运动定律的适用范围的?2、牛顿运动定律的适用范围是什么?3、我们在讨论物理问题时,一直认为物体的质量是固定不变的,这个观点正确吗?应该怎样理解?回答问题:1、答:以牛顿运动定律为基础的经典力学要受到质点速率和量子现象(波粒二象性)的限制.(学生情况好,可简单提提量子化)2、答:以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于解决低速运动问题,不适用于处理高速运动问题;只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子.3、答:爱因斯坦相对论中指出:物体质量随速度的增大而增大,但在低速运动中,质量增大的十分微小,可以认为不变.(相对论中的质量-速度公式:)探究活动1、内容:让学生选择“关于牛顿运动定律的适用范围”的感兴趣的一个内容,查资料,写一篇小论文.例如:研究为什么物体在高速运动中的受力情况不满足牛顿运动定律?什么是微观粒子,“经典力学不适用于微观粒子”应该怎样认识?2、评价:拓展学生视野,防止凡事绝对化.学会筛选、整理资料,并清晰的表达出来.牛顿运动定律的适用范围教案 21、知识目标:(1)知道牛顿运动定律的适用范围;(2)知道质量和速度的关系,知道在高速运动中必须考虑质量随速度而变化.2、能力目标:培养自学能力;培养学生查找资料、合理使用资料的能力.3、情感目标:培养学生学习兴趣,开阔视野.教学建议教材分析本节简介了牛顿运动定律的适用范围,同时提出了物体的质量是随其运动速度的增大而增大的,并不是固定不变的,这实际上是有关静质量和动质量的问题.有了这个观念,就为后来学到爱因斯坦质能方程和相对论的有关知识打下一个基础.教法建议在提出问题后让学生自学,并回答问题.让学生在课后自己查找感兴趣的相关资料,并撰写小论文.一方面加深对知识的认识和理解,凡事不绝对化;另一方面培养学生自我学习能力、文字表述能力、资料综合、概括能力.教学设计示例教学重点:牛顿运动定律的适用范围;质量和速度的关系.教学难点:同上(本节要求不高,学生深入理解困难).示例:自学.提出问题:1、本节书是从哪两个角度讨论牛顿运动定律的适用范围的?2、牛顿运动定律的适用范围是什么?3、我们在讨论物理问题时,一直认为物体的质量是固定不变的,这个观点正确吗?应该怎样理解?回答问题:1、答:以牛顿运动定律为基础的经典力学要受到质点速率和量子现象(波粒二象性)的限制.(学生情况好,可简单提提量子化)2、答:以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于解决低速运动问题,不适用于处理高速运动问题;只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子.3、答:爱因斯坦相对论中指出:物体质量随速度的增大而增大,但在低速运动中,质量增大的十分微小,可以认为不变.(相对论中的质量-速度公式:)探究活动1、内容:让学生选择“关于牛顿运动定律的适用范围”的感兴趣的一个内容,查资料,写一篇小论文.例如:研究为什么物体在高速运动中的受力情况不满足牛顿运动定律?什么是微观粒子,“经典力学不适用于微观粒子”应该怎样认识?2、评价:拓展学生视野,防止凡事绝对化.学会筛选、整理资料,并清晰的表达出来.物理教案-牛顿运动定律的应用实用一篇(扩展5)——牛顿运动定律专题归纳范文1份牛顿运动定律专题归纳 1一、牛顿第一定律、牛顿第三定律应用1.关于力、运动状态及惯性的说法,下列正确的是( )A.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因.B.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献C.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”D.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动E.伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去F.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越大2.就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是( )A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度.这表明,可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B.