《运动和力的关系复习》教案

《运动和力的关系复习》教案教学目标教学目标：1.回顾本章主要内容，建立概念、规律之间的联系。2.梳理本章重要的研究思想与方法，培养科学思维。3.运用牛顿运动定律解决问题：（1）探究加速度与力、质量关系实验中小车受力的问题（2）设计“加速度计”。教学重点：梳理研究思想与方法。教学难点：设计“加速度计”。教学过程时间教学环节主要师生活动0.5分钟环节一：引入教师：同学们好，这节课我们来复习必修1的第四章——运动和力的关系。我们将分成三个部分来进行：知识梳理与整合，研究思想与方法，应用与体会。3分钟环节二：知识梳理与整合（回顾人们对运动与力关系的认识的历史）教师：人们对运动与力关系的认识经历了漫长而曲折的过程。历史上，有许多科学家作出了杰出的贡献。这里我们着重提四位人物……（回顾牛顿运动定律）教师：牛顿第一定律又叫惯性定律。它指出，……（对牛顿第二定律的理解）教师：牛顿第二定律的表达式是F=ma，这个公式左边是力，右边有加速度，涉及运动。它将力和运动联系了起来。一方面，我们可以从物体的受力情况出发，推知物体的运动情况；反过来，也可以根据物体的运动情况得知物体的受力情况。在这中间，起到沟通运动和力的桥梁作用的正是牛顿第二定律。F=ma是一个瞬时表达式，F与a具有“同时产生、同时变化、同时为零”的瞬时对应关系。表达式中，F与a都是矢量，它们不仅在数量上，而且在方向上也有对应关系。牛顿第二定律的表达式也可以按某一方向去写。此外还需要注意的是，牛顿第二定律仅在惯性参考系中成立。11分钟环节三：研究思想与方法（理想实验）教师：下面我们来梳理本章重要的研究思想与方法。这一章一个重要的思想方法是理想实验……（实验探究）教师：（控制变量法）本章另一个重要的研究方法是科学探究。我们通过实验来探究加速度与力、质量的关系。在研究某个物理量和多个变量的关系时，我们往往采用控制变量法……学生活动：（实验设计）实验的整体思路确定后，我们需要考虑如何测量相关的物理量。我们研究的对象是小车。小车的质量可以通过天平测得。另外两个物理量需要我们重点考虑。一是如何给小车提供恒力F并测量力的大小？二是如何测量小车的加速度a？学生活动：（数据处理）实验得到的数据需要进行处理。为了更直观地分析，我们用图像来处理数据……对于a与m，我们猜测a与m成反比，那么如何通过图像来检验我们的猜想呢？（整体与隔离）学生活动：在应用牛顿运动定律分析问题时，第一个步骤是选择研究的对象。在前面的课上我们分析了冰壶的运动、滑雪者的运动，在这些问题情境中运动的物体只有一个，研究对象很明确。如果在问题情境中有多个物体时，选择哪个物体作为研究对象就是需要认真思考的问题了。我们来看一道例题……例：物块A、B的质量分别为mA和mB，两者放在光滑的水平面上，在水平推力F的推动下沿水平面运动。A、B两物块间的压力FN是多大？8分钟环节四：应用与体会（小车所受拉力分析）教师：接下来我们应用牛顿运动定律解决前面的一个遗留问题。在探究加速度与力、质量关系的实验中，我们用槽码通过滑轮牵引小车。我们说小车所受的拉力可近似认为与槽码所受的重力相等，前提是槽码的质量比小车的质量小很多。为什么说是近似相等呢？为了讨论方便，我们假设小车在光滑的水平面上运动，设小车的质量为m，槽码的质量为m0，绳的拉力为FT。我们分别以小车和槽码为研究对象，可以做出这样的受力分析图。槽码和小车都沿着绳运动，加速度a的大小相同。为了求解拉力FT，我们分别研究槽码和小车，列出牛顿第二定律的方程……（设计“加速度计”）学生活动：下面我们看一个实际问题：设计一个“加速度计”，用来测量地铁起动时的加速度。地铁启动时沿水平方向加速。但是加速度不容易直接测量。那么，能否通过一定手段，把加速度转化成容易测量的物理量呢？根据牛顿第二定律，加速度是和力相联系的。我们可以通过一些手段测出物体受力，那么加速度就容易知道了。请同学们先尝试自己设计方案。教师：下面我们来看看同学们的想法。一位同学设计的方案是利用弹簧的弹力……另一位同学想到了我们之前研究过的一个模型。悬线偏离竖直方向的角度θ与车的加速度大小相关。据此，他设计出右图这样的装置……1分钟环节五：小结教师：本章综合了前三章的知识，研究的问题主要是物体的直线运动。但是，对于运动和力关系的讨论并不限于直线运动。我们将会在必修2的学习中看到，牛顿运动定律也适用于曲线运动。届时，我们会用牛顿运动定律讨论两种典型的曲线运动：抛体运动和圆周运动。我们会发现，各种复杂运动竟遵循同样的规律，而这规律又是如此的简洁深刻。这正是物理学的魅力所在。以上就是我们对运动和力的关系这一章的复习。希望同学们通过这一章的学习，能够加深对运动和力关系的理解，为后续的学习打好基础。今天的课就上到这里，同学们再见！课后练习1．伽利略的斜面实验说明了A．要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止B．要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体就运动C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态D．物体不受外力作用时总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态2．1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验，实验时，用双子星号宇宙飞船m1，去接触正在轨道上运行的火箭组m2(发动机已熄灭)。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭组共同加速．推进器的推力等于850N，测出飞船和火箭组的加速度为0.13m/s2。双子星号宇宙飞船的质量为3400kg，则火箭的质量为________．3．如图所示，物体质量为2kg，静置于水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为0.5，用大小为20N、方向与水平方向成37°的拉力F拉动物体，物体运动4s后，撤去力F，到物体最后停下来，g取10m/s2。求：(1)物体前4s运动的加速度大小；(2)撤去力F后，物体运动的加速度大小；(3)物体共前进了多少?4．如图所示，质量为2m的物块A与质量为m的物块B置于水平面上，在已知水平推力F的作用下，A、B做加速运动．