黑龍江省哈爾濱市木蘭高級(jí)中學(xué)高中物理 牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用教案 新人教版必修1

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1、黑龍江省哈爾濱市木蘭高級(jí)中學(xué)高中物理 牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用教案 新人教版必修1 一、教學(xué)目標(biāo) 1．物理知識(shí)方面的要求： (1)鞏固記憶牛頓第二定律內(nèi)容、公式和物理意義； (2)掌握牛頓第二定律的應(yīng)用方法． 2．通過(guò)例題分析、討論、練習(xí)使學(xué)生掌握應(yīng)用牛頓定律解決力學(xué)問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的審題能力、分析綜合能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)工具的能力． 3．訓(xùn)練學(xué)生解題規(guī)范、畫(huà)圖分析、完善步驟的能力． 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1．本節(jié)為習(xí)題課，重點(diǎn)內(nèi)容是選好例題，講清應(yīng)用牛頓第二定律解決的兩類力學(xué)問(wèn)題及解決這類問(wèn)題的基本方法． 2．應(yīng)用牛頓第二定律解題重要的是分析過(guò)程、建立圖景；抓住運(yùn)動(dòng)情況、受力情

2、況和初始條件；依據(jù)定律列方程求解．但學(xué)生往往存在重結(jié)論、輕過(guò)程，習(xí)慣于套公式得結(jié)果，所以培養(yǎng)學(xué)生良好的解題習(xí)慣、建立思路、掌握方法是難點(diǎn)． 三、教具 投影儀、投影片、彩筆． 四、主要教學(xué)過(guò)程 (一)引入新課 牛頓第二定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的內(nèi)在聯(lián)系．因此，應(yīng)用牛頓第二定律即可解答一些力學(xué)問(wèn)題． 我們通過(guò)以下例題來(lái)體會(huì)應(yīng)用牛頓第二定律解題的思路、方法和步驟． (二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 1．已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況 例題1(投影) 一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg，在水平方向受到5.0N的拉力，物體跟水平面的滑動(dòng)摩擦力是2.0N． 1)求物體在4.0秒末的速度； 2)若在4秒末

3、撤去拉力，求物體滑行時(shí)間． (1)審題分析 這個(gè)題目就是根據(jù)已知的受力情況來(lái)求物體的運(yùn)動(dòng)情況．前4秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況：物體由靜止在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t=4.0s．受力情況：F=5.0N，f=2.0N，G=N；初始條件：v0=0；研究對(duì)象：m=2.0kg．求解4秒末的速度vt．4秒后，撤去拉力，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，v′t=0．受力情況：G=N、f=2.0N；初始條件：v′0=vt，求解滑行時(shí)間． (2)解題思路 研究對(duì)象為物體．已知受力，可得物體所受合外力．根據(jù)牛頓第二定律可求出物體的加速度，再依據(jù)初始條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可解出前一段運(yùn)動(dòng)的末速度．運(yùn)用同樣的思路也可解答后一段運(yùn)動(dòng)的滑行距

4、離． (3)解題步驟(投影) 解：確定研究對(duì)象，分析過(guò)程(畫(huà)過(guò)程圖)，進(jìn)行受力分析(畫(huà)受力圖)． 前4秒 根據(jù)牛頓第二定律列方程： 水平方向 F-f=ma 豎直方向 N-G=0 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題步驟：確定對(duì)象、分析過(guò)程、受力分析、畫(huà)圖、列方程、求解、檢驗(yàn)結(jié)果． (4)討論：若無(wú)第一問(wèn)如何解？實(shí)際第一問(wèn)的結(jié)果是第二問(wèn)的初始條件，所以解題的過(guò)程不變． (5)引申：這一類題目是運(yùn)用已知的力學(xué)規(guī)律，作出明確的預(yù)見(jiàn)．它是物理學(xué)和技術(shù)上進(jìn)行正確分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，如發(fā)射人造地球衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道，帶電粒子在電場(chǎng)中加速后獲得速度等都屬這一類題目． 2．已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況