射出枪膛的XX在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D.摩托车转弯时,车手一方面要XX适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到行驶目的3.我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,下列说法·正确的是( )A.系好安全带可以减小惯性 B.是否系好安全带对人和车的惯性有影响C.系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害4.为了节约能量,某商场安装了智能化的电动扶梯,无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示.那么下列说法中正确的是( )A.顾客始终受到三个力的作用B.顾客始终处于超重状态C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下5.下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是( )A.由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比FB.由m= aFC.由a=可知,物体的加速度与其所受的合力成正比,与其质量成反比mFD.由m= a二、牛顿第二定律应用:超重、失重问题6、跳水运动员从10 m跳台腾空跃起,先向上运动一段距离达到最高点后,再XX下落进入水池,不计空气阻力,关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法·正确的有( )A.上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态B.上升过程处于失重状态,下落过程处于超重状态C.上升过程和下落过程均处于超重状态D.上升过程和下落过程均处于完全失重状态7.在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图7所示.在这段时间内下列说法中正确的是( )A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的XX力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为g/5.方向一定竖直向下8.某人在地面上用弹簧秤称得体重为490 N.他将弹簧秤移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内,弹簧秤的示数如图11所示,电梯运行的v-t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)()9.一个质量为50 kg的人,站在竖直向上运动着的升降机底板上.他看到升降机上挂着一个带有重物的弹簧测力计,其示数为40 N,如图所示,该重物的质量为5 kg,这时人对升降机底板的压力是多大?(g取10 m/s(2)10.如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆,滑杆上端固定,下端悬空.为了研究学生沿杆的下滑情况,在杆顶部装有一拉力传感器,可显示杆顶端所受拉力的大小.现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下,5 s末滑到杆底时的速度恰好为零.以学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的拉力随时间变化的情况如图乙所示,g取10 m/s2.求:(1)该学生下滑过程中的最大速率;(2)滑杆的长度.三、牛顿第二定律应用:瞬时突变问题11.如图4所示,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有( ) A.a1=0,a2=g B.a1=g,a2=gC.a1=0,a2=m+Mm+Mg D.a1=g,a2=MM12.如图所示,质量为m的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )33A.0 Bg C.g Dg 3313.如图所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为( )ggA.都等于 B.和0 22MA+MBgMA+MBgC0 D.0和 MB2MB214.如图所示,在光滑水平面上,质量分别为m1和m2的木块A 和B之下,以加速度a做匀速直线运动,某时刻空然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度a1和a2.则( )A.a1=a2=0B.a1=a,a2=0mmC.a1=a,a2=a m1+m2m1+m2mD.a1=a,a2=-a m215质量相等的A、B、C三个球,通过两个相同的弹簧连接起来,如图所示。
