第四章运动和力的关系 大单元说课稿-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第四章运动和力的关系大单元说课稿-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册一、课程基本信息

1.课程名称：第四章运动和力的关系

2.教学年级和班级：高一（1）班

3.授课时间：2023年10月26日星期三上午第二节课

4.教学时数：1课时二、核心素养目标分析

本节课旨在培养学生的科学探究能力、科学思维和科学态度与责任。通过探究运动和力的关系，学生能够运用物理知识解释日常生活中的现象，发展科学探究的技能，如观察、实验、分析和推理。同时，培养学生对物理学的兴趣，形成科学的世界观，增强社会责任感。三、学习者分析

1.学生已经掌握的相关知识：高一学生已经学习了基本的物理概念，如速度、加速度、牛顿第一定律等，对运动和力的基本概念有一定的了解。然而，对于运动和力的复杂关系，如牛顿第二定律和力的合成与分解，学生可能还处于初步理解阶段。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高一学生对物理学科普遍持有较高的兴趣，但兴趣点可能因个体差异而异。部分学生可能对实验操作和实际应用更感兴趣，而另一些学生可能更偏好理论分析和数学推导。学生的学习能力方面，学生的数学基础和逻辑思维能力对于理解运动和力的关系至关重要。学习风格上，学生既有偏好独立思考的，也有倾向于合作学习的。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解运动和力的关系时，可能会遇到以下困难：一是对牛顿第二定律公式的理解，包括公式中的各个物理量的含义和公式的推导过程；二是力的合成与分解的直观理解，学生可能难以将抽象的力的分解与实际物体的运动联系起来；三是实验操作中如何准确测量力和运动数据，以及如何分析实验结果。这些困难需要通过教学设计中的具体策略来克服。四、教学方法与手段

教学方法：

1.讲授法：通过清晰讲解牛顿第二定律和力的合成与分解，帮助学生建立基本概念。

2.讨论法：组织学生围绕具体案例进行讨论，激发学生的思考，加深对运动和力关系的理解。

3.实验法：设计简单的力学实验，让学生亲自动手，观察和记录数据，培养实验技能和科学探究能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用视频、动画展示力的作用效果和运动变化，增强直观感受。

2.互动软件：使用物理模拟软件，让学生在虚拟环境中操作，直观体验力的作用。

3.板书与实物结合：结合板书和实物模型，帮助学生直观理解力的分解和合成。五、教学过程

一、导入新课

（教师）同学们，今天我们来学习第四章的第一节“运动和力的关系”。在上一节课中，我们学习了牛顿第一定律，知道了物体在没有外力作用时，会保持静止或匀速直线运动的状态。那么，当物体受到外力作用时，会发生怎样的变化呢？今天我们就来探究这个问题。

（学生）老师，我们想知道物体受到外力作用时，速度和方向会发生怎样的变化。

二、新课讲授

1.牛顿第二定律的引入

（教师）同学们，牛顿第二定律是描述物体受到外力作用时，其运动状态发生变化的规律。它告诉我们，物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与它的质量成反比。下面，我将用公式来表示这个规律。

（学生）老师，牛顿第二定律的公式是什么？

（教师）牛顿第二定律的公式是：F=ma，其中F表示合外力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

2.力的合成与分解

（教师）接下来，我们学习力的合成与分解。当一个物体受到多个力的作用时，我们可以将它们合成为一个力，这个力称为合外力。同样，一个力也可以分解为多个力的作用。下面，我将通过实例来讲解。

（学生）老师，力的合成与分解有什么实际应用呢？

（教师）力的合成与分解在工程、建筑、体育等领域都有广泛的应用。例如，在建筑设计中，需要考虑各种力的合成与分解，以确保建筑物的稳定性和安全性。

3.力的分解实例分析

（教师）现在，我们来分析一个实例。一个物体放在斜面上，受到重力和斜面的支持力。我们需要将重力分解为平行于斜面和垂直于斜面的两个分力。

（学生）老师，如何将重力分解为平行于斜面和垂直于斜面的两个分力呢？

（教师）首先，我们需要找到重力的方向，然后根据斜面的角度，将重力分解为平行于斜面和垂直于斜面的两个分力。平行于斜面的分力是重力在斜面方向上的分量，垂直于斜面的分力是重力在垂直方向上的分量。

