牛顿运动定律的应用-解决连接体问题

PAGE1PAGE牛顿第二定律的应用—连接体问题教学目的１.结合“复兴号”的“中国标准”，让学生了解最新科技成果，培养学生民族自豪感，激发学生学习热情，培养学生学以致用的意识。２.培养学生从生活情境到物理情境，先建立物理模型，再解决问题的思维方式。４.掌握动力学解决连接体问题的分析方法．５.培养学生的科学情怀．二、重点、难点分析：重点：物理模型的建立，牛顿第二定律解决动力学问题的流程。难点：物理情境的转化。三、学生学习情况分析１.经过力的平衡的学习，基本掌握隔离法和整体法对于平衡状态下的单对象和多对象的受力分析２.学习了牛顿运动定律的理论知识，会运用牛顿第二定律和运动学公式等，以及掌握基本受力分析思路为本节课的学习打下了坚实的基础。四、教学课时第1课时五、教学方法讲授法任务驱动教学法六、教学过程（一）背景的介绍，问题的导入介绍中国动车的发展经历了从“中国制造”到“中国标准”的过程。2004年，生产出了“和谐号”系列高速动车组，在较短的时间里满足了百姓出行的需要。2013年6月，“中国标准”动车组项目正式启动。2017年6月25日，中国铁路总公司总经理陆东福在北京动车段宣布中国标准动车组定名为“复兴号”，并于6月26日上午从北京南站和上海虹桥站同时对开首发。复兴号采用8辆编组、4动4拖的统一动力配置形式，由2个基本动力单元组成。动车组的牵引电传动系统包括牵引电机、牵引变流器和辅助变流器，是动车组高速运行的动力来源，被称为“动车之心”。第2、4、5、7节车厢为动力车厢，每节动力车厢携带4台牵引电机，第1、3、6、8节车厢为拖车厢，没有动力。提出问题：为什么这样配置？(二)模型建构1.老式的火车采用火车头拉拖车的动力配置模式，只有车头提供动力，拖车不提供动力。请画出一个火车头拖7个拖车的火车模型图。学生上讲台画：2.复兴号采用8辆编组、4动4拖的统一动力配置形式，由2个基本动力单元组成。动车组的牵引电传动系统包括牵引电机、牵引变流器和辅助变流器，是动车组高速运行的动力来源，被称为“动车之心”。第2、4、5、7节车厢为动力车厢，每节动力车厢携带4台牵引电机，第1、3、6、8节车厢为拖车厢，没有动力。请画出一个编组的动车模型图。学生上讲台画：从以上同学画的图，车厢一节连一节，我们可以把这模型称之连接体模型．(三)问题探究1.某列车由8节车厢质量相等的车厢组成，车头为动力车厢，后7节拖车车厢都没有动力。在车头牵引下，列车沿平直轨道行驶时，设第1节车厢对第2节车厢的牵引力为F12，第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F23，第3节车厢对第4节车厢的牵引力为F34……以此类推。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，求：（1）当列车匀速行驶时，F12∶F23∶F34∶F45∶F56∶F67∶F78；（2）当列车匀加速行驶时，F12∶F23∶F34∶F45∶F56∶F67∶F78。本题老式火车由教师当例子分析，强调分析思路(画物理情境图，对象的选择，力的分析，运动的分析，方程的选择)，强调规范性列式．2.“复兴号”动车组共有8节车厢，每节车厢质量m=18t，第2、4、5、7节车厢为动力车厢，第1、3、6、8节车厢没有动力。假设“复兴号”在水平轨道上从静止开始加速到速度v=360km/h，此过程视为匀加速直线运动，每节车厢受到f=1.25×103N的阻力，每节动力车厢的牵引电机提供F=4.75×104N的牵引力。（1）求该过程“复兴号”运动的时间；（2）设第1节车厢对第2节车厢的作用力为F12，第2节车厢对第3节车厢的作用力为F23，第3节车厢对第4节车厢的作用力为F34……以此类推。分别求出F12、F23、F34、F45、F56、F67、F78的大小。复兴号动车由学生分析了，课堂上练习，分成四个小组，每个小组分析两个面．展示结果，并提出问题．提出问题：从大家计算的结果可以得出什么结论？标准化？模块化？(四)问题的解决提示学生再想想：为什么４拖４动？(科学家工程师们的智慧)(五)牛顿第二定律解决动力学问题的流程画物理情境图→对象的选择→力的分析→运动的分析→列方程课堂小结板书设计牛顿第二定律的应用—连