高中物理人教必修一《3 牛顿第二定律》集体备课教案教学设计

1、第 PAGE 13 页 共 NUMPAGES 13 页 课 时 教 案第 四 单元 第 4 案 总第 案课题： 4.3.2牛顿第二定律（习题课2或3课时） 年 月 日教学目标 核心素养物理观念：理解牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义；科学思维： 灵活依据物体的运动情况分析受力，进行合成或分解；科学思维：掌握牛顿运动定律解动力学问题的基本思路、方法；科学探究： 教学重点1、依据运动情况对物体受力分析2、牛顿第二定律的灵活应用3、教学难点1、物体的受力分析，合成、分解2、牛顿第二定律的灵活应用3、高考考点课 型新授教 具教 法教 学 过 程教学环节教师活动预设学生活动预设课前复习：1怎样对物体受

2、力分析，怎样求合力。2匀变速直线运动的规律3牛顿第二定律的内容、表达式含义。课前练习：如图所示，一个物体从固定斜面的顶端由静止开始下滑，斜面倾角=300，重力加速度g取10m/s2.若斜面光滑，则物体下滑过程中的加速度是多大？若斜面不光滑，物体与斜面间的动摩擦因数 ，物体教学环节教师活动预设学生活动预设下滑过程中的加速度又是多大？解：（略），师生共同完成，主要规范步骤，总结解题步骤。一、牛顿运动定律应用的解题步骤。确定研究对象进行受力分析和运动状态分析，画出受力图，明确运动性质和运动过程。正交分解，根据定律列方程统一单位，代入数据求解必要时，对解的结果加以说明或讨论。应用牛顿运动定律解题的常用

3、方法、力的合成法根据牛顿第二定律的矢量性，加速度的方向就是合外力的方向。所以当物体受两个力作用而产生加速度时，根据合外力的方向准确作出平行四边形，求出合力，再根据合力与加速度方向的一致性，可判出加速度的方向，反之亦然。再根据有关的角度或长度，由几何知识求解。例1如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8） 求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况 求悬线对球的拉力解：（略）教学环节教师活动预设学生活动预设变式1：如图，光滑半圆形槽，半径为R，槽内有一质量为m的小球，距

4、槽底高度为h，求槽运动的方向和加速度。解：（略）变式2：质量为M，倾角为的光滑楔形木块静止在水平桌面上，与桌面间的动摩擦因素为，质量为m的物块置于楔形木块上，为保持物块相对斜面静止，可用水平力F推楔形木块，求水平推力的大小。解：（略）2如图所示，一倾角为的斜面上放着一小车，小车上吊着小球m，小车在斜面上下滑时，小球与车相对静止共同运动，当悬线处于下列状态时，分别求出小车下滑的加速度及悬线的拉力.悬线沿竖直方向；悬线与斜面方向垂直；悬线沿水平方向.解题的难点是几何关系的应运用解题的关键在于能否正确理解“保持物块相对斜面静止”。本题应从受力着手，结合运动状态确定加速度，再求出悬线拉力。教学环节教师

5、活动预设学生活动预设正交分解法：正交分解法是把矢量分解到两个互相垂直的坐标上的方法，当物体受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时，一般都用正交分解法。表示方法：Fx = F1x+ F2x + F3x + = maxFy = F1y+ F2y + F3y + = may为减少矢量的分解，在建立直角坐标系时，确定坐标轴常有以下两种方法：分解力：以加速度方向为x轴的正方向，y轴与加速度方向垂直，沿坐标轴方向分解力。牛顿第二定律的表达式为Fx =ma，Fy =0。这种方法我们经常使用。3.质量为m的物体放在倾角为斜面上，从以某一初速度开始下滑，下滑过程中斜面始终静止不动。求：物体的加速度。若在m

6、上放一物体m后一起下滑，求它们共同的加速度。若在m上施加一个竖直向下过重心的力，则加速度怎样变化变式：如图所示，质量为m的物体以某一初速度v滑上倾角为的斜面上，斜面保持不动，求物体上滑的加速度的大小。教学环节教师活动预设学生活动预设4.质量为m的木块在水平拉力作用下沿粗糙斜面上加速上升，加速度为a，已知斜面倾角为，木块和斜面间的动摩擦因数为，求推力F的大小。（重力加速度g）5.小车静止在光滑水平面上，车内两绳子系住一物体m，如图。若小车向左加速，判定绳中张力的变化情况。ABm若小车向右加速运动，绳中张力怎样变化。变式：如图，m静止于斜劈上，对劈施一水平推力F使系统加速运动，当F逐渐增大，在m相

7、对斜劈运动前，确定m受到的支持力N和摩擦力f的变化情况。（也可以分解加速度）分解加速度：物体所受的几个力分别在互相垂直的两个方向上，且与加速度方向不同，此时以力所在的两个方向建立直角坐标系。牛顿第二定律的表达式Fx =max和Fy =may。教学环节教师活动预设学生活动预设6.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向上加速运动，a与水平方向的夹角为求人受到的支持力和摩擦力。总结：无论分解力还是分解加速度，没有本质的区别，二者是通用的，只是为了尽可能分解少的矢量来决定分解力还是分解加速度。（分解加速度时也要分解力）分解力时以加速的方向为一个坐标轴方向，另一个方向合外力为零，而分解

