牛顿运动定律的应用 说课 课件

物理必修一第四章运动与力的关系第五节牛顿运动定律的应用安徽省宁国中学叶晟教材分析学情分析教学流程教学目标及重难点说课目录教学过程教学反思010203040506教材分析《牛顿运动定律的应用》是《普通高中物理课程标准（2019年版2020年修订）》的必修教程必修一中第四章的第五节。本章在前面学习的基础上进一步研究运动与力的关系，本节则是综合前面学习的基础知识和本章学习的基础规律，代入到实际情境中应用，具有承上启下的作用。分析受力→求出合力→利用牛顿第二定律求加速度→利用运动学公式求出速度或位移分析运动学情况→由运动学公式求出加速度→分析受力→利用牛顿第二定律列方程求解力从受力分析运动情况从运动情况确定受力能力现状学生发展知识储备PPT下载/xiazai/学情分析匀变速直线运动的研究熟练分析物体的运动情况常见力的特点、规律熟练的对物体进行受力分析缺乏科学的分析实际问题的能力研究对象的选取、物理过程的分析、综合性问题的规范解答仍存在问题形成解决问题思路认知运动与力的关系形成运动和相互作用观教学目标物理观念科学思维科学探究科学态度与责任运用牛顿第二定律解决两类主要问题，逐步形成运动与相互作用观念。掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会抽象实际问题、建立物理模型。通过对典型示例的分析、讨论过程，认识分析、归纳等科学方法，感受用牛顿运动定律解决实际问题的一般规律和方法，培养学生的推理能力、分析综合能力、应用数学方法处理物理问题的能力。初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响，培养应用科学知识解决实际问题的意识。教学重难点教学重点教学难点应用牛顿运动定律解决实际问题灵活选择各种方法应用牛顿运动定律处理实际问题时，“物理模型”和“物理情境”的建立教学流程温故知新课前调研学习情境一学习情境二学习情境三从受力确定运动情况从运动情况确定受力已知运动情况求加速度已知受力情况求加速度高铁停车调研报告匀变速直线运动力相互作用教学总结解题思维程序图课后巩固作业布置教学过程设计温故知新常见的力运动学公式重力弹力摩擦力设计意图:引导学生回顾已学习的知识，培养学生复习回顾的习惯，为本节课的学习打下基础。教学过程设计课前调研问题一：高铁站台地标的用途问题二：高铁为什么准确停在地标标注的车厢位置前？设计意图:以一个与实际联系紧密的现象引入，通过让学生自己调研，充分发挥学生的主观能动性，让学生初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响。教学过程设计课前调研学生调研结果展示教学过程设计创设情境一运动学情境据调研得知，中国高速列车的安全刹车距离如图表中所示，200250350安全刹车距离m200032006500请通过安全刹车距离计算出高铁列车刹车制动时需要的的加速度大小。设计意图:将一个与生活紧密联系的现象，变为需要解决的问题，使学生经历构建模型的过程。通过对运动过程的分析，求解所需的加速度，引出加速度在运动与力之间的作用。教学过程设计创设情境一据调研得知，中国高速列车的制动黏着系数如图表中所示，力学情境100200250300350制动黏着系数0.1020.0830.0770.0730.069请通过制动黏着系数计算出高铁列车刹车制动时的加速度大小。设计意图:分析受力情况求出加速度。使学生体会加速度是联系运动和力的桥梁和纽带。对于运动和力的问题，求加速度是基本思路，而正确的受力分析和运动过程分析使解决问题的关键。教学过程设计创设情境一力学情境拓展设计意图:丰富学生头脑中的力学情境，使构建的模型更加贴近生活。引导学生形成受力分析的程序性知识，熟练巩固受力分析技能，从受力角度验证运动与相互作用关系，促进学生运动与相互作用观念的发展。

把细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上，在地铁启动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直位置，用手机拍摄下当时的情境，拍摄方向与地铁前进方向垂直。请根据照片估算此时地铁的加速度大小。若没有调研数据，如何估算高铁、地铁行进过程中的加速度？教学过程设计创设情境二冰壶比赛规则运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。牛顿运动定律协助比赛教学过程设计(1)运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2。明确解题原则物体受力情况已知牛顿第二定律物体运动的加速度运动学规律物体的运动情况解题过程受力分析mgFNFf运动情境分析明确研究对象受力分析或运动状态分析建立物理模型列方程求解教学过程设计解题过程(1)运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2。【解析】选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力等于滑动摩擦力Ff。设冰壶的质量为m，以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系，滑动摩擦力的方向与运动方向相反。Ff＝-µ1FN＝-µ1mga1=-0.2m/s2-μmg=ma1由vt

2－v02=2a1x1x1=28.9m冰壶滑行了28.9m加速度为负值，方向与x轴正方向相反教学过程设计（2）若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？通过问题链引导学生思考1.本题中选择的研究对象是谁？2.研究对象受多少个力的作用？画出正确的受力分析示意图。3.研究对象的运动情况是怎样的？画出运动过程的示意简图。4.分析已知条件，应该如何求加速度？5.如何确定研究对象最终的运动情况？解题过程多过程问题设计意图:循序渐进的提出了5个问题。目的一是帮助学生学会抽象实际问题，建立理想模型，二是给学生提供正确的思维导向，形成良好的解题习惯。教学过程设计解题过程【解析】v102＝v02＋2a1x10冰壶的加速度a2＝－µ2

g＝－0.02×0.9×10m/s2＝－0.18m/s2滑行10m后为匀减速直线运动，由v2－v102＝2a2x2，v＝0，得第二次比第一次多滑行了（10＋21－28.9）m＝2.1m（2）若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？设冰壶滑行10m后的速度为v10，则教学过程设计创设情境三一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2m/s

的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。g

取10m/s2。教学过程设计创设情境三明确研究对象受力分析或运动状态分析选取力的处理方式选取正方向列方程求解FNFfFNFfmgmg让学生尝试在水平方向和竖直方向建立坐标系研究受力情况再让学生感受沿平行和垂直于山坡建立坐标系研究受力情况引导学生总结建立坐标系的两个基本原则：一是尽量让参与计算的物理量落在坐标轴上；二是尽量让被求的物理量不被分解。通常规定加速度的方向为正方向正交分解法教学过程设计物体受力情况已知牛顿第二定律物体运动的加速度运动学规律物体的运动情况创设情境三思考：情境三的设计与情境二有什么差别？情境二已知物体受力情况，通过受力分析求得加速度，还原运动情况。情境三已知物体运动情况，通过运动学规律求得加速度，还原受力情况。引导学生总结解题原则学生总结教学过程设计【解析】以滑雪者为研究对象。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律，有其中v0＝2m/s，t＝5s，x＝60m，则有根据牛顿第二定律，有y方向X方向FN－mgcosθ＝0mgsinθ－Ff＝ma求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。教学过程设计解题思维受力情况运动情况第一类问题第二类问题加速度a加速度a运动学分析运动学分析教学过程设计课后巩固作业布置P100练习与应用练习要求:运用牛顿