牛顿运动定律的应用 教学设计
“牛顿运动定律的应用”教学设计
【教材分析】
牛顿运动定律的应用是必修一第四章中的第5节。
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,本节课是从应用角度学习牛顿运动定律。
主要用到的方法是力的正交分解法,主要学习两大类问题:已知物体的受力情况,求物体的运动情况;已知物体的运动情况,求物体的受力情况。
掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
本节内容是对本章知识的提升,又是后面知识学习的基础。
【教学目标】
一、知识目标
1.进一步学习分析物体的受力情况,并能结合物体的运动情况进行受力分析。
2.掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。
3.学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动的物理量。
4.学会根据物体运动情况求解有关物体的受力情况。
二、素养目标
根据牛顿运动定律,应用运动观念、相互作用观念解决两大类问题,在这个过程中培养学生分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。
初步培养起合作交流的愿望,敢于提出不同见解,初步培养起一定的社会责任。
【重点与难点】
重点:已知物体的受力情况,求物体的运动情况;已知物体的运动情况,求物体的受力情况。
难点: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。
【流程图】。
高一物理上册《牛顿运动定律的应用》教案、教学设计
6.课外阅读题:推荐学生阅读与牛顿运动定律相关的科普文章或书籍,如《物理的进化》、《趣味物理学》等,拓展知识视野。
注意事项:
1.作业布置要注重层次性和针对性,既要巩固基础知识,又要提高学生的思维能力和实践能力。
高一物理上册《牛顿运动定律的应用》教案、教学设计
一、教学目标
(一)知识与技能
在本章节《牛顿运动定律的应用》的教学中,学生将掌握以下知识与技能:
1.理解并掌握牛顿第一定律、第二定律和第三定律的内容及表达形式;
2.学会运用牛顿运动定律分析、解决实际问题,如物体的匀速直线运动、加速度变化、碰撞等现象;
3.能够运用牛顿运动定律进行受力分析,解决复杂物体的运动问题;
3.分析:指导学生运用牛顿运动定律分析实际问题,提高学生解决问题的能力和逻辑思维能力;
4.讨论:组织学生进行小组讨论,培养学生合作交流、共同解决问题的能力;
5.总结:引导学生总结牛顿运动定律的应用,提高学生的概括能力和抽象思维能力。
(三)情感态度与价值观
在本章节的教学中,学生将形成以下情感态度与价值观:
针对以上学情分析,教师在教学过程中应注重因材施教,运用多样化的教学手段,帮助学生克服困难,提高物理学科素养。
三、教学重难点和教学设想
(一)教学重难点
1.理解并掌握牛顿运动定律的内涵及其相互关系,特别是牛顿第三定律的“作用力与反作用力相等、方向相反”的特点;
2.学会运用牛顿运动定律进行受力分析和解决实际问题,特别是复杂条件下的运动问题;
(五)总结归纳
在总结归纳环节,我将采取以下措施:
4.6牛顿运动定律的应用+教学设计2023-2024学年高一上学期物理教科版(2019)必修第一册
6.牛顿运动定律的应用★课标解析1.课标内容要求。
理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。
2.课标内容解析。
牛顿运动定律包括牛顿三大定律。
牛顿第一定律指出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,一切物体都有惯性,且物体的质量是其惯性大小的量度,物体的惯性与物体的运动状态无关。
牛顿第二定律可用公式F=ma简洁表述,是运动学和静力学联系的桥梁与纽带,是动力学的基础。
牛顿第三定律阐述了物体间作用力与反作用力的关系。
牛顿运动定律是日常生活、自然规律的总结与提炼,日常生产生活中的现象与牛顿运动定律规律相符合。
培养学生用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题的能力是培育物理学科核心素养的重要载体,也是物理教学的学科价值的体现。
★教学目标1.理解牛顿第二定律中的加速度、力、质量三者之间的关系,形成正确的物理观念。
