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文档简介
1、基于核心素养下的牛顿第二定律的教学设计教学目标:1、掌握牛顿第二定律的内容和公式的现实含义2、知道牛顿于加速度的关系3、在生活中,懂得牛二分析一些生活常识学习重点:1、掌握牛顿定律的相关计算2、理解牛顿第二定律的分析思维学习难点:在计算相关的计算是,对不同的物体进行不同的受力分析而分析出其运动状态。新课导入: 上一节课我们进行了 实验:探究加速度与力、质量的关系(该节课是牛顿第二定律的上一节课) 的相关课程,现在我们可以知道a (加速度)和m(质量)成反比。也知道a和f(力)成正比 。 那么我们可以到这条式子 f=kma&
2、#160; (k为一常数,使得m、a、f 在一定单位下成立)。那么条式子背后到底有什么奥秘呢?让我们进入到这一节课的学习。教学基本内容: 由第一章的牛一定律知道,力是改变物体运动状态的原因。 那么物体改变运动改变原有运动转态最直观的就是加速度不为零。 由上一节实验课我们知道的是,f=kma
3、; 具体是:(控制变量法) 对m不变:f增大a增大 对f不变:m增大a减小
4、; 那么可以推到得到f=kma (k为一常数,使得m、a、f 在一定单位下成立) 为了方便,可以让f 的单位为取n; m的单位取kg ;a 的单位取m/s2 从而得到k=1 而有了f=ma 探究牛顿定律第二定律的一些规律:牛顿第二定律:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。 因果性: “=”反应的是一种因果关系,在物理中“=”左边是原因,右边是结果
5、,所以可以知道,f 是产生a 的原因,而不是先有了a而有f.方向性:a 的方向和f 的方向是相同的(a矢量乘以m标量得到一个有个矢量f),所以知道f (合外力)就知道a 的方向,知道a 的方向就可以知道f 的方向。顺时性:a 是有f 决定的,在f 改变瞬间a 也跟着改变.同样的a改变了,也就反应了f 的变化。 当不是f的变化是a决定的,而是a反应了f 的变化。 相关考点:.独立性:把合外力分解成多个分力,那么每个方向的分力fn
6、都有一个同方向的,相对独立的a a的合成与合外力f 总的方向上的a相同。 相对性:对于不同的参考物(系)有不同的计算结果。v 和a是有参考才能反映出来的。 整体法与隔离法在牛顿定律中的应用 1 整体法: 在研究物理问题时, 在应用牛顿第二定律解题时, 有时为了方便, 可以取一组物体 (一 组质点)为研究对象。这一组物体一般具有相同的速度和加速度,但也可以有不同的速度和加速度。以质点组为研究对象的好处是可以不考虑组内各物体间的相互作用,这往往给解题带来很大方便。使 解题过
7、程简单明了。 把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法。采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体,也可以把几个物理过程作为一个整体,采用整体法可以避免对整体内部进行繁琐的分析,常常 使问题解答更简便、明了。 运用整体法解题的基本步骤: 明确研究的系统或运动的全过程. 画出系统的受力图和运动全过程的示意图. 寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解 2隔离法:把所研究对象从整体中隔离出来进行研究,最终得出结论的方法称为隔离法。可以把 整个物体隔离成几个部分来处理,也可以把整个过程隔离成几个阶
8、段来处理,还可以对同一个物体,同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素,使事物 的特征明显地显示出来,从而进行有效的处理。 运用隔离法解题的基本步骤:明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.选择原则是:一要包含待求量,二是所选隔离对象 和所列方程数尽可能少. 将研究对象从系统中隔离出来;或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来. 对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究,画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图. 寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解.
9、 3整体和局部是相对统一的,相辅相成的。 隔离法与整体法,不是相互对立的,一般问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交 叉运用,相辅相成.所以,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体分析,灵活运用.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量(即中间未知量的出现,如非待求的力,非待求的中间状态或过程 等)的出现为原则例题的讲解:典型例题:将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比,下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系图象,可能正确的是( )解析:加速度,随着的减小,减小,但最后不等于0.加速度越小,速度
10、减小得越慢,所以选c.点评:物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向,只要有合外力都有加速度。一般情况下,合外力与速度无必然联系,当合外力与速度同向时,物体加速,反之减速。反馈训练一:静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在力刚开始作用的瞬间,下列说法中正确的是( ) a、物体立即获得加速度和速度 b、 物体立即获得加速度,但速度仍为零 c、 物体立即获速度,但加速度仍为零 d、物体的加速度和速度均为零典型例题:如图所示,质量为m的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上减速运动,a与水平方向的夹角为.
11、求人所受到的支持力和摩擦力。 解析:以人为研究对象,他站在减速上升的电梯上,受到竖直向下的重力mg和竖直向上的支持力fn,还受到水平方向的静摩擦力ff,由于物体斜向下的加速度有一个水平向左的分量,故可判断静摩擦力的方向水平向左。人受力如图的示,建立如图所示的坐标系,并将加速度分解为水平加速度ax和竖直加速度ay,如图所示,则:ax=acosay=asin由牛顿第二定律得:ff=maxmg-fn=may求得ff fn点评:若物体的受力个数较多(3个或3个以上)一般采用正交分解,分解加速度而不分解力,此法一般是以某个力的方向为x 轴正方向。 课后小结:在我教我的学生过程中,很明显的感受到学生对于整体隔离法的运动不够熟悉。通常是不知道隔离什么,又把什么再归为整体。 我在之后教学就告诉他,运动公式来解题
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