5、例題2(投影) 一輛質(zhì)量為1.0×103kg的小汽車正以10m/s的速度行駛，現(xiàn)在讓它在12.5m的距離內(nèi)勻減速地停下來(lái)，求所需的阻力． (1)審題分析 這個(gè)題目是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況求解汽車所受的阻力．研究對(duì)象：汽車m=1.0×103kg；運(yùn)動(dòng)情況：勻減速運(yùn)動(dòng)至停止vt=0，s=12.5m；初始條件：v0=10m/s，求阻力f． (2)解題思路 由運(yùn)動(dòng)情況和初始條件，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出加速度；再根據(jù)牛頓第二定律求出汽車受的合外力，最后由受力分析可知合外力即阻力． (3)解題步驟(投影) 畫(huà)圖分析 據(jù)牛頓第二定律列方程： 豎直方面 N-G=0 水平方面 f=ma=1.0×1

6、03×(-4)N=-4.0×103N f為負(fù)值表示力的方向跟速度方向相反． 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解題步驟與第一類問(wèn)題相同． (5)引申：這一類題目除了包括求出人們熟知的力的大小和方向，還包括探索性運(yùn)用，即根據(jù)觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)去認(rèn)識(shí)人們還不知道的物體間的相互作用的特點(diǎn)．牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律、盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部有個(gè)原子核都屬于這類探索． 3．應(yīng)用牛頓第二定律解題的規(guī)律分析(直線運(yùn)動(dòng)) 題目類型流程如下 由左向右求解即第一類問(wèn)題，可將vt、v0、s、t中任何一個(gè)物理量作為未知求解． 由右向左求解即第二類問(wèn)題，可將F、f、m中任一物量作為未知求解． 若阻力為滑動(dòng)摩擦力，則有F-μmg=m

7、a，還可將μ作為未知求解． 如：將例題2改為一物體正以10m/s的速度沿水平面運(yùn)動(dòng)，撤去拉力后勻減速滑行2.5m，求物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)． 4．物體在斜向力作用下的運(yùn)動(dòng) 例題3(投影) 一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成θ角的力F推木箱，求經(jīng)過(guò)t秒時(shí)木箱的速度． 解：(投影) 畫(huà)圖分析： 木箱受4個(gè)力， 將力F沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向分解： 水平分力為 Fcosθ 豎直分力為 Fsinθ 據(jù)牛頓第二定律列方程， 豎直方向 N-Fsinθ-G=0 ① 水平方向 Fcosθ-f=ma

8、 ② 二者聯(lián)系 f=μN(yùn) ③ 由①式得 N=Fsinθ+mg 代入③式有 f=μ(Fsinθ＋mg) 代入②式有 Fcosθ-μ(Fsinθ＋mg)=ma ，得 可見(jiàn)解題方法與受水平力作用時(shí)相同． (三)課堂小結(jié)(引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)) 1．應(yīng)用牛頓第二定律解題可分為兩類：一類是已知受力求解運(yùn)動(dòng)情況；一類是已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力． 2．不論哪種類型題目的解決，都遵循基本方法和步驟，即分析過(guò)程、建立圖景、確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、根據(jù)定律列方程，進(jìn)而求解驗(yàn)證效果．在解題過(guò)程中，畫(huà)圖是十分重要的，包括運(yùn)動(dòng)圖和受力

9、圖，這對(duì)于物體經(jīng)過(guò)多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的問(wèn)題更是必不可少的步驟． 3．在斜向力作用下，可將該力沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向分解，轉(zhuǎn)化為受水平力的情形．解題方法相同． 五、說(shuō)明 1．例題1在原題基本上增加了一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，目的是強(qiáng)調(diào)過(guò)程圖和受力圖的重要性．因?yàn)橛行W(xué)生對(duì)此不夠重視而導(dǎo)致錯(cuò)誤，尤其是以后遇到復(fù)雜問(wèn)題的處理時(shí)更加突出，比如不注意各段運(yùn)動(dòng)中物體受力情況的變化和與之相關(guān)的加速度的變化，用前一段運(yùn)動(dòng)的加速度代入后一段運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行運(yùn)算，得出錯(cuò)誤結(jié)果．但教材中節(jié)練習(xí)題和章習(xí)題中沒(méi)有這類題目，所以可根據(jù)學(xué)生情況加以取舍． 2．解題過(guò)程反復(fù)強(qiáng)調(diào)分析方法、解題步驟，意在培養(yǎng)學(xué)生的良好解題習(xí)慣和書(shū)寫(xiě)規(guī)范，由于解題過(guò)程要力求詳盡，故本課密度較大．為此，解題過(guò)程可利用投影片以節(jié)省時(shí)間．