高中物理-用牛顿运动定律解决问题教学设计学情分析教材分析课后反思

用牛顿定律解决实际问题【学习目标】1.能运用牛顿定律解答一般的动力学问题。2.理解运用牛顿定律解题的基本思路和方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况的分析，然后用牛顿定律把二者联系起来。3.在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法，比如如何建立适当的坐标系进行解题等。【教学重点】运用牛顿定律解决动力学问题的基本思路和方法【教学难点】物体受力以及运动状态的分析应用正交分解法解决问题【教学方法】新课教学环节：复习导入—展现学习目标—案例分析—实践体验—交流总结【教学环节】复习牛顿定律以及运动学知识（3分钟）牛顿第一定律：2.牛顿第二定律：3.牛顿第三定律：4.运动学基本公式： v－t： x－t： v－x：展现学习目标（1分钟）案例分析（10分钟）第一类：已知物体受力情况，求解运动情况例题1、一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡倾角为37°，滑雪板与雪地的动摩擦因数为0.4，求：（1）滑雪人5s末的速度大小；（2）滑雪人5s内滑下的路程。(sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)解：GFGFNFf由于物体是沿着山体方向即斜面方向滑动，所以合力方向为沿斜面向下G1G2v37°xy以滑雪为研究对象进行受力分析，建立如图坐标系，列出表达式，Fx＝FN－Gcos37°＝0Fy=Gsin37°－Ff=maFf=μFN根据牛顿第二定律：F合＝ma，得a＝Fy/m=g（sin37°-μcos37°）=2.8m/s2再由运动学规律：得vt＝2.8×5m/s=14m/sx=0.5x2.8x52m＝35m答：物体5s末的速度为14m/s物体5s内的路程为28m实践体验（6分钟）练习：一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在10N的推力作用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力是4N，求：物体在4s末的速度和4s内的位移。合作讨论以上两个实例的共同点（3分钟）由研究对象的受力入手，求得它运动的加速度，然后再利用运动学公式去求相关的运动物理量第二类：已知物体运动情况，求解受力情况（12分钟）例题2、一个滑雪人，质量为m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡加速滑下，山坡倾角为30°，在t＝5s的时间内滑下的位移为s＝60m，求：滑雪人受到的阻力多大。解：由运动学公式：x＝v0t＋0.5at2得：根据牛顿第二定律：F合＝ma，结合物体的受力情况：F合＝G2－Ff，得：Ff＝G2－F合＝mg·sin30°－ma＝75N答：物体受到的阻力为75N。点拨：由研究对象的运动情况入手，求得它运动的加速度，然再利用牛顿第二定律去求合力，再通过受力分析，结合力的合成或分解，以及正交分解求出所需要求的力。练习：从静止开始做匀加速直线运动的汽车，经过t=10s，发生的位移x=30m.已知汽车的质量m=4×103kg，牵引力F=5.2×103N.求：运动过程中汽车所受的阻力大小？【交流总结】应用牛顿运动定律处理的两类基本问题已知力求运动：知道物体受到的作用力，应用求，如果再知道物体的初始运动状态，应用公式就可以求出物体的运动情况求任意时刻的位置和速度，以及运动轨迹。已知运动求力：知道物体的运动情况，应用公式求出物体的加速度，再，推断或者求出物体的情况。两类基本问题的解题步骤确定研究对象，明确物理过程；分析研究对象的受力情况和运动情况，必要时画好受力图和运动过程示意图；根据牛顿第二定律和运动学公式列方程；合力的求解常用合成法或正交分解法；要特别注意公式中各矢量的方向及正负号的选择，最好在受力图上标出研究对象的加速度的方向；（4）求解、检验，必要时需要讨论。学情分析：高一学生观察和概括能力有明显的发展，思维比较活跃，思维方式也正由经验型向理论型转变。能够运用假设推理来思考解决问题。另外本节内容在牛顿定律知识，力学和运动学知识学完基础上，运用所学知识提高学生的综合应用能力。效果分析：知道运用牛顿运动定律解题的方法进一步学习对物体进行正确的受力分析形成积极思维，解题规范的良好习惯教材分析：牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律，是动力学的基础，是高一教材的重点和中心内容；本节是在学习了力的知识，运动学知识和牛顿运动定律之后，运用这些知识分析解决动力学问题的一般思路和方法，综合性较强，为学生学好整个物理学奠定基础,提高学生的科学素质。学业分层测评(二十三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．用30N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为20kg的物体，力F作用3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是()A．v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2B．v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2C．