高中物理教案必修1第四章-新人教.pdf

第四章牛顿运动定律第 1 页 共 27 页 1 自然和自然的法则在黑夜中隐藏 上帝说 让牛顿去吧 于是一切都被照亮 蒲柏 第四章牛顿运动定律 全章概述全章概述 本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸 研究力和运动的关系 建立起牛顿运 动定律 牛顿运动定律是动力学的基础 是力学中也是整个物理学的基本规律 正确地理解惯性 概念 理解物体间的相互作用的规律 熟练地运用牛顿第二定律解决问题 是本章的学习要求 也为进一步学习今后的知识 提高分析解决问题的能力奠定基础 本章还涉及到了许多重要的研究方法 如 在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法 牛 顿第二定律中的控制变量法 运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法 以及单位的 规定方法 单位制的创建等 对这些方法要认真体会 理解 以提高认知的境界 为了更扎实地理解牛顿第二定律 本章第二节安排了实验 探究加速度与力 质量的关系 并提供了参考案例 实验操作方便 规律性强 结论容易获得 控制变量法在此得到了实践 第 五节牛顿第三定律的研究引入了传感器 计算机的组合 现代气息浓厚 实验效果很好 物理知识来源于生活 最终应用于生活 本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用 新课标要求新课标要求 1 通过实验 探究加速度与质量 物体受力之间的关系 2 理解牛顿运动定律 用牛顿运动定律解释生活中的有关问题 3 通过实验认识超重和失重 4 认识单位制在物理学中的重要意义 知道国际单位制中的力学单位 1 1 1 1 牛顿第一定律 牛顿第一定律 牛顿第一定律 牛顿第一定律 一 知识与技能一 知识与技能 1 理解力和运动的关系 知道物体的运动不需要力来维持 2 理解牛顿第一定律 知道它是逻辑推理的结果 不受力的物体是不存在的 3 理解惯性的概念 知道质量是惯性大小的量度 二 过程与方法二 过程与方法 1 培养学生分析问题的能力 要能透过现象了解事物的本质 不能不加研究 分析而只凭 经验 对物理问题决不能主观臆断 正确的认识力和运动的关系 2 帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯 3 培养学生逻辑推理的能力 知道物体的运动是不需要力来维持的 三 情感 态度与价值观三 情感 态度与价值观 1 利用一些简单的器材 比如 小球 木块 毛巾 玻璃板等 来对比研究力与物体运动 的关系 现象明显 而且更容易推理 2 培养科学研究问题的态度 第四章牛顿运动定律第 2 页 共 27 页 2 3 利用动画演示伽利略的理想实验 帮助学生理解问题 4 利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系 培养学生大胆发言 并学以致用 教学重点教学重点 1 理解力和运动的关系 2 理解牛顿第一定律 知道惯性与质量的关系 教学难点教学难点 惯性与质量的关系 教学方法教学方法 1 对比实验 自主探索 合理推理 2 利用生活中的实例 理解惯性与质量的关系 贴近生活更易理解 教学用具教学用具 小车 小球 毛巾 玻璃板 斜槽 刻度尺 木块 气垫导轨 滑块等 教学过程教学过程 一 引入新课一 引入新课 开门见山 阐述课题 前面几章学习了运动和力基础知识 这一章开始我们研究力和运动的 关系 第一节课我们来学习牛顿第一定律 二 进行新二 进行新课课 教师活动 人推车走 不推车停 由此看来必须有力作用在物体上 物体才运动 没 有力作用在物体上 物体就不运动 这是两千多年前亚里士多德说的 不是我说的 是这 样吗 学生活动 人推着车子 汗流侠背 推车的人放下车 一边擦汗 一边叹气 思考问题 教师活动 下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题 让学生利用桌子上的器材 自主设计实验 分别研究 l 力推物动 力撤物停 2 力撤物不停 教师巡回指导 提出问题 物体的运动是不是一定需要力 学生活动 利用桌子上的器材 小车 小球 毛巾 玻璃板 斜槽 刻度尺 做实验 1 桌子上铺毛巾 小车放在毛巾上 推它就动 不推就停 2 撤去毛巾 让小车在桌面上 推一下小车 小车运动一段才停下来 教师活动 你还能举出其他的例子来说明这个问题吗 刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢 矛盾出在哪呢 学生活动 学生举例讨论 比如 自行车蹬一段时间后停止蹬车 自行车会滑行一段距 离 溜冰 冰面上踢出去的冰块 等等 点评点评 通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持物体的运动不需要力来维持 教师活动 引导学生进行实验对比 通过对比实验可以进行逻辑推理 如果接触面非常 光滑没有摩擦 那小球会怎样 第四章牛顿运动定律第 3 页 共 27 页 3 学生活动 用小球做对比实验 A 使斜槽和桌面吻合 让小球从斜槽上滚下 标出滚动距离 B 在桌面 上放玻璃板 使斜槽和玻璃板吻合 让小球从同样的高度滚下 