2024年高中物理 第四章 第7节 用牛顿运动定律解决问题（二）教学设计 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）教学设计新人教版必修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）教学设计新人教版必修1教材分析同学们，咱们今天要来学习的是《用牛顿运动定律解决问题（二）》这一节，这是咱们高中物理必修一第四章的内容。这一节主要会带领大家深入理解牛顿第二定律的应用，通过一些实际问题来训练我们的解题能力。咱们要结合课本，将理论知识与实际应用相结合，让物理知识变得生动有趣。准备好了吗？让我们一起开启今天的探索之旅吧！🚀🎓核心素养目标1.培养学生运用牛顿运动定律分析物体运动的能力。

2.提升学生解决实际问题时的逻辑推理和数学运算技能。

3.增强学生对物理学科知识的应用意识和创新思维。教学难点与重点1.教学重点，

①理解并掌握牛顿第二定律的数学表达式，能够正确运用公式计算物体的加速度。

②学会分析受力情况，能够识别并应用牛顿第二定律解决问题，包括单力和多力作用下的运动问题。

2.教学难点，

①理解加速度与力和质量之间的关系，能够在实际问题中灵活应用牛顿第二定律。

②掌握如何处理非惯性参考系中的问题，如考虑科里奥利力和离心力的影响。

③学会分析复杂问题，如变力作用下的运动，能够分解问题并逐步求解。教学资源-软硬件资源：物理实验器材（如弹簧秤、滑轮、小车等），多媒体教学设备（投影仪、电脑、白板等）。

-课程平台：学校内部教学平台，用于上传教学资料和互动交流。

-信息化资源：在线物理模拟软件，用于演示牛顿第二定律的实验现象。

-教学手段：实物教具展示，课堂讨论，小组合作学习，以及课堂练习。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。例如，要求学生预习牛顿第二定律的基本概念和公式。

-设计预习问题：围绕牛顿第二定律的应用，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。如：“如何通过实验验证牛顿第二定律？”

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。例如，通过学生提交的预习笔记或思维导图来评估预习情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解牛顿第二定律的基本概念和公式。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。例如，学生可能会提出关于加速度与力、质量之间关系的问题。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解牛顿第二定律，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过实际案例，如汽车加速的场景，引出牛顿第二定律课题，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解牛顿第二定律的数学表达式和适用条件，结合实例帮助学生理解。例如，通过分析一个物体在水平面上受到摩擦力和推力的运动情况。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同受力情况下的加速度。例如，让学生讨论一个物体在斜面上受到重力和摩擦力的运动。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“如何处理变力作用下的运动？”进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论，体验牛顿第二定律知识的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解牛顿第二定律的知识点。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握牛顿第二定律的应用。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解牛顿第二定律，掌握其应用技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置与牛顿第二定律相关的计算题和实际问题，巩固学习效果。例如，让学生计算一个物体在不同力作用下的加速度。

-提供拓展资源：提供与牛顿第二定律相关的拓展资源，如在线物理模拟软件，供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，如指出解题过程中的错误和改进建议。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的牛顿第二定律知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。学生学习效果学生学习效果是衡量教学成效的重要指标。在本章节《用牛顿运动定律解决问题（二）》的学习结束后，学生在以下几个方面取得了显著的效果：

