2024-2025学年高中物理 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）教学实录 新人教版必修1

2024-2025学年高中物理4.7用牛顿运动定律解决问题（二）教学实录新人教版必修1主备人备课成员设计思路本节课以牛顿运动定律为基础，通过实际问题解决，引导学生深入理解牛顿第二定律。课程设计注重理论联系实际，结合课本实例，引导学生逐步掌握运用牛顿运动定律解决运动学问题的方法。通过课堂讨论、小组合作等形式，培养学生的科学思维和创新能力。核心素养目标分析本节课旨在培养学生科学探究能力、逻辑推理能力和科学态度与责任。通过分析实际问题，学生能够运用牛顿运动定律进行推理和计算，提升解决实际问题的能力。同时，引导学生理解物理规律与实际应用的联系，培养严谨的科学态度和勇于探索的精神。教学难点与重点1.教学重点，

①理解牛顿第二定律的物理意义，能够正确表达加速度、力和质量之间的关系；

②掌握运用牛顿第二定律解决匀变速直线运动问题，包括计算物体的加速度、速度和位移等。

2.教学难点，

①理解牛顿第二定律中加速度与合力、质量之间的关系，并能正确应用公式\(F=ma\)；

②分析实际问题时，能够准确识别物体受力情况，正确分解和合成力，以及处理非匀变速运动问题；

③在解决复杂问题时，能够运用牛顿运动定律与其他物理规律（如能量守恒定律、动量守恒定律）相结合，进行综合分析和计算。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，特别是包含牛顿运动定律相关章节的必修1教材。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如牛顿第二定律的动画演示、实际应用案例等。

3.实验器材：准备弹簧秤、滑轮、小车等实验器材，用于演示和验证牛顿第二定律。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，包括分组讨论区、实验操作台，确保学生能够舒适地进行讨论和实验操作。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

设计预习问题：围绕“牛顿第二定律及其应用”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“如何通过实验验证牛顿第二定律？”、“在非匀速直线运动中，牛顿第二定律如何应用？”等。

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解牛顿第二定律的基本概念和公式。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解牛顿第二定律及其应用，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示实际生活中的例子，如汽车加速、跳伞运动等，引出牛顿第二定律，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解牛顿第二定律的公式\(F=ma\)及其物理意义，结合实例帮助学生理解加速度、力和质量之间的关系。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同情境下的受力情况，应用牛顿第二定律解决问题。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“如何处理非匀速直线运动？”、“如何确定合力的方向？”等，进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，尝试应用牛顿第二定律解决实际问题。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解牛顿第二定律的知识点。

实践活动法：设计小组讨论和实际问题解决，让学生在实践中掌握应用牛顿第二定律的技能。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解牛顿第二定律，掌握其应用方法。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置与牛顿第二定律相关的练习题，如计算物体的加速度、速度和位移等，巩固学习效果。

提供拓展资源：提供与牛顿第二定律相关的拓展资源，如科学杂志、在线课程等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的牛顿第二定律知识点和技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展六、教学资源拓展

1.拓展资源：

1.1牛顿运动定律的历史背景和物理意义

-牛顿运动定律的提出过程，包括伽利略、开普勒等前人的贡献。

-牛顿运动定律在物理学发展史上的地位和影响。

1.2牛顿第二定律的应用领域

-牛顿第二定律在工程学、航空航天、力学、天体物理等领域的应用实例。

-牛顿第二定律在日常生活和科技产品中的应用，如汽车、飞机、机器人等。

1.3牛顿第三定律及其应用

-牛顿第三定律的表述和物理意义。

-牛顿第三定律在力学系统中的应用实例，如作用力与反作用力、碰撞等现象。

1.4牛顿运动定律与其他物理规律的关系

-牛顿运动定律与能量守恒定律、动量守恒定律之间的关系。

-牛顿运动定律与其他物理规律在复杂问题中的应用。

2.拓展建议：

2.1阅读书籍

-推荐阅读《牛顿传》，了解牛顿的生平和科学成就。

-阅读物理学史相关书籍，如《物理学的进化》等，了解牛顿运动定律的发展历程。

2.2观看视频

-观看科普视频，如《科学探索》系列，了解牛顿运动定律在各个领域的应用。

-观看实验演示视频，如“牛顿第二定律的验证实验”，理解实验原理和操作步骤。

2.3参与实验

-在学校实验室或家庭环境中，进行牛顿第二定律的实验，如测量物体的加速度、验证牛顿第三定律等。

-参加物理竞赛或科技活动，如机器人比赛、物理实验设计大赛等，提升自己的实践能力。

2.4撰写论文

-选择一个与牛顿运动定律相关的课题，进行深入研究，撰写论文。

-参加学术交流，如物理学术沙龙、科学论文答辩等，分享自己的研究成果。

2.5拓展学习

-学习其他物理规律，如能量守恒定律、动量守恒定律等，加深对牛顿运动定律的理解。

-学习数学知识，如微积分、线性代数等，为解决复杂物理问题提供数学工具。

2.6应用实践

-将所学知识应用于实际生活中，如设计简单的力学模型、解决日常生活中的物理问题等。

-关注科技发展，了解牛顿运动定律在现代科技中的应用，如航空航天、机器人、智能交通等。教学反思与总结今天这节课，我们学习了牛顿运动定律，特别是牛顿第二定律的应用。我觉得整体上，学生们对这一部分内容的掌握情况还是不错的，但也存在一些问题和不足，下面我就来和大家分享一下我的教学反思和总结。

