用牛顿定律解决问题一教案

4.6 用牛顿定律解决问题（一）

★新课标要求

（一）知识与技能

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状态参量。

4、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。

（二）过程与方法

1、培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。

2、帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。

3、帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。

4、让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。

（三）情感、态度与价值观

1、利用我国的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。

2、培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。

3、初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。

★教学重点

用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法

★教学难点

正确分析受力并恰当地运用正交分解法

★教学方法

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

★教学用具：

投影仪、多媒体等

★教学过程

（一）引入新课

教师活动：利用多媒体投影播放“神州”5号飞船的升空及准确定点回收情景的实况录像资料，教师提出问题，引导启发学生初步讨论。

学生活动：观看录像，思考老师所提问题，在教师的引导下初步讨论。

点评：通过实际问题的分析激发学生探索的兴趣。

教师活动：提出两个问题让大家思考讨论：

l、我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是

什么？

2、利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？

学生活动：学生思考讨论、阅读教材并回答：牛顿第二定律确定了力和运动的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来，从受力情况确定出物体的

运动情况。

点评：趁热打铁，设置疑问，激发学生将新问题与所学知识联系挂钩。

教师活动：限于目前的知识水平，我们还不能直接研究上述问题，但我们可以本着由易到难的原则，从最简单的例子入手去探讨运动和力的关系问题的求解思路。

下面我们就来学习有关知识。

点评：充分利用新时期的高科技成果展示自然科学规律的巨大魅力，同时激发学生的爱国热情和奋发学习探索的精神。

（二）进行新课

1、从受力确定运动情况

教师活动：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 N和G在竖直方向上，它们有什么关系？

学生活动：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 N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。

教师活动：经分析发现该题属于已知受力求运动呢，还是已知运动求受力呢？

学生活动：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。

教师活动：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。

学生活动：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。

教师活动：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。

2、从运动情况确定受力

教师活动：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θ＝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：本题属于那类力学问题？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？哪个力实际上是己知的？待求力是谁？物体所受的合

力沿什么方向？

学生活动：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。

教师活动：提问题：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？

学生活动：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。

点评：引导学生仿照前4.3中例题2中的方法建立坐标系求合力。温故知新，相关知识及时记忆、整理和分析。

教师活动：让学生口述解答步骤，教师板演解答过程，并提示学生注重代数式的运算，必要时再代入数值。

学生活动：顺应解题思路，联系力的分解知识，讨论交流，思维碰撞。

点评：培养学生养成规范做题的良好习惯.

教师活动：问题：

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。

学生活动：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。

教师活动：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。

学生活动：完成练习，汇报讨论。

点评：在实际应用中锻炼能力。

（三）课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

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。

（四）实例探究

☆力和运动的关系

1、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内

A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东

B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置

C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末继续向东运动

D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东

☆牛顿运动定律的应用

2、用30N的水平外力F，拉一静止放在光滑的水平面上质量为20kg的物体，力F