标出滚动的距离 对比发现 接触面越光滑 滚动距离越远 总结得出 小球运动停下来的 原因是摩擦力 如果接触面非常光滑小球会永不停止 点评 点评 1 对比实验 找出问题的本质 从而理解物体的运动和力的关系 2 在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理 教师活动 在学生回答的基础上 结合实验进一步总结 并板书 物体的运动是不需要力来维持的 力撤物停的原因是因为摩擦力 如果没 有摩擦力 运动的物体会一直运动下去 最早发现这一问题的科学家是伽利略 伽利略是怎么研究这个问题的呢 教师活动 边介绍边用多媒体播放伽利略的理想实验 要动态出以下效果 1 对称斜面 没有摩擦小球滚到等高 2 减小另一侧斜面倾角 小球从同一位置释放要滚到等高 滚动距离就 会越远 3 把另侧斜面放平 小球要到等高 就会一直滚下去 根据这一现象伽利略得出了什么样的结论 学生活动 观察并回答提出的问题 运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去 点评点评 通过观察伽利略的理想实验 启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理都 是很有必要的 教师活动 用气垫导轨消除摩擦 让滑块在导轨上滑动 利用光电门测出滑块在不同位 置的速度 学生活动 学生记录数据并比较 确信他的正确性 教师活动 引导学生认识 总结力和运动的关系 让学生阅读课文找出 l 伽利略的观点 2 笛卡儿的补充和完善 3 牛顿第一定律 对比三个人的观点 他们都是叙述力和运动关系的 谁的更全面 学生活动 阅读课文 回答问题 1 伽利略 物体不受力时 运动的物体一直作匀速直线运动 2 笛卡儿 物体不受力时 物体将永远保持静止或运动状态 教师活动 既然牛顿第一定律是最完善的 那么它从几个方面阐述了力和运动的关系 在学生回答的基础上 进一步总结 力不是维持物体运动状态的原因力不是维持物体运动状态的原因 力是力是 改变运动状态的原因改变运动状态的原因 第四章牛顿运动定律第 4 页 共 27 页 4 运动状态是指什么 学生讨论回答 两个方面 不受力时 物体保持匀速直线运动状态或静止状态 受力时 力迫使它改变运动状态 运动状态 速度的大小和方向运动状态 速度的大小和方向 点评 培养学生理解问题时能力 教师活动 牛顿第一定律可不可以用实验来验证 什么时候可以看作不受力并举例说明 学生活动 学生回答不能 因为不受力作用的物体是不存在的 受力但合力为零时 比如 冰面上的滑动的冰块 冰壶球 点评点评 培养学生刨根问底的严谨态度 教师活动 牛顿定律又叫惯性定律 惯性是指什么 你又怎样理解这种性质呢 举例说明 因为这是一个新概念 学生刚接受可能不是很好理解 通过实验来进一步的 理解 在小车上放一高的木块 让小车在光滑的玻璃上运动 前面固定一物块 当 车运动到物块时被挡住 车上的木块前倾 为什么 再如 人站在匀速行使的车厢内竖直向上跳起 仍会落到原地 这都是惯性 再让学生举例 学生就必然入门了 学生活动 学生观察并思考 再进一步理解惯性惯性 是指物体具有保持原来运动状态或静是指物体具有保持原来运动状态或静 止状态的性质止状态的性质 举例 点评点评 通过生活中的例子进一步理解惯性 教师活动 进一步总结 物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态 理解时可 认为不受力和合力为零效果是一样的 如果某个方向不受力 那么在这个方向物体也会保持 匀速直线运动状态或静止状态 培养学生灵活运用物理规律解决问题的能力 教师活动 一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 当力使它改变这 种状态时 它就会有抵抗运动状态改变的的 本领 这个本领与什么有关呢 比如货车启 动时 由静止到运动得需要一段时间 是空车好启动还是满载时 你还能举出什么例子来 学生活动 学生思考 比如骑自行车 单人时和带人时的感觉相比 从实例可看出 运动状态变化的难易程度与质量有关 点评 通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关惯性大小与质量有关 三 课堂总结 点评三 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 第四章牛顿运动定律第 5 页 共 27 页 5 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 实例探究四 实例探究 对惯性的理解对惯性的理解 1 被踢出去的冰块在摩擦力可以忽略的冰面上运动受没受向前的力 为什么能够向前运 动 2 船在水中匀速行驶 一人站在船尾向上竖直跳起 它会落入水中吗 为什么 3 为什么跳远运动员要助跑才能跳的远些 4 在一向北匀速直线行驶的火车车厢中 一小球静止在水平桌面上 当坐在桌旁的人看到 小球向南滚动时 火车做什么运动 5 一铅球 3 千克 静止在地面上 把它水平扔出后 做加速运动 它的惯性如何变化 受力分析受力分析 6 一物块滑上了光滑的斜面 受几个力 附录附录 1 1 1 1 牛顿简介牛顿简介 牛顿 是英国伟大的数学家 物理学家 大文学家和自然哲学家 1642 年 12 月 25 