2024年高中物理 第四章 第7节 用牛顿运动定律解决问题（二）教案 新人教版必修1

2024年高中物理第四章第7节用牛顿运动定律解决问题（二）教案新人教版必修1科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024年高中物理第四章第7节用牛顿运动定律解决问题（二）教案新人教版必修1教学内容本节课为人教版物理必修1第四章第7节，课题为“用牛顿运动定律解决问题（二）”。主要内容包括：

1.进一步理解牛顿第二定律和第三定律在实际问题中的应用。

2.学习如何运用牛顿运动定律解决复杂运动问题，如非匀速直线运动、曲线运动等。

3.通过实例分析，掌握运用牛顿运动定律解决实际问题的方法和步骤。

4.培养学生的科学思维能力，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理核心素养，主要包括：

1.科学思维：通过学习牛顿运动定律在复杂运动问题中的应用，培养学生运用科学方法分析、解决实际问题的能力。

2.科学探究：引导学生通过观察、实验、分析等方法，探究牛顿运动定律在实际问题中的作用，提高学生的探究能力。

3.科学态度与价值观：通过学习牛顿运动定律，使学生认识到物理知识在生活中的重要性，培养学生的科学态度和责任感。

4.创新与实践：培养学生运用所学知识创新性地解决实际问题的能力，如设计实验、分析数据等。

5.团队合作：在课堂讨论和小组活动中，培养学生的团队合作意识，提高沟通能力。教学难点与重点1.教学重点

（1）牛顿第二定律和第三定律在复杂运动问题中的应用。

（2）如何运用牛顿运动定律解决非匀速直线运动、曲线运动等问题。

（3）掌握运用牛顿运动定律解决实际问题的方法和步骤。

（4）培养学生的科学思维能力和创新实践能力。

2.教学难点

（1）理解并运用牛顿第二定律和第三定律分析非匀速直线运动、曲线运动等问题。

（2）在实际问题中，如何准确地找出作用力和反作用力。

（3）如何将实际问题转化为牛顿运动定律所能解决的问题。

（4）在解决实际问题时，如何处理各种干扰因素，得出正确的结论。

举例说明：

以非匀速直线运动为例，学生需要掌握如何根据牛顿第二定律分析物体所受的合外力，进而找出作用力和反作用力。在解决实际问题时，学生需要将物体所受的合外力分解为各个方向上的力，并根据牛顿第三定律分析各个力之间的相互作用。通过这种方式，学生可以更好地理解牛顿运动定律在实际问题中的应用。

再以曲线运动为例，学生需要掌握如何根据牛顿第二定律分析物体在曲线运动过程中的加速度和受力情况。在解决实际问题时，学生需要关注物体在曲线运动过程中的速度变化和受力分析，从而得出正确的结论。通过这种方式，学生可以更好地理解牛顿运动定律在实际问题中的应用。教学方法与手段教学方法：

1.问题驱动法：通过提出与实际问题相关的问题，激发学生的思考和探究欲望，引导学生主动参与到学习过程中。

2.案例分析法：通过分析具体的实例，让学生深入理解牛顿运动定律在实际问题中的应用，提高学生的应用能力。

3.分组讨论法：将学生分成小组，让他们在讨论中共同解决问题，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用多媒体设备，通过动画、视频等形式展示复杂的运动过程，直观地呈现牛顿运动定律的应用，增强学生的理解和记忆。

2.虚拟实验：利用教学软件进行虚拟实验，让学生亲身体验实验过程，加深对牛顿运动定律的理解和运用。

3.互动式教学：利用教学软件的互动功能，与学生进行实时互动，解答学生的疑问，及时给予反馈，提高教学效果。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对“用牛顿运动定律解决问题（二）”的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道如何用牛顿运动定律解决复杂运动问题吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于非匀速直线运动、曲线运动的图片或视频片段，让学生初步感受牛顿运动定律在实际问题中的应用。

简短介绍牛顿运动定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.牛顿运动定律基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解牛顿运动定律的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解牛顿运动定律的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍牛顿运动定律的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.牛顿运动定律案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解牛顿运动定律的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的非匀速直线运动、曲线运动案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解牛顿运动定律的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用牛顿运动定律解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与非匀速直线运动、曲线运动相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对非匀速直线运动、曲线运动的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调牛顿运动定律的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括牛顿运动定律的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调牛顿运动定律在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用牛顿运动定律。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于非匀速直线运动、曲线运动的短文或报告，以巩固学习效果。拓展与延伸1.提供了与本节课内容相关的拓展阅读材料，包括牛顿运动定律在现代科技领域的应用、牛顿运动定律的历史背景等。这些材料可以帮助学生更深入地了解牛顿运动定律的原理和应用，激发他们的学习兴趣和主动性。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究，例如：

-研究其他物理定律在实际问题中的应用，如牛顿第三定律在碰撞现象中的应用。

-探索牛顿运动定律在生物医学领域的应用，如对人体运动机制的研究。

-思考牛顿运动定律在环境保护和能源转换方面的应用，如摩擦力对物体运动的影响。

-尝试解决一些与牛顿运动定律相关的实际问题，如设计一个小型的实验装置，验证牛顿第二定律。板书设计1.目的明确：板书设计应紧扣本节课的教学内容，突出牛顿运动定律在解决问题中的应用，以及学生需要掌握的重点和难点。

