2024-2025学年高中物理 第4章 6 用牛顿运动定律解决问题（一）教案 新人教版必修1

2024-2025学年高中物理第4章6用牛顿运动定律解决问题（一）教案新人教版必修1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容是利用牛顿运动定律解决实际问题。学生将学习如何将牛顿定律应用于复杂的物理场景，包括非匀速运动物体的受力分析、加速度的计算等。具体内容包括：

1.回顾牛顿第一、第二和第三定律的内容，理解各定律的数学表达式及其物理意义。

2.学习如何通过牛顿定律计算物体在受力作用下的加速度。

3.分析并解决实际问题，如汽车启动问题、抛体运动问题等。

教学内容与学生已有知识的联系：

学生在之前的学习中已经掌握了牛顿运动定律的基本概念和数学表达式。本节课将进一步加深学生对这些定律的理解，并学习如何将这些理论知识应用于解决实际问题。通过本节课的学习，学生将能够将理论知识与实际物理现象相结合，提高解决复杂物理问题的能力。二、核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要围绕科学探究、科学解释与论证、科学思维、科学态度与价值观四个方面展开。

1.科学探究：通过解决实际问题，培养学生提出问题、设计实验、收集数据、分析结果的能力。学生将能够运用牛顿运动定律进行观察和实验，以探究物体运动背后的规律。

2.科学解释与论证：培养学生运用牛顿定律对物理现象进行解释和论证的能力。学生将学会如何将理论应用于实际问题，通过逻辑推理和数学计算，得出合理的结论。

3.科学思维：培养学生运用分析、综合、抽象和模型建构等思维方式，对物体运动问题进行深入思考。学生将能够将复杂的物理场景简化为牛顿定律的基本形式，从而更好地理解和解决问题。

4.科学态度与价值观：通过解决实际问题，培养学生对物理学的兴趣和好奇心，培养学生的团队合作意识和批判性思维。学生将学会如何与他人合作，共同解决问题，并对解决方案进行评估和反思。三、教学难点与重点1.教学重点：

（1）牛顿运动定律的基本概念和数学表达式。

学生需要掌握牛顿第一、第二和第三定律的内容，理解各定律的物理意义和数学表达式。例如，牛顿第一定律指出，物体的速度不变，当且仅当外力作用为零；牛顿第二定律表明，物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比；牛顿第三定律说明，任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。

（2）利用牛顿定律解决实际问题。

学生需要学会如何将牛顿定律应用于解决复杂的物理问题，如非匀速运动物体的受力分析、加速度的计算等。例如，在解决一辆汽车从静止加速到某一速度的问题时，学生需要分析汽车所受的各种力，如摩擦力、推力等，然后运用牛顿第二定律计算出汽车的加速度。

2.教学难点：

（1）将实际问题转化为牛顿定律的基本形式。

学生在解决实际问题时，往往不知道如何将复杂的物理场景简化为牛顿定律的基本形式。例如，在分析一个抛体运动问题时，学生需要将抛体运动的复杂轨迹转化为牛顿定律可以处理的基本受力模型。

（2）灵活运用牛顿定律解决各种实际问题。

学生需要在解决实际问题时，能够灵活运用牛顿定律，考虑到各种可能的力的作用和物体的运动状态。例如，在解决一辆汽车在斜坡上加速的问题时，学生需要同时考虑重力、摩擦力和推力的作用，并运用牛顿定律计算出汽车的加速度。

（3）理解并应用牛顿定律进行受力分析和加速度计算。

学生需要掌握如何利用牛顿定律进行受力分析和加速度计算，以便能够解决各种实际问题。例如，在解决一个物体在水平面上受到两个力作用的问题时，学生需要运用牛顿定律计算出物体的加速度，并分析各种力的作用对物体运动的影响。四、教学资源1.软硬件资源：