日生于 英格兰林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村 1727 年 3 月 20 日在伦敦病逝 牛顿是经典力学理论的集大成者 他系统的总结了伽利略 开普勒和惠更斯等人的工作 得 到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律 正象他自己所说的那样 如果说我看得远 那是因 为我站在巨人的肩上 牛顿的研究领域非常广泛 他除了在数学 光学 力学等方面做出卓越贡献外 他还花费 大量精力进行化学实验 牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建 附录附录 2 2 2 2 教材分析教材分析 牛顿运动定律是动力学的基础 正确认识力和运动的关系 是学好物理的关键 教学中应 联系生活 贴近实际 以激发学生学习的兴趣 l 理解力和运动的关系是本节课的重点 通过实验和生活的例子进一步体会 力不是维持 物体运动的原因 而是改变运动状态的原因 这对以后研究问题 受力分析都是非常重要的 2 惯性与质量的关系是这节课的难点 通过举例反复体会 附录附录 3 3 3 3 学生分析学生分析 1 力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因 人们正确认识这个问题 第四章牛顿运动定律第 6 页 共 27 页 6 经历了漫长的历史过程 同样学生要正确认识它 也要克服日常经验带来的错误认识 所以一开 始就用了两个实验 让他们通过观察 思考 来澄清错误的认识 2 惯性是一个重要的概念 虽然学生在初中接触过 但仍有一些学生误认为 物体在保持 匀速直线运动或静止时才有惯性 不理解一切物体都有惯性 而且惯性大小与质量有关 要解 决这问题也不是一蹴而就的 需要通过实例分析慢慢接受 2 实验 探究加速度与力 质量的关系 一 知识与技能一 知识与技能 1 理解物体运动状态的变化快慢 即加速度大小与力有关 也与质量有关 2 通过实验探究加速度与力和质量的定量关系 3 培养学生动手操作能力 二 过程与方法二 过程与方法 1 使学生掌握在研究三个物理量之间关系时 用控制变量法实现 2 指导学生根据原理去设计实验 处理实验数据 得出结论 3 帮助学生会分析数据表格 利用图象寻求物理规律 三 情感 态度与价值观三 情感 态度与价值观 1 通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神 2 使学生养成实事求是的科学态度 乐于探究自然界的奥秘 能体验探索自然规律的艰辛 与喜悦 3 培养学生的合作意识 相互学习 交流 共同提高的学习态度 教学重点教学重点 1 怎样测量物体的加速度 2 怎样提供和测量物体所受的力 教学难点教学难点 指导学生选器材 设计方案 进行实验 作出图象 得出结论 教学方法教学方法 1 提出问题 导入探究原理 自主选器材 设定方案 进行操作 总结归纳 进 行交流 2 对学生操作过程细节进行指导 对学生实验过程的疑难问题进行解答 教学用具教学用具 小车 一端带滑轮长木板 钩码 打点计时器 学生电源 纸带 刻度尺 气垫导轨 微机 辅助实验系统一套 教学过程教学过程 一 引入新课一 引入新课 教师活动 第四章牛顿运动定律第 7 页 共 27 页 7 定性讨论 物体质量一定 力不同 物体加速度有什么不同 力大小相同 作用在不同质量物体上 物体加速度有 什么不同 物体运动状态改变快慢取决哪些因 素 定性关系如何 学生活动 学生讨论后回答 第一种情况 受力大的产生加速度大 第二种情况 质量 大的产生加速度小 学生再思考生活中类似实例加以体会 点评 教师还可举日常生活中一些实例 如赛车和普通小汽车质量相仿 但塞车安装了 强大的发动机 牵引力巨大 可产生很大加速度 再如并驾齐驱的大货车和小汽车在同样大 的制动力作用下 小汽车容易刹车 通过类似实例使学生获得感性认识 加速度大小既与力 有关 也与质量有关 为下一步定量研究做好铺垫 二 进行新课二 进行新课 1 1 1 1 物体加速度与它受力的定量关系探究 物体加速度与它受力的定量关系探究 教师活动 现在我们探究物体加速度与力 质量的定量关系 用控制变量法 保持物 体的质量不变 测量物体在不同力的作用下的加速度 探究加速度与力的定量关系 请同学 生据上述事例 猜测一下它们最简单关系 学生猜测回答 加速度与力可能成正比 教师活动 如何测量加速度a 需什么器材 请同学样设计方案 学生回答 第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律 可用该实验器材测加速度 小车在钩码牵引下作匀加速运动 利用打出纸带求加速度 教师活动 现实中 除了在真空中抛体 仅受重力 外 仅受一个力的物体几乎不存在 但一个单独的力作用效果与跟它等大 方向相同的合力作用效果相同 因此实验中力F的 含义可以是物体所受的合力 如何为运动物体提供一个恒定合力 如何测 请同学们想办 法 教师引导 可利用前边测加速度的器材 在钩码质量远小于小车质量条件下 钩码重力大 小等于对小车拉力 至于为什么以后再讨论 但必须设法使木板光滑 或使用气垫导轨以减少 摩擦直至忽略不计 这样小车受的合力就等于钩码重力 教师对学生设计方案的可行性进行评估 筛选出最佳方案进行实验 学生活动 