2.结构清晰：板书应按照教学流程进行设计，分为导入、基础知识讲解、案例分析、小组讨论、课堂展示与点评、课堂小结等部分，使学生能够清晰地了解教学的结构和内容。

3.简洁明了：板书内容应简洁明了，突出重点，准确精炼。使用关键词、图表、示意图等辅助工具，帮助学生快速理解和记忆。

4.艺术性和趣味性：板书设计应具有一定的艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。可以运用色彩、字体、图标等元素，使板书更具吸引力。

示例：

-在导入部分，可以设计一幅有趣的插图，展示牛顿运动定律在生活中的应用，引发学生的兴趣。

-在基础知识讲解部分，可以使用图表或示意图，清晰地展示牛顿运动定律的原理和公式。

-在案例分析部分，可以设计一幅示意图，展示非匀速直线运动、曲线运动的过程，引导学生深入理解。

-在小组讨论部分，可以设计一个互动的表格，让学生填写讨论成果，增加参与感。

-在课堂展示与点评部分，可以设计一个展示台，让学生上台展示和点评，提高表达能力和自信。典型例题讲解1.例题一：物体在斜面上的运动

题目：一个物体沿着斜面滑下，已知斜面倾角为30°，物体从静止开始滑下，求物体滑到斜面底端时的速度。

解答：根据牛顿第二定律，物体所受的合外力等于质量乘以加速度，即F=ma。在这个问题中，物体所受的合外力由重力和斜面的支持力组成。重力分解为平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力，斜面的支持力垂直于斜面。根据牛顿第二定律，物体在斜面上的加速度a可以表示为a=gsinθ-μgcosθ，其中g为重力加速度，θ为斜面倾角，μ为动摩擦系数。由于物体从静止开始滑下，初始速度为0，可以使用运动学公式v^2=u^2+2as求得物体滑到斜面底端时的速度v。

2.例题二：抛体运动

题目：一个物体以速度v沿水平方向抛出，抛出点高度为h，求物体落地时的水平和竖直方向速度。

解答：在抛体运动中，物体在水平方向上不受外力，因此在水平方向上的速度保持不变。在竖直方向上，物体受到重力的作用，根据牛顿第二定律，物体的加速度a=mg/m，其中m为物体质量，g为重力加速度。使用运动学公式v^2=u^2+2gh求得物体落地时的竖直方向速度v。由于水平方向速度保持不变，物体落地时的水平方向速度仍为v。

3.例题三：非匀速直线运动

题目：一个物体在水平面上做非匀速直线运动，已知物体在时间t1内的位移为s1，速度为v1；在时间t2内的位移为s2，速度为v2。求物体在时间t1+t2内的平均速度。

解答：根据平均速度的定义，物体在时间t1+t2内的平均速度可以表示为v_avg=(s1+s2)/(t1+t2)。由于物体做非匀速直线运动，不能直接使用匀速直线运动的平均速度公式。需要根据物体在时间t1和t2内的位移和速度，分别求出加速度a1和a2，然后根据牛顿第二定律求出物体在时间t1+t2内的加速度a。最后，使用运动学公式v_avg=(v1+v2)/2求得物体在时间t1+t2内的平均速度。

4.例题四：曲线运动

题目：一个物体做匀速圆周运动，半径为r，速度为v。求物体运动的周期T和向心加速度a。

解答：在匀速圆周运动中，物体的速度大小保持不变，但方向不断变化。物体运动的周期T可以表示为T=2πr/v，其中r为圆周运动的半径，v为物体的速度。向心加速度a可以表示为a=v^2/r。根据牛顿第二定律，物体所受的向心力F=ma，其中m为物体的质量。将向心力的表达式代入，可以得到ma=mv^2/r，化简后得到a=v^2/r。

5.例题五：牛顿运动定律的应用

题目：一个物体在水平面上受到一个恒力F的作用，求物体在时间t内的位移s。

解答：根据牛顿第二定律，物体所受的合外力等于质量乘以加速度，即F=ma。在这个问题中，物体所受的合外力由恒力F组成，因此物体的加速度a=F/m，其中m为物体的质量。使用运动学公式s=ut+1/2at^2求得物体在时间t内的位移s，其中u为物体的初始速度，由于物体从静止开始运动，初始速度u=0。课堂课堂评价是了解学生学习情况的重要手段。通过提问、观察、测试等方式，教师可以及时发现问题并进行解决。在教学过程中，教师应关注以下几个方面：

（1）学生对牛顿运动定律的理解程度。通过提问，了解学生对牛顿运动定律的基本概念、组成部分和原理的掌握情况。

（2）学生运用牛顿运动定律解决实际问题的能力。通过观察学生在课堂讨论、小组合作和课堂展示中的表现，了解学生是否能够运用所学知识解决实际问题。

（3）学生的科学思维和创新实践能力。通过评价学生在案例分析、小组讨论和课堂展示中的表现，了解学生的科学思维和创新实践能力。

2.作业评价

作业评价是对学生学习效果的进一步了解和反馈。教师应认真批改学生的作业，及时反馈学生的学习情况，鼓励学生继续努力。在作业评价过程中，教师应关注以下几个方