首先，我觉得在教学过程中，我注重了理论联系实际，通过引入生活中的实例，让学生们更容易理解抽象的物理概念。比如，我用了汽车加速的例子来讲解加速度的概念，学生们很快就能够理解加速度是如何影响物体的运动的。这种教学方法收到了很好的效果，学生们参与度很高，课堂气氛活跃。

在教学策略上，我尝试了小组讨论和角色扮演的方式，让学生们在实践中学习。我发现，这种方式不仅提高了学生的积极性，而且能够培养他们的团队合作能力和沟通能力。例如，在解决一个复杂问题时，学生们需要分工合作，共同分析受力情况，这种合作学习的方式对他们的成长非常有帮助。

然而，我也发现了一些问题。比如，在讲解牛顿第二定律的公式\(F=ma\)时，有些学生对于公式的推导过程理解不够深入，导致在解决实际问题时，他们不能灵活运用公式。对此，我意识到需要在今后的教学中，更加注重公式的推导过程，让学生们理解公式背后的物理意义。

在教学管理方面，我发现课堂纪律有待加强。有些学生在课堂上分心，这影响了其他学生的学习。为了解决这个问题，我打算在接下来的教学中，更加注重课堂纪律的培养，通过设置一些小规则，让学生们明白遵守纪律的重要性。

当然，也存在一些不足。比如，对于一些学生的个别问题，我没有做到及时解答，这可能会影响他们的学习进度。针对这个问题，我计划在今后的教学中，更加关注学生的个体差异，对学习有困难的学生给予更多的关注和帮助。典型例题讲解例题1：一辆质量为200kg的汽车，以20m/s的速度行驶在水平路面上。假设汽车受到的阻力恒为200N，求汽车从开始刹车到停止所经过的距离。

解答：汽车受到的阻力恒为200N，根据牛顿第二定律\(F=ma\)，可以得到汽车的加速度\(a\)为：

\[a=\frac{F}{m}=\frac{200N}{200kg}=1\,\text{m/s}^2\]

由于汽车是匀减速直线运动，可以使用公式\(v^2=v_0^2+2ax\)来求解位移\(x\)，其中\(v\)为最终速度，\(v_0\)为初始速度。因为汽车最终停止，所以\(v=0\)：

\[0=20^2+2\cdot(-1)\cdotx\]

\[x=\frac{20^2}{2\cdot1}=\frac{400}{2}=200\,\text{m}\]

所以汽车从开始刹车到停止所经过的距离为200米。

例题2：一个质量为5kg的物体在水平面上受到一个30N的推力，同时受到一个与推力方向相反的摩擦力，物体移动了2秒后达到匀速运动。求物体的摩擦力大小。

解答：物体达到匀速运动时，受力平衡，即推力等于摩擦力。因此，摩擦力\(f\)的大小等于推力\(F\)的大小：

\[f=F=30\,\text{N}\]

所以物体的摩擦力大小为30牛顿。

例题3：一个质量为0.5kg的小球从高度为10m的地方自由落下，忽略空气阻力。求小球落地时的速度。

解答：小球自由落体运动，加速度\(g\)为重力加速度，取\(g=9.8\,\text{m/s}^2\)。使用公式\(v^2=v_0^2+2gh\)来求解落地速度\(v\)，其中\(v_0\)为初始速度（自由落体初速度为0）：

\[v^2=0+2\cdot9.8\cdot10\]

\[v=\sqrt{196}=14\,\text{m/s}\]

所以小球落地时的速度为14米每秒。

例题4：一个质量为3kg的物体沿水平面做匀加速直线运动，加速度为2m/s²。如果物体在3秒内的位移为15m，求物体的初始速度。

解答：使用公式\(s=v_0t+\frac{1}{2}at^2\)来求解初始速度\(v_0\)，其中\(s\)为位移，\(t\)为时间，\(a\)为加速度：

\[15=v_0\cdot3+\frac{1}{2}\cdot2\cdot3^2\]

\[15=3v_0+9\]

\[3v_0=6\]

\[v_0=2\,\text{m/s}\]

所以物体的初始速度为2米每秒。

例题5：一辆质量为1吨的火车以30m/s的速度行驶，突然刹车后，火车在100秒内停止。求火车刹车过程中的平均减速度。

解答：火车从30m/s减速到0m/s，用时100秒，可以使用公式\(v=v_0+at\)来求解平均减速度\(a\)，其中\(v\)为最终速度，\(v_0\)为初始速度，\(t\)为时间：

\[0=30+a\cdot100\]

\[a\cdot100=-30\]

\[a=-0.3\,\text{m/s}^2\]

所以火车刹车过程中的平均减速度为-0.3米每秒（负号表示减速）。课堂在课堂评价方面，我采用了多种方式来全面了解学生的学习情况，并及时发现并解决存在的问题。

1.提问评价

提问是课堂评价的重要手段之一。在课堂教学中，我会针对牛顿运动定律的相关知识点进行提问，以检查学生对知识点的理解和掌握程度。例如，我会提问学生牛顿第二定律的公式\(F=ma\)中各量的物理意义，或者要求学生解释在实际问题中如何应用该公式。通过观察学生的回答，我可以了解他们对知识点的掌握情况，并及时调整教学策略。

2.观察评价

课堂观察是我评价学生学习情况的重要