1.**理论知识的掌握**

-学生能够熟练理解和应用牛顿第二定律，包括理解加速度与力和质量之间的关系，掌握牛顿第二定律的数学表达式。

-学生能够区分不同类型的力，如重力、摩擦力、弹力等，并知道如何在问题中正确应用这些力。

-学生能够运用牛顿第二定律解决简单的运动问题，如匀加速直线运动、抛体运动等。

2.**问题解决能力的提升**

-学生在遇到复杂物理问题时，能够分解问题，识别关键物理量，并运用牛顿第二定律进行求解。

-学生在处理实际问题时，能够结合物理原理和数学方法，提出合理的解决方案。

-学生在解决实际案例时，如设计简单机械或分析车辆动力学时，能够运用所学知识进行分析和计算。

3.**科学探究精神的培养**

-学生在预习和课堂活动中，表现出对物理现象的好奇心和探究欲望。

-学生通过实验和模拟，学会设计实验、收集数据、分析结果，并得出科学结论。

-学生在小组讨论和合作学习中，学会了尊重他人意见，共同解决问题，培养了团队协作精神。

4.**自主学习能力的增强**

-学生通过课前预习，提前了解课堂内容，为课堂学习做好准备。

-学生在遇到困难时，能够主动查找资料，寻求帮助，提高了自我解决问题的能力。

-学生能够根据自身学习情况，调整学习方法，提高学习效率。

5.**数学应用能力的提高**

-学生在解决物理问题时，能够熟练运用代数、三角函数等数学知识。

-学生在处理物理量关系时，能够灵活运用方程、不等式等数学工具。

-学生在分析问题时，能够运用数学建模的方法，将物理问题转化为数学问题。

6.**批判性思维的培养**

-学生在分析物理问题时，能够提出质疑，对已有的理论和观点进行评估。

-学生在解决实际问题时，能够考虑多种可能性，并提出创新的解决方案。

-学生在讨论和辩论中，能够清晰表达自己的观点，并能够理解他人的观点。

7.**情感态度与价值观的塑造**

-学生通过学习物理，培养了实事求是、严谨治学的科学态度。

-学生在解决问题时，学会了耐心、细致和坚持不懈的精神。

-学生通过物理学习，认识到科学技术对社会发展的重要性，激发了学习物理的兴趣和热情。课后作业为了巩固学生对牛顿第二定律的理解和应用，以下是一些课后作业题目，旨在帮助学生深入掌握相关知识点：

1.**计算题**

一辆质量为500kg的汽车以10m/s²的加速度在水平路面上行驶。求：

-汽车受到的合外力是多少？

-如果汽车受到的摩擦力为1000N，那么发动机提供的推力是多少？

**答案**：

-合外力F=m*a=500kg*10m/s²=5000N

-发动机提供的推力F推=合外力+摩擦力=5000N+1000N=6000N

2.**应用题**

一物体从静止开始沿水平面加速运动，5秒后速度达到10m/s。如果物体的质量为2kg，求：

-物体受到的合外力是多少？

-如果物体受到的摩擦力为5N，那么物体所受的净外力是多少？

**答案**：

-加速度a=(v-u)/t=(10m/s-0m/s)/5s=2m/s²

-合外力F=m*a=2kg*2m/s²=4N

-净外力F净=合外力-摩擦力=4N-5N=-1N（负号表示摩擦力方向与加速度方向相反）

3.**变力问题**

一物体在水平面上受到一个随时间变化的力作用，力的表达式为F(t)=3t+2N。如果物体的质量为4kg，求：

-在t=2秒时，物体的加速度是多少？

-从t=0到t=2秒，物体的位移是多少？

**答案**：

-在t=2秒时，F(2)=3*2+2=8N

-加速度a=F(2)/m=8N/4kg=2m/s²

-位移s=0.5*a*t²=0.5*2m/s²*(2s)²=4m

4.**斜面问题**

一物体沿斜面下滑，斜面倾角为30°，物体质量为3kg。如果物体受到的摩擦力为5N，求：

-物体的加速度是多少？

-如果物体从斜面顶端滑下，5秒后速度是多少？

**答案**：

-沿斜面方向的分力F平行=m*g*sin(θ)=3kg*9.8m/s²*sin(30°)=14.7N

-净外力F净=F平行-摩擦力=14.7N-5N=9.7N

-加速度a=F净/m=9.7N/3kg=3.23m/s²

-速度v=a*t=3.23m/s²*5s=16.15m/s

5.**多力问题**

一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15N，方向向北。物体的质量为2kg，求：

-物体的合外力是多少？

-物体的加速度是多少？

**答案**：

-合外力F合=√(F₁²+F₂²)=√(10N²+15N²)=√(100N²+225N²)=√325N≈18.03N

-加速度a=F合/m=18.03N/2kg=9.015m/s²课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了《用牛顿运动定律解决问题（二）》这一节，主要内容包括：

1.理解牛顿第二定律的数学表达式，掌握加速度与力和质量之间的关系。

2.学会分析物体受力情况，能够识别并应用牛顿第二定律解决问题。

3.掌握如何处理单力和多力作用下的运动问题。

在课堂学习过程中，我们通过以下方式巩固了所学知识：

-通过实例分析，理解了牛顿第二定律在实际问题中的应用。

-通过小组讨论，培养了学生的合作意识和沟通能力。

-通过实验演示，直观地展示了牛顿第二定律的现象。

当堂检测：

1.一物体质量为2kg，受到一个水平向右的力作用，力的大小为10N。求物体的加速度是多少？

**答案**：加速度a=F/m=10N/2kg=5m/s²

2.一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15N，方向向北。求物体的合外力是多少？

**答案**：合外力F合=√(F₁²+F₂²)=√(10N²+15N²)≈18.03N

3.一物体从静止开始沿斜面下滑，斜面倾角为30°，物体质量为3kg。如果物体受到的摩擦力为5N，求物体的加速度是多少？

**答案**：沿斜面方向的分力F平行=m*g*sin(θ)=3kg*9.8m/s²*sin(30°)≈14.7N

净外力F净=F平行-摩擦力=14.7N-5N≈9.7N

加速度a=