2.了解力与运动是与我们日常生产、生活密不可分的两大物理内容。
3.会用牛顿运动定律来解释和解决遇到的相关问题。
4.体会用牛顿运动定律解决生产生活中的问题的过程是理论联系实际的过程。
5.在牛顿运动定律的应用过程中体会科学解决问题的思路与策略。
6.在用牛顿运动定律科学解决问题的过程中培养模型建构能力和科学推理能力。
7.体会日常生活中物理无处不在,均是物理规律在起作用,培养学生的科学态度与责任心。
★教学准备1.本节的教学用1课时。
2.多媒体使用。
PPT课件,电脑投影。
3.教学顺序。
(1)复习引入:牛顿第二定律表达式F=ma中含有加速度、力、质量三个方面关系;(2)问题导向:以教科书中的问题1为例,体会动力学测物体质量的方法;(3)交流讨论,提炼思路;(4)问题导向:以教科书中的问题2为例,体会从受力确定运动情况的过程;(5)问题导向:以教科书中的问题3为例,体会从运动情况确定受力的过程;(6)以理点悟、深化主题:请学生整理、提炼、领悟牛顿运动定律应用的思路与策略。
物理教案-牛顿运动定律的应用
物理教案-牛顿运动定律的应用一、教学目标1.理解牛顿运动定律的内容及其应用。
2.学会运用牛顿运动定律解决实际问题。
3.培养学生的观察、分析、解决问题的能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:牛顿运动定律的内容及其应用。
2.教学难点:运用牛顿运动定律解决实际问题。
三、教学准备1.教学课件。
2.实验器材:小车、滑轨、砝码等。
四、教学过程第一课时:牛顿第一定律1.导入新课(1)回顾初中所学,讨论物体运动的原因。
(2)引入牛顿第一定律,引导学生思考:什么是惯性?2.教学内容(1)讲解牛顿第一定律的内容。
(2)通过实验演示,让学生观察并分析实验现象,理解惯性的概念。
3.练习与讨论(1)让学生举例说明生活中常见的惯性现象。
(2)讨论如何利用惯性解决实际问题。
第二课时:牛顿第二定律1.导入新课(1)回顾牛顿第一定律,讨论物体运动状态改变的原因。
(2)引入牛顿第二定律,引导学生思考:力与运动状态的关系。
2.教学内容(1)讲解牛顿第二定律的内容。
(2)通过实验演示,让学生观察并分析实验现象,理解力的作用效果。
3.练习与讨论(1)让学生运用牛顿第二定律解决实际问题。
(2)讨论如何利用牛顿第二定律分析物体运动状态。
第三课时:牛顿第三定律1.导入新课(1)回顾牛顿第一、二定律,讨论物体间力的作用关系。
(2)引入牛顿第三定律,引导学生思考:物体间力的相互作用。
2.教学内容(1)讲解牛顿第三定律的内容。
(2)通过实验演示,让学生观察并分析实验现象,理解物体间力的相互作用。
3.练习与讨论(1)让学生运用牛顿第三定律解释生活中的现象。
(2)讨论如何利用牛顿第三定律解决实际问题。
第四课时:牛顿运动定律的综合应用1.导入新课(1)回顾牛顿运动定律的内容。
(2)引导学生思考:如何运用牛顿运动定律解决实际问题。
2.教学内容(1)讲解牛顿运动定律的综合应用。
(2)通过实例分析,让学生掌握运用牛顿运动定律解题的方法。
3.练习与讨论(1)让学生运用牛顿运动定律解决实际问题。
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牛顿运动定律的应用黄龙县中学 杜文强一、教学任务分析本节内容是对牛顿运动定律的综合提高和延伸,也为学习以后的物理学习打好力学基础。
学习本节内以受力分析、力的合成与分解、匀加速直线运动规律、牛顿运动定律等基础知识和相应的技能为基础。
通过实例情景和学生活动,了解建立国际单位制的重要性和必要性,介绍用国际单位制及其应用。
通过对典型示例的分析和讨论,归纳出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。
通过对观察录像、演示实验和学生小实验,感受超重、失重现象,应用牛顿第二定律分析、探究超重、失重现象的本质与规律。
二、教学目标 1、知识与技能(1)知道国际单位制。
知道基本单位和导出单位。
理解力学中的三个基本单位。
(2)学会导出单位的推演方法并能进行单位换算。
(3)掌握用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。
(4)知道超重和失重现象。
(5)学会用牛顿第二定律分析超重、失重现象。
2、过程与方法(1)通过创设情景、实例分析和练习的过程,认识引入国际单位制的重要性和必要性。
(2)通过对典型示例的分析、讨论过程,认识分析、比较、等效、演绎、归纳、验证等科学方法。
(3)通过对电梯中进行的超重失重实验的定性观察和学生小实验,感受用牛顿运动定律解决实际问题的一般规律和方法。
