2024-2025学年新教材高中物理 第4章 牛顿运动定律 素养培优课4 动力学中的三类典型问题教学实录 粤教版必修第一册

2024-2025学年新教材高中物理第4章牛顿运动定律素养培优课4动力学中的三类典型问题教学实录粤教版必修第一册主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年新教材高中物理第4章牛顿运动定律素养培优课4动力学中的三类典型问题教学实录

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月15日星期二上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.通过对牛顿运动定律的学习，培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。

2.引导学生理解动力学中的加速度、力和运动的关系，提升学生的科学思维。

3.培养学生运用数学工具描述物理现象，提高学生的数学应用能力。

4.增强学生的科学探究精神，鼓励学生在实践中发现问题、分析问题和解决问题。学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：学生在进入本节课之前，已经学习了基础的物理知识和运动学的基本概念，如速度、加速度、位移等。他们应能理解匀速直线运动和匀变速直线运动的规律，并能够运用这些知识解决一些简单的物理问题。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中一年级学生对物理学科普遍持有较高的兴趣，他们对于物理现象的好奇心和探究欲望较强。学生的能力水平参差不齐，部分学生可能已经具备一定的物理思维能力，能够独立思考并解决较为复杂的物理问题。学习风格上，有的学生偏好通过实验和观察来学习，而有的学生则更倾向于通过公式和理论推导来理解物理概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在学习牛顿运动定律时，可能会遇到以下困难：一是理解加速度与力、质量之间的关系，即牛顿第二定律；二是掌握如何运用牛顿运动定律解决实际问题，如处理非直线运动和变力作用下的运动问题；三是将物理知识与数学知识相结合，进行复杂的数学运算。此外，学生可能对抽象的物理概念感到难以把握，需要通过大量的练习和实例来加深理解。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有粤教版必修第一册高中物理教材。

2.辅助材料：准备与牛顿运动定律相关的图片、动画和图表，以及典型问题解决的视频资源。

3.实验器材：准备滑块、斜面、打点计时器等实验器材，用于演示牛顿第二定律。

4.教室布置：设置分组讨论区，确保每组都有实验操作台和足够的空间进行小组讨论和实验。教学过程一、导入新课

1.老师首先以提问的方式导入：“同学们，大家还记得我们在上一节课学习了什么内容吗？”

2.学生回答：“学习了匀变速直线运动的基本规律。”

3.老师总结：“非常好，上一节课我们学习了匀变速直线运动的基本规律，那么今天我们将继续学习牛顿运动定律，探究物体在受力作用下的运动规律。”

二、新课讲授

1.老师讲解牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

-老师引导学生思考：为什么物体在没有受到外力作用时会保持静止或匀速直线运动？

-学生讨论并回答：因为物体具有惯性。

-老师总结：惯性是物体保持原有运动状态的性质。

2.老师讲解牛顿第二定律：物体的加速度与作用在它上面的外力成正比，与它的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。

-老师通过实例讲解：一个物体受到一个恒定的外力作用，那么它的加速度与外力成正比，与质量成反比。

-学生通过实例分析，加深对牛顿第二定律的理解。

3.老师讲解牛顿第三定律：对于任意两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。

-老师通过实例讲解：当你用手推墙时，你的手会受到墙的反作用力，这个反作用力与你的推力大小相等、方向相反。

-学生通过实例分析，加深对牛顿第三定律的理解。

4.老师讲解动力学中的三类典型问题：

-问题一：已知物体的质量、加速度和作用力，求物体的运动状态。

-问题二：已知物体的运动状态和作用力，求物体的质量或加速度。

-问题三：已知物体的质量、加速度和运动状态，求作用力。

-老师通过实例讲解，引导学生运用牛顿运动定律解决实际问题。

三、课堂练习

1.老师提出问题：“请同学们根据所学知识，解决以下问题：一辆汽车从静止开始匀加速直线运动，已知加速度为2m/s²，求汽车在5秒内的位移。”

2.学生独立完成练习，老师巡视指导。

3.学生展示解题过程，老师点评并总结。

四、课堂小结

1.老师引导学生回顾本节课所学内容：“今天我们学习了牛顿运动定律，包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，以及动力学中的三类典型问题。”

2.老师总结：“通过学习，我们了解到物体在受力作用下的运动规律，以及如何运用牛顿运动定律解决实际问题。”

五、布置作业

1.老师布置作业：“请同学们完成课后习题，巩固所学知识。”

