高三物理第一轮复习牛顿运动定律教案

高三物理第一轮复习牛顿运动定律教案一、教学目标1.知识与技能目标深入理解牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律的内容、含义及适用条件。熟练掌握运用牛顿运动定律解决动力学两类基本问题（已知受力求运动、已知运动求受力）的方法和步骤。能够综合运用牛顿运动定律和运动学公式解决较为复杂的动力学问题，如连接体问题、多过程问题等。2.过程与方法目标通过对牛顿运动定律的复习，培养学生分析问题、解决问题的逻辑思维能力，学会运用隔离法和整体法对物体进行受力分析。在解决动力学问题的过程中，引导学生掌握解题的一般思路和方法，提高学生运用数学工具处理物理问题的能力。3.情感态度与价值观目标体会物理规律的简洁美和普适性，激发学生学习物理的兴趣。通过对实际问题的分析和解决，培养学生的科学态度和勇于探索的精神，增强学生将物理知识应用于实际的意识。二、教学重难点1.教学重点牛顿三大定律的理解和应用。运用牛顿运动定律解决动力学两类基本问题的方法。2.教学难点对牛顿第一定律中惯性概念的理解。灵活运用牛顿运动定律和运动学公式解决复杂的动力学问题，特别是连接体问题和多过程问题中的受力分析和运动过程分析。三、教学方法讲授法、讨论法、练习法相结合，通过典型例题的讲解和分析，引导学生思考、讨论，掌握解题方法和技巧，然后通过课堂练习及时巩固所学知识。四、教学过程（一）导入（5分钟）通过回顾上节课复习的运动学知识，提问学生运动状态的改变与什么因素有关，从而引出本节课的主题牛顿运动定律，激发学生的学习兴趣和求知欲。（二）知识梳理（20分钟）1.牛顿第一定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。意义：揭示了物体具有惯性，惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。指出了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。惯性的理解：质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。惯性不是力，不能说"受到惯性作用"或"惯性力"，只能说"具有惯性"。2.牛顿第二定律内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。表达式：F=ma理解要点：矢量性：F、m、a都是矢量，加速度a的方向与合外力F的方向始终相同。瞬时性：力与加速度同时产生、同时变化、同时消失。同体性：F、m、a是对同一物体而言的。独立性：作用在物体上的每个力都各自独立地产生一个加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。3.牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。表达式：F=F'理解要点：作用力和反作用力具有同时性、同性性（力的性质相同）、异物性（作用在两个不同物体上）。作用力和反作用力分别作用在两个物体上，各自产生效果，不能相互抵消。（三）典型例题分析（30分钟）1.牛顿第一定律的应用例1：如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球（m1＞m2），两小球原来随车一起匀速运动。当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球（）A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.无法确定分析：车突然停止前，两小球和车一起做匀速直线运动，两小球在水平方向不受力。车突然停止后，两小球由于惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，所以它们之间的距离不变，一定不相碰。答案选B。通过本题，引导学生理解惯性的概念，明确物体在不受外力时将保持原来的运动状态。2.牛顿第二定律的应用例2：质量为2kg的物体，在水平恒力F的作用下，由静止开始在水平地面上做匀加速直线运动，物体与地面间的动摩擦因数为0.25，5s内的位移为25m，求力F的大小。（g=10m/s²）分析：首先根据运动学公式\(x=\frac{1}{2}at²\)求出加速度a。已知\(x=25m\)，\(t=5s\)，代入可得：\(25=\frac{1}{2}a×5²\)，解得\(a=2m/s²\)。然后对物体进行受力分析，物体受重力mg、支持力N、水平恒力F和摩擦力f。根据牛顿第二定律\(F_{合}=ma\)，可得\(Ff=ma\)。其中\(f=μN=μmg\)，已知\(m=2kg\)，\(μ=0.25\)，\(g=10m/s²\)，则\(f=0.25×2×10=5N\)。将\(m=2kg\)，\(a=2m/s²\)，\(f=5N\)代入\(Ff=ma\)，可得\(F5=2×2\)，解得\(F=9N\)。通过本题，让学生掌握运用牛顿第二定律解决已知受力求运动问题的一般步骤：先根据运动学公式求出加速度，再对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律列方程求解。