学生思考 设计可行方案测量 也可借鉴教师提供案例进行设计 教师活动 指导学生分组实验 把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中 学生活动 学生设计实验步骤 进行分组实验 取得数据 教师活动 如何直观判断加速度a与F的数量关系 指导学生以a为纵坐标 以F为 横坐标建立坐标系 利用图象找规律 利用实物投影展示某同学做的图象 让大家评价 学生活动 学生在事先发给的坐标纸上描点 画图象 看图象是否是过原点的直线 就 第四章牛顿运动定律第 8 页 共 27 页 8 能判断a与F是否成正比 分析研究表格中数据 得出结论 2 2 2 2 物体的加速度与其质量的定量关系探究 物体的加速度与其质量的定量关系探究 教师活动 保持物体所受力相同 测量不同质量的物体在该力作用下的加速度 探究加 速度与质量关系 请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系 教师解释 若a与m 成反比 其实是a与 1 m成正比 a l m的图象应是什么 学生猜测回答 加速度与质量可能成反比 应该是过原点直线 教师活动 保持钩码质量一定 即拉力大小一定 如何改变小车质量 将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中 建立a一 1 m坐标系作 图象 学生回答 在小车上加砝码 学生设计实验步骤 进行分组实验 测出不同质量时加速度 在坐标纸上描 点 作a l m图象 据a l m图象建否是过原点直线就能判断加速度是否与 质量成反比 点评点评 由于学生刚开始从事探究实验 缺乏经验 需要教师指导 比如设计方案 利用 图象处理数据 学生一无经历 二不习惯 所以宜采用定向探究 逐步使学生走向自由探究 3 3 3 3 对实验可靠性进行评估 对实验可靠性进行评估 教师活动 如果同学们猜想是正确的 那么根据实验数据 以a为纵坐标 以F横坐 标 或以a为纵坐标 1 m为横坐标 作出图象都应该是过原点的直线 但实际描的点并 不严格在某直线上 也不一定过原点 若真是a F a l m得需多次实验才能证实 附录附录 1 1 1 1 实验分析实验分析 牛顿第二定律是动力学的核心规律 是本章重点和中心内容 而探究加速度与力和质量的关 系是学习下一节的重要铺垫 该实验的器材选取 方案设定 因第二章使用过 学生自然会想到 用该器材测加速度 但测力有一定困难 还需平衡摩擦 为此可借助气垫导轨避免这一点 另外 测加速度可在气垫导轨上安放两个光电计时门 通过微机辅助系统记录 小车通过两个计时门的 时间间隔 测出两计时门间距离 可由 2 2 1 atx 求加速度a 数据完全可由微机处理 甚至a F a 1 m图象由微机处理作出 收到事半功倍的效果 附录附录 2 2 2 2 学生分析学生分析 该实验是探索规律的实验 学生对加速度与力和质量的关系的定量关系是未知的 但通过实 例 对加速度与力和质量的定性关系是可以理解的 怎样定量研究需在教师指导下 学生动手 动脑进行设计研究 教师只是一个引导者 评判者 只要学生的设计方案合理 亲身体验探究过 程 至于能否得出正确结果并不重要 第四章牛顿运动定律第 9 页 共 27 页 9 3 牛顿第二定律 一 知识与技能一 知识与技能 1 掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式 2 理解公式中各物理量的意义及相互关系 3 知道在国际单位制中力的单位 牛顿 是怎样定义的 4 会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算 二 过程与方法二 过程与方法 1 以实验为基础 归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系 进而总结出牛顿 第二定律 2 培养学生的概括能力和分析推理能力 三 情感 态度与价值观三 情感 态度与价值观 1 渗透物理学研究方法的教育 2 认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法 教学重点教学重点 牛顿第二定律 教学难点教学难点 牛顿第二定律的意义 教学方法教学方法 1 复习回顾 创设情景 归纳总结 2 通过实例的分析 强化训练 使学生理解牛顿第二定律的意义 教学过程教学过程 一 引入新课一 引入新课 教师活动 利用多媒体播放汽车启动 飞机起飞等录像资料 教师提出问题 启发引导 学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定 学生活动 学生观看 讨论其可能性 点评 通过实际问题及现象分析 激发学生学习兴趣 培养学生发现问题的能力 教师活动 提出问题让学生复习回顾 l 物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系 2 物体的加速度与其质量之间存在什么关系 学生活动 学生回顾思考讨论 教师活动 进一步提出问题 完成牛顿第二定律探究任务的引入 物体的加速度与其 所受的作用力 质量之间存在怎样的关系呢 学生活动 学生思考讨论 并在教师的引导下 初步讨论其规律 点评 通过多媒体演示及学生的讨论 复习回顾上节内容 激发学生的学习兴趣 培养学生 