3、情感、态度与价值观(1)通过阅读关于“火星探测器失事原因”的STS材料,在了解统一单位重要性的同时,感悟严谨的治学态度对科学发展的重大意义。
(2)通过应用牛顿运动定律解决实际问题的过程,感悟物理学在社会发展中的重要作用。
(3)通过学生实验的过程,激发求知欲,获得成就感。
(4)通过观察神舟六号飞船录像片段,了解我国航天事业的发展,激发民族自豪感。
三、教学重点与难点重点:怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。
难点:对超重失重视现象的认识。
四、教学资源1、器材:多媒体投影仪,演示超重、改锥,饮料瓶(人手一个)。
2、课件:宇航员躺在舱内座椅上的图片,刊登宇航员训练过程的报道文章。
3、录像:神舟六号飞船升空的相关片断,神舟号航天员在太空失重的录像(或在电梯中进行的超重失重演示实验)。
五、教学设计思路本设计包括物理量的单位和国际单位制、牛顿运动定律的应用两部分内容。
本设计的基本思路是:以情景和实例为基础,了解物理探究过程中物理量“单位”统一的重要性,引入国际单位制,介绍国际单位制的组成和在力学中的应用;以典型示例为切入点,应用牛顿运动定律解决实际问题的典型示例,通过分析、讨论,归纳得出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法;以牛顿运动定律的应用为基础,通过观察录像、演示实验和学生小实验,感受超重和失重现象,然后用牛顿运动定律解释产生超重和失重现象的原因。
本设计要突出的重点是:怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。
方法是:以典型示例为切入点,通过应用牛顿第二定律和运动学公式求解过程中的分析、讨论,总结出加速度是联系运动和力的桥梁和纽带,同时归纳出应用牛顿运动定律解题的两种最基本的情况:已知物体受力求物体运动状态的变化;已知物体运动状态的变化求物体受力,然后通过练习和作业,进一步熟悉应用牛顿运动定律解决简单实际问题的规律和方法。
本设计要突破的难点是:对超重与失重现象认识。
方法是:通过观摩录像和学生小实验,感受超重和失重现象;通过应用牛顿第二定律进行分析,揭示超重、失重现象的本质;通过讨论、交流,通过类比、归纳,得出由物体加速度方向判断出现超重或失重现象的规律。
完成本设计的内容为2课时。
六、教学流程1、教学流程图2、流程图说明情景I 录像1,设问1录像:神舟六号飞船宇航员进舱和飞船发射过程的场景片断。
通过设问,请学生描述发射情况,说明如果时间等物理量没有单位,一切都没有意义,感受物理量单位的重要性。
情景II举例,设问2对涉及“单位”的日常生活实例进行讨论,进一步感受物理量单位的重要性。
活动I阅读STS材料,讨论。
通过阅读STS材料,感悟统一物理量单位的必要性和迫切性,由此引出国际单位制。
介绍国际单位制、基本单位和导出单位。
活动II训练通过练习,交流建立导出单位的推演方法、体验单位统一的优越性,学会应用国际单位制。
活动III实例分析1选择“已知力求运动”的典型示例1,讨论应用牛顿运动定律来解题的过程和方法;选择“已知物体受多个力作用求运动”的题型示例2,讨论对于物体受多个力作用时,借助力的分解的方法(等效)解题的思路和方法。
活动IV实例分析2选择“由已知运动求力”的题型示例(自编,也可选择示例3),讨论另一类应用牛顿运动定律来解题的过程和方法。
通过对实例1、实例2的交流讨论,归纳、总结出应用牛顿运动定律来解题的规律和方法。
活动V实例分析3通过典型示例3的分析,进一步体会应用牛顿运动定律来解题的规律和方法,并由此引人超重与失重现象。
活动VI录像2,演示实验,分析讨论播放神舟号航天员在太空失重的录像(或电梯中进行的超重失重演示实验的录像);半定量地讨论超重与失重现象(或用弹簧测力计重现课本示例3的演示实验),展示超重与失重的实际情况,激发学生探究的欲望。
通过应用牛顿第二定律进行分析、讨论,揭示超重、失重现象的本质。
活动IV小实验,小结通过涉及超重与失重的学生小实验,使学生在活动过程中亲自感受超重与失重现象,加深对超重与失重现象的理解,提高应用物理知识解决实际问题的意识和学习的兴趣。
通过小结,总结应用牛顿运动定律来解决简单实际问题的方法。
3、教学主要环节本设计内容可分为三个主要的教学环节。
第一环节,通过创设情景和学生活动,介绍国际单位制及国际单位制在力学中的应用。
第二环节,通过对典型示例的分析和讨论,归纳出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。
第三环节,通过对观察录像、演示实验和和学生小实验,感受超重、失重现象,通过应用牛顿第二定律进行分析,揭示超重、失重现象的本质。
