牛顿运动定律的应用+教学设计高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

牛顿运动定律的应用一、教学目标1.物理观念（1）结合实例分析,了解视重与实重的概念,在此基础上知道超重与失重的含义。（2）能运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重进行定量分析,理解超重和失重现象产生的原因及本质。2.科学思维学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。3.科学探究通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。4.科学态度与责任培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。二、教学重难点教学重点：利用牛顿第二定律和第三定律对超重和失重现象进行定量分析。教学难点：理解超重和失重现象产生的实质。三、教学分析通过前面对“牛顿第二定律”的学习,学生对解决物体做匀变速直线运动的问题已有所了解,但对定律的运用还不是很熟练,易将超重、失重现象与牛顿运动定律知识割裂,教学中要注意引导学生,将新知识纳入旧知识结构,让学生体会到超重、失重只是牛顿运动定律知识的迁移与应用而已。学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响,容易把生活中所说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈,把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”;容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法,自主学习与小组合作学习的方式,让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣,提高动手与合作能力,养成透过现象看本质的物理意识。四、教学过程一、新课导入上周我们进行2009年最有影响的10大新闻的评选，其中有这么一条新闻：18中国重判醉酒驾车肇事者司机孙伟铭在成都无证、醉酒驾车肇事后试图逃逸，造成4死1伤的惨祸。9月8日，四川省高院二审以“危险方法危害社会公共安全罪”判处无期徒刑，该案引起社会的广泛关注，有法律界人士建议在《刑法》中增加“饮酒、醉酒驾驶机动车罪”，以明确适用法律，增加对酒驾者的惩治力度。大家有何看法？汽车已经成为了现代社会的主要交通工具，它给人们的日常生活带来了很大的便捷，但同时我们也都知道，随着汽车数量的增加，每年因交通事故而死亡的人数及经济损失都是十分惊人的，2008年，全国共发生道路交通事故265204起，造成73484人死亡、304919人受伤，直接财产损失10.1亿元。反思：这个话题很沉重，今天我们利用所学知识来分析这起交通事故，希望它能够给我们带来一些启示！（板书课题）牛顿运动定律的应用---------汽车的安全运行二、新课教学下面我们来看一起交通事故，事件回放：某某驾驶别克小轿车与三位同事共四人一同前往山西游玩，在高速公路最外侧车道行驶途中发现前面有一辆大货车，当时车速很快（120km/h)，但司机并没有减速而是向右侧打轮驶进应急车道欲强行超车，驶入应急车道后，司机突然发现前方不远处有一辆故障车正在维修，虽采取紧急制动，但还是以60km/h的速度与故障车相撞，造成一人重伤，三人轻伤，小轿车完全报废的重大交通事故。这个事故与我们所学的知识有什么联系？你会从哪些方面进行关注？（学生回答：初速度、加速度、安全距离）如何研究？需要做什么？（一）引导学生建立物理情景，对汽车制动过程进行逐步分析（1）画出运动草图。标出速度、加速度、时间（2）汽车制动过程受什么力？画出受力示意图。（二）求安全距离问题1：请大家根据所学的知识，计算小轿车司机发现情况时与故障车相距多远？已知：发现情况时小轿车车速约为120km/h，司机反应时间约0.5s，刹车时汽车受到的制动阻力的大小约为汽车重力的0.7倍。(学生活动)教师小结：题型：已知受力求运动方法：加速度是连接力和运动的桥梁，根据受力分析求出合力，应用牛顿第二定律求加速度，选择运动学公式求解相应物理量。问题2：本事故中，小轿车司机犯了什么错？（超速，占用应急车道超速），那么故障车司机有错吗？（学生不一定会回答）若要避免车祸的发生，故障车应把警告标志放置在距离来车方向至少多少米处？(学生活动)教师小结：根据交通安全法第六十八条规定：机动车在高速公路上行驶发生故障时，警告标志应当设置在故障车来车方向150m以外板书1．反应时间：驾驶员接收到停车信号直至做出相应操作所用时间，这段时间里的车行驶距离为反应距离。问：这段时间里汽车做什么运动？速度还来不及变化----匀速直线（理想化）2．制动距离：车制动开始到停止所驶过的距离----------匀变速直线（理想化）问：这段时间里汽车做什么运动？-------理想化抽象为：匀变速直线运动3．安全距离是反应距离和制动距离之和。问题3：根据你的计算，你认为影响汽车安全距离的因素有哪些？展示相关图片，进一步讨论在驾驶过程中超速、天气情况恶劣、酒后驾车，疲劳驾驶等对安全距离的影响问题4：（讨论与交流）如果该驾驶员是酒后驾车，对驾驶员有什么影响？那么安全距离又会怎么样？提示：血液中的酒精会使人的反应时间至少增加3倍以上。请大家计算学生计算回答结果：所以，酒后驾车是非常危险的，它是发生交通事故的主要因素之一。过渡：那么在事故中车和人受到到得冲击力多大？（三）事故中车与人的受力分析教学问题5：若两辆车相撞后一起运行了0.02s停止运动，请大家估算汽车和驾驶员受到多大的冲击力（其它力忽略不计）？已知：小轿车车身质量（不含乘坐人员）约为1400kg，人的质量约为70kg，与故障车相撞时车速大约60km/h（约17m/s）。分析：对车做受力分析，和撞击力相比，车受到的摩擦力，空气阻力等都可以忽略不计（合理近似）。所以车受到的合外力就等于车受到的撞击力。m/s2负号表示加速度的方向与车的运行方向相反。由牛顿第二定律：F=ma=1680×（-850）=-1.4×106N相当于质量为140吨的重物竖直压汽车的撞击部位上，车的结果如何？对人做受力分析注意提示：对人的分析中三个牛顿运动定律都有体现。（1）车停止运动后人仍以17m/s的速度前进——第一定律（惯性定律）。（2）人停是由于（挡风玻璃或安全气囊的）阻力作用的结果——第二定律（力是改变物体运动状态的原因）。（3）人与挡风玻璃安全气囊之间的作用是相互的——第三定律。vt=0v0=60m/sm/s2负号表示加速度的方向与车的运行方向相反。由牛顿第二定律=