2.老师强调：“注意在做题过程中，要充分运用牛顿运动定律，并结合实际问题进行分析。”

六、课堂反思

1.老师引导学生进行课堂反思：“本节课的学习，大家掌握了哪些知识？在解决实际问题过程中，遇到了哪些困难？如何解决？”

2.学生积极发言，老师总结：“通过本节课的学习，大家已经掌握了牛顿运动定律，以及如何运用它解决实际问题。在今后的学习中，希望大家能够不断巩固所学知识，提高自己的物理思维能力。”教学资源拓展1.拓展资源：

-牛顿运动定律的历史背景：介绍牛顿运动定律的发现过程，包括伽利略、开普勒等前人的研究成果，以及牛顿如何将这些成果系统化，形成牛顿运动定律。

-动力学中的守恒定律：介绍动量守恒定律和能量守恒定律，以及它们在牛顿运动定律中的应用。

-动力学问题的实际应用：探讨牛顿运动定律在工程、航天、体育运动等领域的应用实例，如汽车动力学、火箭发射原理、跳高运动中的力学分析等。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：《牛顿的科学》等书籍，帮助学生了解牛顿运动定律的历史背景和科学贡献。

-观看科普视频：推荐观看关于牛顿运动定律的科普视频，如“牛顿三大定律”等，通过视频中的动画和实例，加深对牛顿运动定律的理解。

-实验探究：鼓励学生参与力学实验，如自由落体实验、斜面实验等，通过实验观察和数据分析，验证牛顿运动定律的正确性。

-案例分析：选取一些与牛顿运动定律相关的实际案例，如汽车碰撞、火箭发射等，引导学生运用所学知识进行分析，提高解决实际问题的能力。

-小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享各自对牛顿运动定律的理解和应用，通过交流互动，拓宽知识面，提高团队合作能力。

-课后习题：鼓励学生完成课后习题，通过练习巩固所学知识，提高解题技巧。

-网络资源：推荐一些可靠的物理学习网站，如国家物理竞赛网、物理教学网等，为学生提供更多学习资源和交流平台。

-科普讲座：组织或参加科普讲座，邀请物理专家为学生讲解牛顿运动定律及相关知识，激发学生的学习兴趣和求知欲。教学反思今天上了牛顿运动定律这一节课，总体来说，我觉得效果还不错。下面我就从几个方面来反思一下这节课的教学。

首先，我觉得课堂的导入做得还可以。我通过提问的方式，让学生回顾了上一节课的内容，引出了本节课的主题。我发现，学生们对匀变速直线运动的基本规律掌握得比较扎实，这为今天的学习打下了良好的基础。当然，也有个别学生对某些概念理解不够透彻，这需要我在今后的教学中加强个别辅导。

在课堂练习环节，我让学生独立完成了一道题目，然后邀请他们展示解题过程。这个环节让我看到了学生们对牛顿运动定律的掌握程度。有的学生能够熟练地运用牛顿运动定律解决问题，而有的学生则在这方面存在一定的困难。这让我意识到，在今后的教学中，我需要更加关注学生的个体差异，针对不同学生的学习情况，采取不同的教学方法。

在课堂小结环节，我对本节课的内容进行了总结，并强调了牛顿运动定律在实际生活中的应用。我希望通过这样的总结，让学生们能够更加深刻地理解牛顿运动定律的重要性。

当然，这节课也存在一些不足之处。首先，我发现有些学生在课堂上参与度不高，这可能是因为他们对物理学科的兴趣不够浓厚。因此，在今后的教学中，我需要更加注重激发学生的学习兴趣，让他们感受到物理学科的魅力。

其次，我在讲解牛顿第三定律时，发现有些学生理解起来比较困难。这可能是因为牛顿第三定律涉及到作用力和反作用力的概念，对于一些学生来说，理解起来比较抽象。因此，在今后的教学中，我需要寻找更加直观的教学方法，帮助学生理解这一概念。

最后，我觉得在课堂练习环节，题目难度可以适当增加，以更好地考察学生对牛顿运动定律的掌握程度。同时，我也需要更加关注学生的解题思路，引导他们学会分析问题、解决问题。板书设计①牛顿运动定律概述