4.力的合成实例分析

（教师）接下来，我们来分析一个力的合成实例。一个物体受到两个力的作用，我们需要将这两个力合成为一个力。

（学生）老师，如何将两个力合成为一个力呢？

（教师）首先，我们需要找到两个力的作用点，然后根据两个力的方向和大小，将它们合成为一个力。合力的方向是两个力的方向夹角的平分线，合力的大小是两个力的矢量和。

三、课堂练习

（教师）同学们，下面我们来做一些练习题，巩固今天所学的知识。

1.一个物体质量为2kg，受到10N的合外力作用，求物体的加速度。

2.一个物体受到两个力的作用，一个力为5N，另一个力为10N，两个力的方向相互垂直，求合外力的大小和方向。

3.一个物体放在斜面上，受到重力和斜面的支持力，斜面的角度为30°，求重力在斜面方向上的分量和垂直于斜面的分量。

四、课堂小结

（教师）同学们，今天我们学习了运动和力的关系，包括牛顿第二定律、力的合成与分解等。希望大家能够通过今天的课程，对运动和力的关系有一个更深入的理解。

（学生）老师，我们明白了，牛顿第二定律告诉我们物体受到外力作用时，其运动状态会发生改变，而力的合成与分解可以帮助我们分析复杂力的作用。

五、课后作业

（教师）同学们，今天的作业是：

1.复习今天所学的知识，完成课后练习题。

2.思考力的合成与分解在实际生活中的应用。

（学生）好的，老师，我们明白了。六、知识点梳理

1.牛顿第二定律

牛顿第二定律是物理学中描述物体运动状态变化的基本定律，其核心内容是：物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与它的质量成反比。公式表示为：F=ma，其中F表示合外力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

2.力的合成与分解

力的合成是指将多个力合成为一个力的过程，而力的分解则是将一个力分解为多个力的过程。在力的合成中，合力的方向是所有分力方向的矢量和，合力的大小是所有分力大小的矢量和。在力的分解中，一个力可以分解为沿任意方向的两个分力，这两个分力的矢量和等于原力。

3.力的平衡

当一个物体受到的合外力为零时，物体处于平衡状态。平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。力的平衡条件可以表示为：物体所受的合外力为零，即ΣF=0。

4.力的相互作用

力的相互作用是指两个物体之间的相互作用力。根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。

5.力的测量

力的测量是物理学中的一个基本技能。常用的测量工具有力计、弹簧秤等。力的单位是牛顿（N），1N等于使质量为1kg的物体产生1m/s²加速度的力。

6.动力学基本概念

动力学是研究物体运动状态变化规律的科学。动力学的基本概念包括速度、加速度、位移等。速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量，位移是描述物体位置变化的物理量。

7.力学基本定律

力学的基本定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。牛顿第一定律揭示了惯性的概念，牛顿第二定律描述了物体运动状态变化的规律，牛顿第三定律揭示了作用力和反作用力的关系。

8.力的分解方法

力的分解方法主要有两种：正交分解法和平行四边形法则。正交分解法是将力分解为沿坐标轴方向的分力，平行四边形法则是将力分解为与原力共线的两个分力。

9.力的合成方法

力的合成方法主要有两种：平行四边形法则和三角形法则。平行四边形法则是将两个力的矢量和表示为它们的平行四边形的对角线，三角形法则是将两个力的矢量和表示为它们的三角形的外接圆的弦。

10.力学实验

力学实验是验证力学理论、培养实验技能的重要手段。常见的力学实验有力学基本定律实验、力的合成与分解实验、牛顿第二定律实验等。七、板书设计

①牛顿第二定律

-公式：F=ma

-物理量：合外力（F）、质量（m）、加速度（a）

-含义：物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与它的质量成反比

②力的合成与分解

-合成：多个力合成为一个力

-分解：一个力分解为多个力

-方法：正交分解法、平行四边形法则

③力的平衡

-条件：物体所受的合外力为零（ΣF=0）

-状态：静止状态、匀速直线运动状态

④力的相互作用

-牛顿第三定律：作用力和反作用力大小相等、方向相反

-作用力与反作用力

⑤力的测量

-工具：力计、弹簧秤

-单位：牛顿（N）

⑥动力学基本概念

-速度：描述物体运动快慢和方向的物理量

-加速度：描述物体速度变化快慢和方向的物理量

-位移：描述物体位置变化的物理量

⑦力学基本定律

-牛顿第一定律：惯性定