发现问题 探究问题的能力 二 进行新课二 进行新课 第四章牛顿运动定律第 10 页 共 27 页 10 教师活动 学生分析讨论后 教师进一步提出问题 l 牛顿第二定律的内容应该怎样表述 2 它的比例式如何表示 3 各符号表示什么意思 4 各物理量的单位是什么 其中 力的单位 牛顿 是如何定义的 学生活动 学生讨论分析相关问题 记忆相关的知识 教师活动 上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况 当物体受到几个力作用时 上述规律又将如何表述 学生活动 学生讨论分析后教师总结 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 点评 培养学生发现一般规律的能力 教师活动 讨论a和F合的关系 并判断下面哪些说法不对 为什么 A 只有物体受到力的作用 物体才具有加速度 B 力恒定不变 加速度也恒定不变 C 力随着时间改变 加速度也随着时间改变 D 力停止作用 加速度也随即消失 E 物体在外力作用下做匀加速直线运动 当合外力逐渐减小时 物体的速 度逐渐减小 F 物体的加速度大小不变一定受恒力作用 学生活动 学生讨论分析后教师总结 力是使物体产生加速度的原因 力与物体的加速 度具有矢量性 瞬时性和独立性 点评点评 牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的 但由力 的独立作用原理可推广到几个力作用的情况 以及应用于变力作用的某一瞬时 教师活动 出示例题引导学生一起分析 解决 例题 1 某质量为 1100kg 的汽车在平直路面试车 当达到 100km h 的速度 时关闭发动机 经过 70s 停下来 汽车受到的阻力是多大 重新起步加速时牵引力为 2000 N 产生的加速度应为多大 假定试车过程中汽车受到的阻力不变 例题 2 一个物体 质量是 2 kg 受到互成 120 角的两个力F1和F2的作 用 这两个力的大小都是 10N 这两个力产生的加速度是多大 学生活动 学生在实物投影仪上讲解自己的解答 并相互讨论 教师总结用牛顿第二定 律求加速度的常用方法 点评点评 通过分析实例 培养学生进行数据分析 加深对规律的理解能力 加强物理与学生生 活实践的联系 三 课堂总结 点评三 课堂总结 点评 教师活动 教师引导学生总结所研究的内容 第四章牛顿运动定律第 11 页 共 27 页 11 牛顿第二定律概括了运动和力的关系 物体所受合外力恒定 其加速度恒定 合外力为零 加速度为零 即合外力决定了加速度 而加速度影响着物体的运动情况 因此 牛顿第二定律把前几章力和物体的运动构成一个整体 其中的纽带就是加速度 学生活动 学生自己总结后作答 其他同学补充 点评 培养学生的概括和总结能力 四 实例探究四 实例探究 对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的理解 1 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 物体所受的合外力与物体的质量成正比 与物体的加速度成反比 B 由m F a可知 物体的质量与其所受的合外力成正比 与其运动的加速度成反比 C 由a F m可知 物体的加速度与其所受的合外力成正比 与其质量成反比 D 由m F a可知 物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得 2 在牛顿第二定律公式F kma中 有关比例常数k的说法正确的是 A 在任何情况下都等于 1B k值是由质量 加速度和力 的大小决定的 C k值是由质量 加速度和力的单位决定的D 在国际单位制中 k的数值 一定等于 1 力和运动的关系力和运动的关系 3 关于运动和力 正确的说法是 A 物体速度为零时 合外力一定为零B 物体作曲线运动 合外力一定是变 力 C 物体作直线运动 合外力一定是恒力D 物体作匀速运动 合外力一定为零 4 设雨滴从很高处竖直下落 所受空气阻力f和其速度v成正比 则雨滴的运动情况 是 A 先加速后减速 最后静止B 先加速后匀速 C 先加速后减速直至匀速D 加速度逐渐减小到零 对牛顿第二定律的应用对牛顿第二定律的应用 5 地面上放一木箱 质量为 40kg 用 100N 的力与水平方向成 37 角推木箱 如图所示 恰好使木箱匀速前进 若用此力与水平方向成 37 角向斜上方拉木箱 木箱的加速度多大 取 g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 附录附录 1 1 1 1 牛顿第二定律牛顿第二定律 教材分析教材分析 高中物理新课程标准中要求学生对牛顿第二定律有一定的理解和掌握 作为教师首先要对新 标准做出自己的分析和判断 结合新标准要求 认识到 要达到该标准不仅要使学生了解牛顿第 第四章牛顿运动定律第 12 页 共 27 页 12 二定律的内容 更重要的是让学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性 以及如何利 用该定律来解决实际问题 更不能忽略要在教学过程中时刻注意对学生学习能力的培养 本课以必修 1 教材为依据 通过定律的探求过程 渗透物理学研究方法 是整个物理教学的 重要内容和任务 这是人类认识世界的常用方法 