牛顿第二定律应用(一).doc

牛顿第二定律应用（一）利用F=ma求解加速度a厦门一中 杨学切一、教材分析分析1、本课时是为学生学完“牛顿第二定律”新课后设计的，是牛顿第二定律知识的初步应用习题课，也为解决“已知力求解运动和已知运动求解力”两类基本问题奠定基础，因此，该课时教材虽没有独立出一节教学内容，作为牛顿运动定律应用的重要前凑，设计这个课时是非常必要的。2、利用F=ma求解加速度a，学生往往感到很容易听懂与看懂，但并没有真正理解其中的物理思想和方法，也就出现独立解决问题时“难以下手”、“丢三落四”等现象。怎样才能让学生不是机械化模仿和简单记住解题步骤，而是真正做到“知其然，又知所以然”，这是本课时所要突破的难点。3.物理教师应该通过自己的工作，全局把握中学物理的思想、方法，能针对具体教学内容，去寻找一个既简单明了又能承载物理知识、物理思想和物理方法教学功能的知识切入点。然后在小小的知识点的教学中，小题大做，做精、做深、做透，让学生感到物理简单、好学，又可以真正领悟物理的思想和方法，能举一反三，融会贯通。日常习题教学智慧在于“简单问题深入化，复杂问题简单化”。二、 教学目标l、知识与技能： （1）掌握运用牛顿第二定律求解物体运动的加速度（2）能很好区别平衡状态与加速状态（3）能够求解水平面和斜面上物体加速运动的加速度2、过程与方法：(1)经过例题和变式题的训练，体会力的独立性、叠加性的物理思想(2)通过学生做题和教师讲评的交流，体验出“正交分解法”的意义和优点3、情感、态度与价值观：（1）通过变式训练，让学生感受简单问题中蕴涵着物理思想和方法（2）通过展示学生的解题过程，让学生体会同学的正确和错误方法都是自己很好的学习资源，养成相互交流的学习习惯和合作精神三、教学的重点难点 重点：掌握求解水平面和斜面上物体加速运动的加速度 难点：感悟牛顿第二定律知识的初步应用的物理过程、物理思想和方法 四、教学流程图问题探究：深入理解F=ma，为其应用教学作好准备例题1 知道竖直方向和水平方向的运动状态、受力状态相互独立F变式1理解F和f对物体作用的独立性;初步体会为什么建立直角坐标系Ff变式2理解建立直角坐标系的思想、方法和优点F变式3自主训练,反馈解决问题的物理过程、思想、方法掌握fF例题2理解a=gsin的思想和意义mgN变式1理解a=-gcos 的物理思想和意义；建立直角坐标系的方法和优点fmgN变式2在平衡态和加速态中找联系点,反馈解决问题的物理过程、思想、方法掌握fmgN总结提升，承前启后对物理思想、方法的归纳，提出加速度a是力与运动的中间桥梁的物理量，为后续教学做铺垫。比较比较比较五、 教学过程导入语：上节课我们利用实验探究出牛顿第二定律内容和表达式，并做一定理解。下面我们讨论交流两个问题，深入理解牛顿第二定律的内涵。（一）问题探究，引入课题问题1：从牛顿第二定律 F=ma 可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，可是我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律有否矛盾？为什么？探究：没有矛盾。经过分析可知，由于箱子受到的合力为0，故加速度为0，箱子仍保持不动。（主要教学目标：理解牛顿第二定律的独立性）问题2：根据牛顿第二定律判断下列说法正误：A.加速度和合力的关系是瞬间对应关系，即a与F同时产生、同时变化、同时消失。B.加速度的方向总是与合外力的方向相同。C.同一物体的运动速度越大，受到的合外力越大。D.物体的质量与它所受的合外力成正比，与它的加速度成反比。探究：A、B正确；C、D错误。（主要教学目标：A项：理解牛顿第二定律的瞬时性；有因果性而无先后关系。B项：理解牛顿第二定律的矢量性；理解力、加速度、速度三个矢量的方向关系。C项：理解牛顿第二定律的因果性；理解力、加速度、速度三个矢量的大小之间因果关系。D项：理解数学式子和物理公式的本质区别。）过渡语：一个物体一般要受到许多个力的作用，牛顿第二定律 F=ma中的F指合力，因此我们必须要受力分析；牛顿第二定律 F=ma中的a也是描述物体运动的一个物理量，因此，我们也可能需要对物体的运动做分析。