8、加速度时两个方向的合外力都不为零。二、瞬时性问题分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时状态前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意两种基本模型的建立。 钢性绳（或接触面）：认为是一种不发生明显形变就可产生弹力的物体，若剪断（或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间。轻弹簧（或橡皮绳）：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小可以看成不变。1.如图所示，质量分别为mA和mB的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细绳悬挂起来，两球均处于静止状态。如果将悬挂A球的细绳剪断，此时A和B两球的瞬时加速度各是多少?教学环节教师活动预

9、设学生活动预设2.如图所示，质量为m的小球在水平细线和与竖直方向成角的弹簧作用下处于静止状态，剪断细线的瞬间，试求小球的加速度大小及方向。3.一轻质弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm，再将重物向下拉1cm，然后放手，则在刚放手的瞬间，重物的加速度大小为（ ）（g=10m/s2）A.12.5 m/s2 B.10 m/s2 C.7.5 m/s2 D.2.5 m/s24.如图所示，木块A与B用一轻弹簧相连，竖直放在木块C上，三者静止于地面，它们的质量之比是123，设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时，求木块A和B的加速度。5.光滑的水平面上有一质量为m=1kg的小球，

10、小球与水平轻弹簧和与水平面成=30的角的轻绳的一端相连，如图所示，此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断绳的瞬间，小球的加速度大小及方向如何？此时轻弹簧的弹力与水平面对球的弹力的比值为多少？（g=10m/s2）教学环节教师活动预设学生活动预设四.整体法、隔离法分析连接体问题1.连结体一般是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统。2.解决方法整体法与隔离法当物体间相对静止，具有共同的加速度时，就可以把它们作为一个整体，通过对整体所受的合外力列出整体的牛顿第二定律方程。当需要计算物体间 (或一个物体的各个部分)的受力情况，画出隔离体的受力图，列出牛顿第二定律方程。具体问题

11、中常需要交叉运用整体法和隔离法，有分有合，从而可迅速求解。（一）加速度相同的连接体1.如图所示，质量相等的五个木块，并排放在水平地面上，当用水平力F推第1个木块时，求：第2块推第3块、第3块推第4块的力分别是多大？展示连接体的模型，让学生初步认识连接体。题目中没明确地面是否光滑，所以要引导学生全面考虑。教学环节教师活动预设学生活动预设变式1.如图所示，水平面上有质量分别为m1和m2的甲、乙两木块，两木块中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，现用一水平力F向左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时，两木块之间的距离是（ ）A.L+ B. C. L- D. L+变式2.如图所示，两个质量分

12、别为m1=2kg、m2=3kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻弹簧测力计相连接。两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上则（ ）A.它们的加速度大小为2m/s2 C.弹簧秤的示数是26N B.它们的加速度大小为10m/s 2D.弹簧秤的示数是50N2.置于斜面上的相同材料的1、2两个物体用轻绳连接，两物体的质量分别为m1、m2，在物体2上施加一平行于斜面的外力F，使两物体沿斜面向上做匀加速直线运动。求：两物体间细绳拉力的大小可拓展：如果用力F去拉乙木块，两木块间距离是多少。教学环节教师活动预设学生活动预设变式：.如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻

13、线连接放在倾角为的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面的动摩擦因数均为，为了增加轻线上的张力,可行的办法是（ ）A.减小A物块的质量 B.增大B物块的质量C.增大倾角 D.增大动摩擦因数3.在倾角为的固定光滑斜面上，叠放着质量分别为mA和mB的物体A、B，如图所示。A、B之间摩擦系数为。若A、B之间没有相对滑动，而共同沿斜面下滑。则A、B之间摩擦力的值应是 。（可讨论斜面不光滑的情况）变式1.物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行（如图），当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时（ ）A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B.

14、A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C.A、B之间的摩擦力为零 D.A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质教学环节教师活动预设学生活动预设变式2.如图所示，两个同种材料制成的物体A、B中间用一个不计质量的轻杆相连。A、B的质量分别为m1、m2，与斜面间的滑动摩擦系数为.，当它们在斜面上加速下滑时，关于杆的受力情况，以下说法正确的是（ ）A.杆一定受到压力 B.若m1m2，则杆受到压力C.若m1m2，则杆受到拉力 D.杆既不受拉力也没有压力变式3.如图所示，固定在水平面上的斜面倾角为，长方体木块A的质量为M，其PQ面上钉着一枚小钉子，质量为m的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与PQ面平行且与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因数为，以下说法正确的是（ ）A.若木块匀速下滑，则小球对木块的压力为零B.若木块匀速下滑，则小球对木块的压力为mgsinC.若木块匀加速下滑，则小球对木块的压力为零D.若木块匀加速下滑，则小球对木块的压力为mgcos教学环节教师活动预设学生活动预设（二）加速度大小相等、方向不同的连接体.3.不计绳、滑轮的质量和一切摩擦，物体M在m的作用下从静止开始运动。求：运动过程中M的加速度的大小。现以一恒力F代替物体m，使M在相同的时间内