所以本节课不只是让学生掌握牛顿第二定律 更应知道定律是如何得出的 定义力的单位 牛顿 使得k l 得到牛顿第二定律的简单形式F ma 使用简捷的数学语 言表达物理规律是物理学的特征之一 但应知道它所对应的文字内容和意义 牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系 使前三章构成一个整体 这是解决 力学问题的重要工具 应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解 全面掌握 即理解各物理量 和公式的内涵和外延 避免重公式 轻文字的现象 数学语言可以简明地表达物理规律 使其形 式完善 便于记忆 但它不能替代文字表述 更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况 否则就会将活的规律变为死的公式 附录附录 2 2 2 2 学生分析学生分析 牛顿第二定律的数学表达式简单完美 记住并不难 但要全面 深入理解该定律中各物理量 的意义和相互联系 牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景 对学生来说是较困难的 这一 难点在本课中可以通过定律的辨析和有针对性的练习加以深化和突破 另外 还有待在后续课程 的学习和应用过程中去体会和理解 4 力学单位制 一 知识与技能一 知识与技能 1 了解什么是单位制 知道力学中的三个基本单位 2 认识单位制在物理计算中的作用 二 过程与方法二 过程与方法 通过学过的物理量了解单位的重要性 知道单位换算的方法 三 情感 态度与价值观三 情感 态度与价值观 通过一些单位的规定方式 了解单位统一的必要性 并能运用单位制对运算过程或结果进行 检验 教学重点教学重点 知道单位制的作用 即清楚物理公式和物理量的关系 掌握国际单位制中的基本单位和导出 单位 教学难点教学难点 单位制的实际应用 教学方法教学方法 教师启发 引导 学生自主阅读 思考 讨论 交流学习成果 教学过程教学过程 一 引入新课一 引入新课 第四章牛顿运动定律第 13 页 共 27 页 13 教师活动 引导启发学生回忆所学过的主要公式 并说出这些公式中各物理量的单位 学生活动 认真思考 回想并写出学过的物理公式 教师活动 投影学生写出的公式以及式中涉及的物理量的单位讲解并点评 提出问题 物理学的关系式确定了哪几个方面的关系 请同学们阅读教材并 回答 学生活动 学生阅读教材并思考老师的问题 讨论后回答 教师活动 总结点评 物理学的关系式确定了物理量之间的关系 也确定了各物理量单 位之间的关系 今天我们就来学习有关单位的知识 力学单位制 二 进行新课二 进行新课 教师活动 引导学生阅读教材 从课本中找出这几个概念 l 什么是基本单位 力学中的基本单位都有哪些 分别对应什么物理量 2 什么是导出单位 你学过的物理量中哪些是导出单位 借助物理公式来 推导 3 什么是国际单位制 国际单位制中的基本单位共有几个 它们分别是什 么 对应什么物理量 学生活动 带着老师提出的问题认真阅读教材 讨论交流 选出代表发言 点评 培养学生独立阅读教材获取信息的能力 阐述自己的看法 语言表达能力 教师活动 倾听学生的回答 适当点评 投影 84 页表 国际单位制的基本单位 学生活动 倾听老师的点评 观看投影 了解国际单位制的基本单位 教师活动 出示例题引导学生一起分析 解决 例题 一个原来静止的物体 质量是 7kg 在 14N 的恒力作用下 5s 末的 速度是多大 5s 内通过的位移是多少 学生活动 学生在实物投影仪上讲解自己的解答 并相互讨论 教师总结采用统一的国 际单位制给计算带来的方便 使学生体会学习力学单位制的意义 点评点评 通过分析实例 培养学生分析问题 解决问题的能力 同时体会单位制的意义 教师活动 引导学生阅读教材 85 页 说一说 并回答文中提出的问题 学生活动 阅读教材 讨论并回答问题 点评 通过这一实例 再次让学生体会到学习单位制的意义 三 课堂总结 点评三 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 第四章牛顿运动定律第 14 页 共 27 页 14 架 四 实例探究四 实例探究 单位制在力学计算中的作用单位制在力学计算中的作用 一个原来静止在光滑水平面上的物体 质量是 20kg 在两个大小都是 50N 且互成 120 角 的水平外力作用下 3s 末物体的速度是多大 3s 内物体的位移是多少 解析 两个大小都是 50N 且互成 120 角的水平外力的合力大小为 50N 方向在这两个力的 角平分线上 且与水平面平行 由于水平面光滑 故水平方向上没有滑动摩擦力 根据牛顿第二 定律 有 20 50 m F am s2 2 5m s2 由运动学公式得 v at 2 5 3m s 7 5m s 2 35 7 2 t v tvsm 11 25m 点拨 在整个计算过程中所有物理量都采用国际单位制 就不要在运算过程中每一步都 将物理量代入进行计算 这样可以使计算过程简化 5 牛顿第三定律 一 知识与技能一 知识与技能 1 知道力的作用是相互的 知道作用力和反作用力的概念 2 理解牛顿第三定律的确切含义 能用它解决简单的问题 3 能区分平衡力与作用力和反作用力 二 过程与方法二 过程与方法 1 通过学生自己设计实验 