综上所述，牛顿第二定律 F=ma是联系力和运动的中间桥梁，尤其是加速度a是个至关重要的量，下面我们来学习“牛顿第二定律应用（一）利用F=ma求解加速度a”（板书）（二）变式教学，螺旋上升例题1：质量m=5Kg的物体放在光滑水平面上，求物体在水平向右拉力F=20N作用下的加速度。（解答略。a=4m/s2）个别提问：学生叙述解题思路。教师追问：你为什么认为力F就是等于物体受到的合外力呢？师生交流：竖直方向：物体没有离开水平面，物体处于平衡状态，竖直方向合力为0。水平方向：物体做加速运动，只有一个拉力F，所以F就等于物体运动的合外力。教师点拨：竖直方向的运动状态和水平方向的运动状态、受力状态相互独立。（为下面教学作初步铺垫）变式1：质量m=5Kg的物体放在水平面上,已知物体和水平面间的动摩擦因素=0.2.求物体在水平向右拉力F=20N作用下的加速度。（解答略。a=2m/s2）个别提问：学生叙述解题思路。教师追问：拉力F产生的加速度的大小、方向？摩擦力f产生的加速度的大小、方向？合外力产生的加速度的大小、方向？师生交流：（略）教师点拨：物体受到的每一个力独立的使物体产生一个加速度，与物体受到的其他力无关，物体最终表现出来的加速度是合外力产生的加速度，或者说是各个实际加速度的合成。教师再次追问：如果你要给物体受力时，先建立一个坐标系，如何建立，为什么？（让学生体会直角坐标系研究动力学问题的思想方法和优点，为复杂问题做铺垫）变式2:质量m=5Kg的物体放在光滑水平面上，受到与水平方向成=37O角斜向右上方拉力F=20N作用.求物体加速度。（解答略。a=3.2m/s2）教师点拨：变式2和例题1及变式1的解题思想是相同的。对一般受力问题的动力学的研究方法受力分析的基础上，在直角坐标系中进行正交分解的方法。一般将x轴的方向与加速度的方向（合外力方向）相同。（是变式1中，“教师再次追问”的延伸与实践）将学生的解答过程，用实物投影仪投影展示。教师做出实时评价。变式3:质量m=5Kg的物体放在水平面上，受到与水平方向成=37O角斜向右上方拉力F1=10N作用,恰能在水平面上匀速运动.求当物体受到与水平方向成=37O角斜向右上方拉力F2=20N作用时的加速度。给学生一定的时间（约5分钟）独立解答。用实物投影仪投影展示；教师做出实时评价（关注：两个过程不同状态及他们的联系点；正交分解法的方法渗透）。为了规范解题过程，教师将标准解答用实物投影仪投影展示如下：N1f1mgF1xy图1N2f2mgF2xy图2解：如图1，物体做匀速运动由平衡条件：由（1）（2）（3）式解得：代入数据：得如图2，由牛顿第二定律：由平衡条件： 由（4）（4）（6）式解得：代入数据：得例题2:质量为m的物体,放在与水平方向成角的光滑斜面上.求物体运动的加速度.（解答略。a=gsin）个别提问：学生叙述解题思路。教师追问:物体在垂直斜面方向为什么是平衡状态？物体在垂直斜面方向只有支持力N怎样平衡？（体会物体由重力沿斜面向下的分力产生的加速度a=gsin的思想和意义）变式1:质量为m的物体,放在与水平方向成角的斜面上.已知物体和斜面间的动摩擦因素.求物体运动的加速度.(解答略。a=gsin-gcos)当=0.2、=37o时物体运动的加速度大小? (解答略。a=4.4m/s2)个别提问：学生叙述解题思路。教师追问: a=-gcos 的物理意义？（再次体会物体受力的独立性）教师点拨：变式1和例题2解题思想是相同的。一般将x轴的方向与加速度的方向（合外力方向）相同，尽管x轴是斜向下的方向，也无所谓！（将正交分解法变式让透彻学生感受方法的优点；也让学生明白物理的直角坐标系不一定“四平八稳”）变式2:质量为m=2Kg的物体,放在与水平方向成 =37o角的斜面上,恰能在匀速运动向下滑行.现给物体一个与斜面平行向上的力F=30N的拉力作用，求物体沿斜面向上运动的加速度. (解答略。a=3m/s2)给学生一定的时间独立解答或课后作业。（将牛顿运动定律应用的典型例子让学生独立去操作，既是对前面的解题过程、思想、方法的巩固，又是课堂教学情况的反馈。实践证明，此题虽有综合性和复杂性，但有简