-牛顿第一定律：惯性定律

-牛顿第二定律：F=ma

-牛顿第三定律：作用力与反作用力

②牛顿第一定律

-定义：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态

-惯性：物体保持原有运动状态的性质

③牛顿第二定律

-公式：F=ma

-加速度与力的关系：加速度与作用在物体上的外力成正比

-加速度与质量的关系：加速度与物体的质量成反比

-加速度的方向：与外力的方向相同

④牛顿第三定律

-定义：对于任意两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上

-作用力与反作用力：大小相等、方向相反、作用在同一直线上

⑤动力学中的三类典型问题

-已知物体的质量、加速度和作用力，求物体的运动状态

-已知物体的运动状态和作用力，求物体的质量或加速度

-已知物体的质量、加速度和运动状态，求作用力典型例题讲解例题1：

一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶，突然刹车，刹车时的加速度大小为2m/s²，求汽车刹车到停止所需的时间。

解答：

已知初速度v₀=10m/s，加速度a=-2m/s²（负号表示减速），末速度v=0m/s。

根据公式v=v₀+at，代入已知数值，得：

0=10-2t

2t=10

t=5s

答：汽车刹车到停止所需的时间为5秒。

例题2：

一个物体从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s²，求物体在5秒内的位移。

解答：

已知初速度v₀=0m/s，加速度a=2m/s²，时间t=5s。

根据公式s=v₀t+0.5at²，代入已知数值，得：

s=0*5+0.5*2*5²

s=0+0.5*2*25

s=25m

答：物体在5秒内的位移为25米。

例题3：

一个物体在水平面上受到一个恒定的摩擦力作用，摩擦力大小为5N，物体的质量为2kg，求物体在摩擦力作用下加速度的大小。

解答：

已知摩擦力F=5N，物体质量m=2kg。

根据牛顿第二定律F=ma，代入已知数值，得：

5=2a

a=5/2

a=2.5m/s²

答：物体在摩擦力作用下的加速度大小为2.5m/s²。

例题4：

一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个力为10N，方向向东，另一个力为6N，方向向北。求物体所受的合外力大小和方向。

解答：

已知两个力分别为F₁=10N（向东），F₂=6N（向北）。

合外力大小F=√(F₁²+F₂²)

F=√(10²+6²)

F=√(100+36)

F=√136

F≈11.66N

合外力方向：使用三角函数计算，tan(θ)=F₂/F₁

θ=arctan(6/10)

θ≈arctan(0.6)

θ≈31.7°（相对于向东方向）

答：物体所受的合外力大小约为11.66N，方向向东偏北31.7°。

例题5：

一个物体在水平面上受到一个斜向上的力F，大小为20N，与水平面的夹角为30°。若物体质量为4kg，求物体在水平方向上的加速度。

解答：

已知力F=20N，夹角θ=30°，物体质量m=4kg。

水平方向上的分力F_x=F*cos(θ)

F_x=20*cos(30°)

F_x=20*(√3/2)

F_x≈20*0.866

F_x≈17.32N

根据牛顿第二定律F_x=ma，代入已知数值，得：

17.32=4a

a=17.32/4

a≈4.33m/s²

答：物体在水平方向上的加速度约为4.33m/s²。课堂1.课堂评价：

-提问环节：在课堂上，我会通过提问的方式来评价学生的学习情况。我会设计一些与牛顿运动定律相关的问题，如“牛顿第一定律是什么？”“牛顿第二定律的公式是什么？”“如何理解作用力和反作用力？”等。通过学生的回答，我可以了解他们对基本概念的理解程度。

-观察环节：在学生进行小组讨论或实验操作时，我会仔细观察他们的参与度和表现。我会注意学生是否能够积极参与讨论，是否能够正确使用实验器材，以及是否能够按照实验步骤进行操作。

-测试环节：为了全面了解学生的学习情况，我会定期进行小测验或课堂练习。这些测试将涵盖牛顿运动定律的基本概念、公式应用以及实际问题解决能力。通过测试成绩，我可以发现学生在哪些知识点上存在困难，并及时调整教学策略。

2.教学反馈：

-及时发现并解决问题：在课堂评价过程中，如果发现学生存在理解上的困难，我会立即采取措施进行讲解和辅导。例如，如果学生对于牛顿第二定律的公式F=ma理解不透彻，我会通过实际例子和动画演示来帮助他们理解加速度、力和质量之间的关系。

-鼓励学生提问：在课堂上，我会鼓励学生提问，并耐心回答他们的问题。这有助于激发学生的学习兴趣，同时也让我能够了解他们在学习过程中遇到的困惑