v＝4.5m/s，a＝0D．v＝7.5m/s，a＝02．假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比，未洒水时，做匀速行驶，洒水时它的运动将是()A．做变加速运动B．做初速度不为零的匀加速直线运动C．做匀减速运动D．继续保持匀速直线运动3．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如下图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是()4．如图4­6­7所示，物块以初速度v0从底端沿足够长的光滑斜面向上滑行，不考虑空气阻力，则该物块在斜面上运动全过程的v­t图象是()图4­6­75．(多选)如图4­6­8所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是()图4­6­8A．物体一直受到摩擦力作用，大小为μmgB．物体最终的速度为v1C．开始阶段物体做匀加速直线运动D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右6．(多选)某同学在家中玩用手指支撑盘子的游戏，如图4­6­9所示，设该盘子的质量为m，手指与盘子之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法中正确的是()图4­6­9A．若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动，则手对盘子有水平向左的静摩擦力B．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为mgC．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为eq\r(（mg）2＋（μmg）2)D．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，要使得盘子相对手指不发生滑动，则加速度最大为μg7．一质量为0.8kg的球固定在支杆AB的上端，支杆AB的下端固定在升降机上，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，如图4­6­10所示，己知绳的拉力为6N，g取10m/s2，则以下说法正确的是()图4­6­10A．若升降机是静止状态，则AB杆对球的作用力大小为6NB．若升降机是静止状态，则AB杆对球的作用力大小为8NC．若升降机是加速上升，加速度大小5m/s2，则AB杆对球的作用力大小为6eq\r(5)ND．若升降机是减速上升，加速度大小5m/s2，则AB杆对球的作用力大小为6eq\r(5)N8．某飞机场利用如图4­6­11所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A、B的距离L＝10m，传送带以v＝5m/s的恒定速度匀速向上运动．在传送带底端A轻放上一质量m＝5kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝eq\f(\r(3),2).求货物从A端运送到B端所需的时间．(g取10m/s2)图4­6­11[能力提升]9．如图4­6­12在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向．则()图4­6­12A．环只受三个力作用B．环一定受四个力作用C．物体做匀加速运动 D．悬绳对物体的拉力小于物体的重力10．如图4­6­13所示，左右带有固定挡板的长木板放在水平桌面上，物体M放于长木板上静止，此时弹簧对物体的压力为3N，物体的质量为0.5kg，物体与木板之间无摩擦，现使木板与物体M一起以6m/s2的加速度向左沿水平方向做匀加速运动时()图4­6­13A．物体对左侧挡板的压力等于零B．物体对左侧挡板的压力等于3NC．物体受到4个力的作用D．弹簧对物体的压力等于6N11．楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，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＝10N，刷子的质量为m＝0.5kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4m，取sin37°＝0.6，试求：图4­6­14(1)刷子沿天花板向上的加速度大小．(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．12．如图4­6­15甲所示，在粗糙的水平地面上，放有一块质量为m＝1kg，初速度为v0的木块，现在加水平恒力F，方向与初速度的方向在同一条直线上，通过实验发现不同的F，物块在地面运动的时间t不同，且当－2N≤F＜2N时，eq\f(1,t)与F的关系如图乙所示(设v0的方向为正、滑动摩擦力等于最大静摩擦力)，则甲乙图4­6­15(1)物块的初速度为多少？(2)物块与地面间的动摩擦因数为多少？(3)物块运动的时间t可能等于0.4s吗？说明原因．课后反思：1.本堂课采用PPT和板书结合的方式进行授课，通过两个实例的形式展现牛顿运动定律如何解决实际问题，先引导学生进行分析，再从实践过程中体会解决动力学问题的基本思路和方法，同时能够提升学生的逻辑思