-教室内的多媒体设备，如投影仪、计算机等。

-物理实验室设备，如实验桌、实验器材等。

-计算器。

2.课程平台：

-学校提供的教学管理系统，如学习任务发布和提交的系统。

-物理学科相关的在线教学资源库。

3.信息化资源：

-教学PPT和教学视频。

-相关的在线教育平台和学术资源网站，如物理学科论坛、学术期刊等。

-教育应用程序和物理模拟软件，如物理实验模拟软件、牛顿定律计算器等。

4.教学手段：

-讲授法：教师对牛顿运动定律的概念和应用进行讲解。

-实验法：学生在实验室进行牛顿定律相关实验，观察和分析物体运动现象。

-讨论法：学生分组讨论实际问题，共同探讨如何应用牛顿定律解决问题。

-案例分析法：教师提供典型案例，学生分析并应用牛顿定律进行解决。

-反馈与评价：学生进行自我评价和同伴评价，教师对学生的理解和应用能力进行评价。五、教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解本节课的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习牛顿运动定律的内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确本节课的教学目标和重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习牛顿运动定律的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的牛顿运动定律内容，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为本节课的学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解本节课的知识点，结合实例帮助学生理解。

突出重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕实际问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，让学生在实践中体验知识的应用，提高实践能力。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决实际问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与牛顿运动定律相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合牛顿运动定律的内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习牛顿运动定律的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的牛顿运动定律内容，强调重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的牛顿运动定律内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。六、学生学习效果1.知识掌握：学生将能够准确地理解和掌握牛顿运动定律的基本概念和数学表达式。他们能够描述牛顿第一、第二和第三定律的内容，并能够运用这些定律进行受力分析和加速度计算。

2.解决问题能力：学生将能够将牛顿运动定律应用于解决实际问题。他们能够分析复杂物理场景，识别和应用适当的牛顿定律形式，计算物体的加速度，并解释物体的运动行为。

3.科学思维：学生将能够运用分析、综合、抽象和模型建构等思维方式，对物体运动问题进行深入思考。他们能够将实际问题转化为牛顿定律的基本形式，并运用逻辑推理和数学计算得出合理的结论。

4.科学探究：学生将能够提出问题、设计实验、收集数据和分析结果。他们能够运用牛顿定律进行观察和实验，以探究物体运动背后的规律，并能够对实验结果进行解释和论证。

5.科学态度与价值观：学生将对物理学产生兴趣和好奇心，培养团队合作意识和批判性思维。他们能够积极参与小组讨论，共同解决问题，并对解决方案进行评估和反思。

6.实践能力：学生将能够在实验和实践中应用牛顿运动定律。他们能够利用实验设备进行观察和测量，运用牛顿定律解释实验结果，并能够设计和执行实验来验证牛顿定律的预测。

7.沟通与交流：学生将能够与他人有效地沟通和交流关于牛顿运动定律的理解和应用。他们能够表达自己的观点，倾听他人的意见，并进行讨论和合作，以共同解决问题。七、典型例题讲解例题1：一辆汽车从静止开始加速行驶，已知汽车的质量为m，加速度为a，求汽车在t秒后的速度。

解答：根据牛顿第二定律，汽车所受的合外力为F=ma。汽车的速度v与时间t的关系为v=at。将F=ma代入v=at中，得到v=(1/2)at^2+(1/2)at。

例题2：一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个力为F1，另一个力为F2，方向相同，求物体的加速度。

解答：根据牛顿第二定律，物体的合外力为F合=F1+F2。物体的加速度a由合外力F合决定，即a=F合/m。

例题3：一个物体在斜坡上受到重力mg和摩擦力f的作用，已知斜坡的倾斜角为θ，求物体的加速度。

解答：物体所受的合外力为F合=f-mg*cos(θ)。根据牛顿第二定律，物体的加速度a=F合/m。

例题4：一个物体在竖直向上抛出后，受到重力mg的作用，求物体在t秒后的速度。

解答：物体所受的合外力为F合=-mg。根据牛顿第二定律，物体的加速度a=F合/m。物体的速度v与时间t的关系为v=-gt。

例题5：一个物体在水平面上受到一个恒定的推力F作用，求物体在t秒后的速度。

解答：物体所受的合外力为F合=F。根据牛顿第二定律，物体的加速度a=F合/m。物体的速度v与时间t的关系为v=at。八、作业布置与反馈作业布置：

1.请学生完成课后练习题，巩固本节课所学的牛顿运动定律的基本概念和数学表达式。

2.请学生分析并解决一些实际问题，如汽车启动问题、抛体运动问题等，以提高解决复杂物理问题的能力。

3.请学生设计一个实验，验证牛顿运动定律的准确性，如通过测量加速度来验证物体的运动规律。

作业反馈：

1.批改学生课后练习题，检查学生对牛顿运动定律的掌握程度，指出存在的问题并给出改进建议。

2.批改学生解决实际问题的作业，检查学生