七、操作案例(一)引入1、前面我们学习了牛顿第二定律F = ma,对各物理量的单位有什么要求?为什么?(各物理量单位分别是F:N,m:kg a:m/s2,则在F = kma,令k = 1,可使问题简化)2、情景I 录像1录像1:神舟六号飞船宇航员进舱和飞船发射过程的场景片断讨论:假如你是播音员,请你作现场直播?设问1:在你描述过程中需要涉及哪些物理量?假如不使用单位,你能确切描述吗?(使用的单位可能有:火箭长度、质量,发射时间等。
如果物理量没有单位,就无法正确表述)3、情景II举一些涉及“单位”的日常生活实例进行讨论,进一步感受物理量单位的重要性。
设问2:在日常生活中,如果只讲大小(数值)而不用单位,行吗?4、设问:是否有了单位就可以直接描述和比较了吗?比如1kg糖和2磅糖,哪个更多些?你是怎样比较的?为什么?(只有将单位统一后才能比较)5、活动I:阅读关于“火星探测器失事原因”的STS材料。
讨论:火星探测器酿成大祸的原因是什么?由于历史原因各国往往会使用各自的单位制,使同一物理量用不同单位表示时会有不同受力数值,阻碍了科技发展和经济交往,因此,物理量必须有单位,单位必须统一,为此制定了国际通行的单位制——国际单位制。
(二)国际单位制(代号SI)国际单位制是一种通用的统一单位制,1960年以来国际计量会议以米、千克、秒为基础制定了国际单位制。
国际单位制由基本单位和导出单位组成。
1、基本单位:选定的几个基本物理量的单位叫基本单位物理学中选定的基本物理量有七个,相对应基本单位有七个(投影)表中前三个为力学中的基本单位2、导出单位:根据物理学公式中其他物理量和基本物理量之间的关系,推导出其他物理量的单位叫导出单位。
示例:导出物理量速度的单位m/s 1s 1m 1===t s υ,速度单位是m/s学生活动:试导出物理量加速度、力、压强的单位。
设问:请说一说你怎样导出新物理量单位的(要牢固掌握基本物理量的基本单位和相关物理学关系式,两者结合运算即可导出) 训练:练习、交流示例:质量为200g 的物体在0.4N 的恒力作用下,由静止开始作直线运动,试求0.1min 的内物体的位移。
解:kg 2.0g 200==m s 6s 601.0min 1.0=⨯==t22m/s 2m/s 2.04.0===m F a m36m 62212122=⨯⨯==at s只要把各物理量都换算成统一的国际单位,计算过程就简便了。
(三)牛顿运动定律的应用 1、示例1分析 设问:(供参考选用)(1)请描绘一下示例的情景和研究对象及所求的物理量 (运动员沿斜坡加速下滑)(2)用哪些方法可以求得加速度?现在你选用哪种方法 为什么? (根据相关运动学公式或牛顿第二定律;第二种、题目中已知力) (3)物体(运动员)和周围哪些物体发生相互作用?他受到哪些力?方向向哪里?从重力方向开始,你可以沿着逆(或顺)时针方向观察并逐一分析 (物体与地球、重力、竖直向下) (物体与斜面、支持力、垂直斜面向上)(4)把物体看作质点,你能画出它的受力示意图吗?(5)物体的加速度是由什么力产生的? (由F N 和G 两个力的合力产生)(6)如果运用平行四边形定则,这两个力的合力方向是沿着斜面向下呢?还是与地面平行向前,为什么?(沿着斜面向下,因为根据实际效果产生的加速度方向沿斜面向下)(8)用什么方法可求出合力大小?(用力的合成方法画出合力F,再根据矢量三角形的知识求出F大小)(9)能求出加速度吗?(22m/s5m/s5.010sinsin=⨯====θθgmmgmFa,方向沿斜面向下)(10)如果物体的质量为原来的2倍,加速度多大?(仍为θsinga=与m无关)(11)回顾整个分析解题过程,你认为哪些步骤是最重要的?(确定研究对象――作出受力分析画出示意图――用力的合成法求出合力――用牛顿第二定律求出加速度)2、示例2分析设问:(供参考选用)(1)与上题相比情景有何变化?(物体还受到阻力,要求速度)(2)如何去求速度?(先求出加速度,再根据相关的运动学公式求出速度)(3)能按照你前面所总结的步骤处理吗?学生活动:练习(4)能用力的合成法求三个力的合力吗?有没有更简便的方法?4、示例3分析设问:(供参考选用)(1)弹簧测力计和悬挂的重物,你选哪个作为研究对象?为什么?(物体、若求出物体受到的向上的拉力大小,根据牛顿第三定律即可求出弹簧测力计受到的向下的拉力大小即示数)(2)电梯的运动状态与物体的运动状态有什么关系?(相同)(3)怎样才能求出拉力?(先求出a ,再根据牛顿第二定律求出拉力) (4)怎样先求出a(根据相关公式22t sa求出)(5)整理一下你的解题思路(确立研究对象——作出受力分析画出示意图——用相关运动学公式求出a ——用牛顿第二定律求出拉力) 学生活动:练习(6)比较示例1、2、3,分析解题过程有什么不同?请你归纳一下一般解题的思路,其中最关键的是什么? (最关键的是求出a )5、小结:加速度是力和运动之间 的桥梁和纽带。