培养学生的独立思考能力和实验能力 2 通过用牛顿第三定律分析物理现象 可培养学生分析解决实际问题的能力 3 通过鼓励学生动手 大胆质疑 勇于探索 可提高学生自信心并养成科学思维习惯 三 情感 态度与价值观三 情感 态度与价值观 1 培养学生实事求是的科学态度和团结协作的科学精神 2 激发学生探索的兴趣 养成一种科学探究的意识 教学重点教学重点 1 知道力的作用是相互的 掌握作用力和反作用力 2 掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题 教学难点教学难点 正确区分平衡力和作用力 反作用力 教学方法教学方法 实验探究 讨论交流 多媒体辅助教学 教学过程教学过程 第四章牛顿运动定律第 15 页 共 27 页 15 一 引入新课一 引入新课 教师活动 让学生利用身边的器材自己设计实验 验证以前学过的 力的作用是相互的 学生活动 积极思考设计实验 点评点评 开门见山 让学生进入主动思考状态 二 进行新二 进行新课 教师活动 1 教师巡视 观察各组设计试验的情况 2 鼓励学生大胆演示自己设计的实验 并说明如何证明此结论 3 根据需要 引导 补充学生发言 学生活动 各小组积极动手做实验 并踊跃发言 展示成果 学生可能设计的实验 实验一 将两个皮球对压 二者均发生形变 实验二 用手拉弹簧 弹簧形变 手也受到弹簧的拉力 实验三 将左手攥拳后仅竖直向上伸出食指 用右手掌心竖直向下压迫左手 食指 左手食指受压 右手掌心被扎疼 点评点评 实验具有开放性 可培养学生的创新和探索精神和动手实践能力 教师活动 提出问题 1 力是一个物体对另一个物体的作用 这种作用是相互的还是单方面的 一个力应与几个物体相联系 2 如果把左手食指受到的力叫作用力 那么右手掌心受到的力叫什么合适 叫反作用力好吗 注意 教师不一定用这个例子 要看学生回答情况而定 学生活动 得出实验结论 力的作用是相互的 有施力物体必有受力物体 一个力应与 两个物体相联系 点评点评 1 设计实验可激发学生的学习动机和内在的学习兴趣 2 课堂上可能会出现教师意料不到的情况 教师要驾驭好课堂 教师活动 提出问题 1 我们生活中还有哪些现象能证明这一点 2 与同学一起分析 补充这些事例 并印证 力的作用是相互的 并给出 作用力和反作用力的概念 3 引导学生分类 弹力 磁力 摩擦力均是相互的 使学生注意到从多角 度证明问题更全面 学生活动 学生思考 通过小组举例 做实验 讨论 1 用力拍手 两手都疼 2 磁铁相吸 相斥 3 碰碰车 4 滑旱冰的人相推 均后退 事先做好多媒体课件 第四章牛顿运动定律第 16 页 共 27 页 16 5 用橡皮擦铅笔字 字被擦掉了橡皮也掉了一层皮 点评点评 1 在课桌上 事先尽可能多的将一些合适的器材提供给学生 让学生边讨论边做实 验 2 学生举例 教师不可能完全预料到 但对常见的事例要作充分的准备 如 器材 课件 教师活动 提出问题 我们研究的是力 我们可以从哪些方面研究呢 学生活动 学生通过小组讨论 补充 认为应该研究力的三要素 作用点 大小 方向 点评点评 让学生回忆并讨论从哪些方面研究二者之间的关系 将学生引向更深入的问题 找出 问题的突破点 教师活动 让学生自己举例分析 比如学生作了下面的实验 在右车上放一条形磁铁 在车上放一质量近似相等的铁块 用手调整两车间的距离 使放手后左车刚好能在右车吸引 力作用下运动 观察实验现象 教师鼓励学生并注意纠错 1 如把右车上铁块受到的力叫作用力 找出这个力的施力物体是谁 作用 点在哪里 这个力的方向如何 这个力的作用效果怎样 2 反作用力的施力物体是谁 受力物体是谁 作用点在哪里 方向如何 这个反作用力的作用效果如何 学生活动 小组分析实例 讨论得出 作用点分别在两个物体上 点评点评 研究作用力和反作用力的作用点 教师活动 鸡蛋碰石头会怎样 由此你认为他们之间的作用力大小有什么关系 请你设 计实验定量证明你的结论 学生活动 学生提出自己的看法并积极动手操作 加以证明 可能出现两种意见 1 等大 2 石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力 点评点评 研究作用力与反作用力的大小关系 先提出一个问题 激发学生兴趣 教师活动 引导学生观察要仔细 思考要全面 比如为了使实验更具一般性 可以变化 多个位置 重复实验 假如学生做了这个实验 取两个弹簧秤 把甲秤的圆环固定 手拿乙秤与甲 秤钩住 再用手沿水平方向匀速拉动乙秤的圆环端至某一位置停下 读出两秤的 读数 提出问题 1 读出两秤的读数 把甲乙两秤视作质点 画出各自的受力图 2 乙秤受到的作用力的效果是 甲秤受到的作用力的效果是 3 将其中一弹簧秤的读数减小到零 观察另一弹簧秤的读数 让学生复述实验器材 实验步骤 演示操作 读取数据并说明结论 第四章牛顿运动定律第 17 页 共 27 页 17 学生活动 学生积极设计实验 讨论分析现象 找出规律 1 两个弹簧秤对拉 二力等大 2 两弹簧均被拉伸 二力反向 3 同时为零 说明二者同时产生 同时消失 点评点评 1 让学生自己动手实验 定量去证明结论 不被现象所迷惑 用数据说明问题 2 学生不一定一次性得出上述正确 简练的结论 教师再去引导 教师活动 介绍传感器系统 用传感器进一步探究作用力与反作用力的大小关系 见课 本 87 页做一做 让多个学生自己拉动传感器 