《6用牛顿运动定律解决问题（一）》教学设计(辽宁省市级优课)-物理教案

高中物理课堂教学设计2017年5月10日课题§4.6用牛顿运动定律解决问题(一)课型授课人新授课（1课时）李艳云教学目标知识与技能1．知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题．2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．3．能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析．4．能根据物体的受力情况推导物体的运动情况．5．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题．过程与方法1．通过实例感受研究力和运动关系的重要性．2．通过收集展示资料，了解牛顿定律对社会进步的价值．3．培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力．4．帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题的能力和交流、合作能力．5．帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题规律的能力．6．让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用．情感态度与价值观1．初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响．2．初步建立应用科学知识的意识．3．培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力．教学重点、难点教学重点1．已知物体的受力情况，求物体的运动情况．2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况．教学难点1．物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用．2．正交分解法．教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段教具准备多媒体教学设备．教教学学活活动动课堂小结课堂练习进行新课[新课导入]利用多媒体投影播放嫦娥三号发射视频．学生观看录像，进入情景师：我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨、卫星的着地点，他们靠的是什么?生：牛顿运动定律中力和运动的关系．师：利用我们已有的知识是否也能研究这一类问题?生：不能，因为这样一类问题太复杂了，应该是科学家的工作．师：一切复杂的问题都是由简单的问题组成的，现在我们还不能研究如此复杂的运动，但是我们现在研究问题的方法将会对以后的工作有很大的帮助．我们现在就从类似的较为简单的问题人手，看一下这一类问题的研究方法．[复习提问]牛顿第一定律的内容，合力为零平衡态，合力不为零，运动状态发生改变，牛顿第二定律正是定量阐述了力和运动的关系。找学生回答运动学中含有加速度的基本公式，然后说明联系运动和受力的桥梁加速度[新课教学]一、从受力情况分析运动情况师：大家看下面一个例题．多媒体投影展示例题，学生分析讨论，尝试解决例题：一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6．4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动．物体与地面间的摩擦力是4．2N．求物体在4s末的速度和4s内的位移．师：请大家仔细审题，能够快速正确地进行信息的收集和处理是处理问题必备的条件。本题中给出了哪些已知量，要解决的问题是什么？生：给出了水平地面上一物体的质量，一些受力情况，要求解速度和位移。师：问题中既然涉及了力又涉及了物体的运动，那力和运动间是什么样的关系呢？ 生：牛顿第二定律确定了运动和力的关系，该题应该是用牛顿第二定律来解决。先根据物体的受力求出合外力从而求出加速度，再通过运动学规律就可以确定物体的运动情况。 师：本题中的研究对象应该是谁？ 生：研究对象应该是地面上的物体。 师：好！根据这个思路，就请同学们对该物体进行受力分析。学生对物体进行受力分析，教师巡视 1.物体的受力情况如何？2.物体所受的合力如何？竖直方向：合力为零，加速度为零。水平方向：大小：F合=F－f；方向与拉力F方向相同3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？已知初速度VO和时间t，要求末速度Vt和位移Ｘ,还差加速度a。ＶＶＯ=Ot=4sＶt=?Ｘ=?4.如何求加速度？借助于牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度。5.本题的解题思路如何？先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。GGNFf解：物体受力如图由图知：F合=F－f=ma4s末的速度4s内的位移1扩展训练.该路段限速45km/h，测出刹车痕迹为14m，试着估算卡车是否超速？（测得轮胎与水泥地面的动摩擦因素为0.7）二、根据运动情况确定物体的受力例2、一个滑雪的人质量是75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力） 分析：1.滑雪者受到哪些力的作用？你能分析出合力的方向吗？2.如何建立直角坐标系？3.滑雪者运动的加速度为多大？方向呢？NGxNGxyNG解：如图所示，对人进行受力分析并建立直角坐标系，将重力正交分解，在与山坡垂直的方向，没有发生位移，没有加速度，所以NGFN=Gy，F合=Gx-F阻由牛顿第二定律F合=ma得：Gx-F阻=maF阻=Gx–ma=mgsin300-ma=67.5N更上一层：此题中如果忽略空气阻力作用，如何求滑雪板与雪面间动摩擦因数？【牢记】：当三个力或三个力以上时优先考虑正交分解法，且优先考虑沿运动方向和垂直于运动方向分解。（别看先分了再合，磨刀不误砍柴功）四、总结分析 师：问题：上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处？ 生：两题都需画受力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式，画受力图是重要的解题步骤。不同之处：例1是从受力确定运动情况：已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学公式确定物体的运动情况。例2是从运动情况确定受力：已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律确定物体受力情况。 师：这位同学分析得很好，这两种情况是动力学中最基本的两类情况，请大家牢牢把握。【牢记】：1、求解两类问题的基本思路：牛顿第二定律反映的是---加速度、质量、以及合外力的关系，而加速度又是运动的特征量，所以说加速度是联结力和运动的纽带和桥梁，是解决动力学问题的关键。运动学公式牛顿第二定律运动学公式牛顿第二定律物体受力情况及其分析物体运动状态及其变化加速度①确定研究对象；②分析研究对象的受力情况或运动情况，必要时画受力示意图；③利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；④利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。【练习1】质量为0.5kg的物体在与水平面成37°角的斜向上拉力F作用下，沿水平桌面静止向右做直线运动，经过0.5m的距离,速度为2m/s,已知物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.1,求作用力F的大小.解：以物体为研究对象,受力分析,建立坐标系如图所示,找同学画受力分析图并正交分解先播放我国航母歼—15飞机起降飞行训练视频，在这里应用到牛顿运动定律运动和力的关系【练习2】一架”歼-15”飞机质量为m=2×104kg，在水平跑道上由静止运动L=160m，获得起飞速度为V=40m/s。飞机在此过程中受到的平均阻力大小为f=2×104N。假设飞机质量恒定，可视为质点，航母处于静止状态。求飞机的发动机的牵引力F大小。【练习3】民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上。若气囊所构成的斜面长度为L=8m，斜面与地面所成夹角为30o。质量为m=60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力f=240N，求人滑至气囊底端的时间t。（g=10m/s2）学生活动学生根据要求讨论分析学生分组讨论尝试解决画出受力分析图，完整列出解答过程学生分组讨论，小组代表回答解题思路描述物体受力情况学生思考讨论交流合作，推举学生回答，并相互补充说明总结分析学生做题分组讨论老师指导板书设计5用牛顿运动定律解题第一类从受力情况确定运动情况例1第二类从运动情况确定受力情况例2总结加速度是联结运动学和动力学的桥梁课后作业课后作业一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，初速度是零，经过5.0s的时间,滑下的路程是10m,斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。（g取10m/s