例3：一物体在水平面上由静止开始在水平恒力F作用下运动ts，ts末撤去该力，物体又经过2ts停止运动，在此过程中，物体受到的摩擦力大小为f，则（）A.F与f大小之比为3∶1B.F与f大小之比为3∶2C.物体的最大动能为\(Ft²/3m\)D.物体的最大动能为\(4Ft²/9m\)分析：设物体在力F作用下的加速度大小为\(a_1\)，撤去力F后的加速度大小为\(a_2\)。根据牛顿第二定律，有\(Ff=ma_1\)，\(f=ma_2\)。物体在力F作用下做匀加速直线运动，末速度为\(v=a_1t\)；撤去力F后做匀减速直线运动，初速度为v，末速度为0，运动时间为2t，则\(0=va_2×2t\)，即\(v=2a_2t\)。所以\(a_1t=2a_2t\)，可得\(a_1=2a_2\)。将\(a_1=2a_2\)代入\(Ff=ma_1\)和\(f=ma_2\)中，可得\(Ff=2f\)，则\(F=3f\)，即F与f大小之比为3∶1，A正确，B错误。物体的最大动能出现在撤去力F的瞬间，此时速度为\(v=a_1t\)。由\(Ff=ma_1\)，\(f=ma_2\)，\(a_1=2a_2\)，可得\(F=3f\)，\(a_1=\frac{Ff}{m}=\frac{2f}{m}\)。则最大动能\(E_{kmax}=\frac{1}{2}mv²=\frac{1}{2}m(a_1t)²=\frac{1}{2}m(\frac{2f}{m}t)²=\frac{2f²t²}{m}\)。又因为\(F=3f\)，所以\(f=\frac{F}{3}\)，则\(E_{kmax}=\frac{2(\frac{F}{3})²t²}{m}=\frac{2F²t²}{9m}\)，C、D错误。本题考查了牛顿第二定律在多过程问题中的应用，通过分析物体在不同阶段的受力和运动情况，找出加速度之间的关系，进而求解相关物理量。3.牛顿第三定律的应用例4：一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了。对这个过程中作用于双方的力的关系，正确的说法是（）A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大B.大人拉小孩的力不一定比小孩拉大人的力大C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等D.只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大分析：大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，它们大小一定相等，方向相反，且作用在同一条直线上。答案选C。通过本题，让学生明确作用力和反作用力的关系，无论物体的运动状态如何，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。（四）课堂小结（5分钟）1.回顾牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律的内容、含义及适用条件。2.总结运用牛顿运动定律解决动力学两类基本问题的方法和步骤。3.强调在解决复杂动力学问题时，要注意受力分析和运动过程分析，灵活运用隔离法和整体法。（五）课堂练习（15分钟）1.下列关于惯性的说法中，正确的是（）A.物体只有在静止或做匀速直线运动时才有惯性B.物体运动速度越大，其惯性也越大C.太空中的物体没有惯性D.不论物体运动与否，受力与否，物体都具有惯性2.质量为m的物体放在水平面上，在与水平方向成θ角的拉力F作用下由静止开始运动，经过时间t速度达到v，在这段时间内拉力F和重力mg的冲量大小分别为（）A.Ft，0B.Ftcosθ，mgtC.Ft，mgtD.Ftcosθ，03.如图所示，水平地面上有一质量为m的物体，在水平恒力F作用下由静止开始做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则物体所受的合力大小为（）A.FB.FμmgC.F+μmgD.mg4.一个物体受几个力的作用而处于静止状态，若保持其余几个力不变，而将其中一个力F逐渐减小到零，然后又逐渐增大到F（方向不变），在这个过程中，物体的（）A.加速度始终增大，速度始终增大B.加速度始终减小，速度始终增大C.加速度先增大，后减小，速度始终增大直到一定值D.加速度和速度都是先增大后减小5.如图所示，质量为m的物块与水平转台之间的最大静摩擦力为物块重力的k倍，物块与转轴相距R，物块随转台由静止开始转动，当转速缓慢增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到相对滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为（）A.0B.\(2πkmgR\)C.\(kmgR\)D.\(\frac{1}{2}kmgR\)学生完成练习后，教师进行点评，针对学生出现的问题进行详细讲解，巩固所学知识。（六）课后作业1.复习本节课所学内容，整理笔记。2.完成课后习题中与牛顿运动定律相关的题目。3.思考并总结运用牛顿运动定律解决动力学问题时常见的错误及注意事项。五、教学反思通过本节课的复习，学生对牛顿运动定律有了更深入的理解和掌握，能够熟练运用牛顿运动定律解决动力学两类基本问题。在教学过