学生可能会有不同的拉法 拉力逐渐增大 拉 力逐渐减小 拉力大小随意变化 手停止和手运动等等 教师要求学生仔细观察屏幕上的图像 你得到了那些结论 学生活动 学生观察讨论 得出结论并汇总 1 作用力与反作用等大反向 2 同时存在同时消失 3 这种关系与物体的运动状态无关 教师活动 问学生 那为什么鸡蛋碰石头 鸡蛋破而石头无恙 学生活动 学生应能考虑到是鸡蛋与石头的承受能力不一样而导致的 点评点评 1 用传感器系统给学生演示 指导学生去操作 进一步验证结论 提高可信度 2 不要低估学生 经过讨论 补充 他们能得到较全面的结论 所以应放手让 他们去想 去做 教师活动 让学生完成实验 取一个长约 3cm 刚充过磁的小磁针和一张 15cm 15cm 的白纸 在纸上如图所示 画出一组邻圆直径相差 0 5cm 的同心圆 将圆 12 等分 另取一 枚大头针垂直插入一根火柴杆的尾部 实验时 将磁针置于圆心处 待磁 针稳定后 用手指捏住火柴杆并使大头针与磁针成一条直线 缓慢沿直线 向磁针移动大头针 使磁针的一极对大头针产生吸引力 在保持磁针与大 头针之间虽不接触却具有明显吸引力的条件下 用手沿圆移动火柴杆至大 头针的针身重合在同心圆的非南北方向的任意一条平分线上 移动中保持 磁针对大头针的吸引 观察现象 1 仔细观察 看大头针与小磁针稳定后的方位关系怎样 2 变换圆的另一条平分线重复上述实验 你找到了什么规律 3 作用力与反作用力的方向有何关系 学生活动 学生积极实验 讨论 分析得出结论 作用力与反作用力在同一直线上 点评点评 研究作用力与反作用力的方向 仪器两人一组 更能发挥学生的积极性和主体作用 更应该发动学生课前预习后自制一些简易仪器 外形粗劣无所谓 只要能达目的即可 教师活动 提出问题让学生讨论 1 作用力与反作用力性质是否相同 第四章牛顿运动定律第 18 页 共 27 页 18 2 找出作用力与反作用力跟平衡力的区别 3 用牛顿第三定律揭示许多生活现象 比如 喷气式飞机 船前进的原理 学生活动 学生积极讨论分析得出结论 1 作用力与反作用力性质相同 2 作用力与反作用力不是平衡力 尽管都是大小相等方向相反 但是作用 力与反作用力作用在不同的物体上 平衡力作用在同一个物体上 3 师生共同讨论得出 点评点评 1 让学生更全面的了解二者的性质 2 培养学生会用学过的规律解释物理现象的能力 三 课堂总结 点评三 课堂总结 点评 教师活动 教师利用局域网将事先准备好的 Powpoint 课堂小结呈现给学生 学生活动 教师与学生一起回想 整理 消化 点评点评 教师利用幻灯片进行课堂总结 提高授课效率 四 实例探究四 实例探究 对作用力 反作用力及平衡力的认识对作用力 反作用力及平衡力的认识 1 挂在竖直悬绳上的物体受到两个力的作用 这两个力的反作用力各作用在什么物体上 在这四个力中 哪两对是作用力和反作用力 哪两对力是平衡力 2 放在水平桌面上的木块被一根拉长的轻弹簧水平向右牵引着 并处于静止状态 木块在 水平方向上受到哪两个力的作用 试分别说出两个力的反作用力的受力物体以及反作用力的性 质和方向 对平衡条件和牛顿第三定律的应用对平衡条件和牛顿第三定律的应用 3 一个物体静止的放在水平支持物上 试证明物体对支持面的压力的大小等于物体所受的 重力的大小 在证明过程中说出你的依据 用牛顿第三定律解释生活现象用牛顿第三定律解释生活现象 4 分析判断下面说法是否正确并说明理由 甲乙两对拔河 甲胜乙败 则甲对乙的作用力大于乙队甲的作用力 附录一附录一 牛顿第三定律 教材分析 本节重点是作用力和反作用力的概念和牛顿第三定律 学生在初中和高中第三章中已学过 力是物体间的相互作用 所以 理解牛顿第三定律的内容并不困难 应帮助学生理解作用力和反 作用力是一对性质相同的力 二者同时产生 同时消失 本节的难点为正确区分平衡力跟作用力 和反作用力 应让学生自主发现它们的区别 这样印象深刻 本节还适当安排了证明题 让学生 独立完成 对培养学生的推理能力大有好处 附录二附录二 牛顿第三定律 学生分析 学生在以前的学习中 容易形成死记硬背的习惯 所以对学生所学内容很可能只是机械记忆 第四章牛顿运动定律第 19 页 共 27 页 19 而没有深入的思考 因此教师应尽量放手让学生自己发现 探索 总结 例证等等 才能让学生 真正的抓住重点 突破难点 对于应用牛顿第三定律的证明题 学生更容易眼高手低 总觉得很 简单 但大部分学生证明过程不严格 语言叙述也不规范 这也是高考证明题得分不高的原因 所以教师应让学生独立完成 培养其推理能力 6 用牛顿定律解决问题 一 一 知识与技能一 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 教学过程教学过程 一 引入新课一 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 第四章牛顿运动定律第 20 页 共 27 页 20 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 进行新课二 进行新课 1 1 1 1 从受力确定运动情况 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 FN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