高中物理_用牛顿运动定律解决问题教学设计学情分析教材分析课后反思

学生在初中已经学习了惯性定律，具有一定的基础。

但是仅仅局限在用惯性来解释一些简单的生活现象。

没有真正建立力和运动之间的关系认知。

而对于力和运动的关系更大程度上是来自生活中简单现象的认知“物体的运动需要力来维持”，还有很多学生对于力和运动的关系没有进行过思考。

控制变量法是物理学研究的基本方法，学生在之前的高中课程学习中接触并应用了这种方法，但还是缺乏主动应用的意识。

所以本节课首先致力于带领学生打破亚里士多德的观点，也是同学们日常生活中的观点“物体的自然本性是静止，物体的运动需要力来维持。

”建立正确的认知“水平面上运动物体停下，不是自然本性，而是摩擦力作用的原因。

”通过引导、微课、实际操作等各种手段达到目的。

在这一过程中让学生体验控制变量法的应用。

学生知道物体有惯性，能够解释一些惯性现象，但是对于惯性的理解还比较粗浅，尤其是惯性大小、惯性大小的决定因素还没有深入的认识。

通过实际例子让学生认识到惯性是物体固有属性，这种属性有大小之分，即物体保持原有运动状态的能力和运动状态被改变的难易程度。

为下一步研究学习牛顿第二定律打下基础。

本节课精心设计，逐步引导，注重物理思想的教学。

首先逐步引导学生认识水平面上运动物体停下的原因不是自然本性，而是摩擦阻力的原因。

从控制摩擦力开始提出思考方向，然后逐步减小摩擦力，让学生体会到控制变量研究问题的同时，能够注意到与实验现象的结合。

在学生半信半疑的情况下，通过气垫导轨达到震撼性的结果，印证引导分析出来的结论，达到非常好的效果。

然后再以出现摩擦力为契机，再次说明水平面上运动的物体停下是因为摩擦力的原因。

一正一反，效果很好。

在伽利略理想斜面实验上，创造性的在轨道上铺设布条，增大摩擦，然后去掉布条，减小摩擦，由此说明在理想的光滑轨道上，小球能够到达与释放点等高的位置，学生对于理想斜面实验的认识就更进了一步。

而且再一次体会到控制变量的物理思想。

在惯性的认知上，分别通过静止的物体、运动的物体的惯性为基础，做出惊险、精彩的实验，极大的加深了学生对于惯性的认知。

用牛顿运动定律解决问题（一）【教学目标】1．能运用牛顿运动定律解答一般的动力学问题。

2．掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法。

【教学重点】1、掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法。

2、会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。

【教学难点】掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

【方法指导】自主探究、交流讨论、自主归纳【教学过程】知识回顾思考：求加速度有哪些方法？大致可分为几个角度？v = v o+at x= v o t +at2/2 F=mav2－ v o2 =2ax 运动力规律、推论、特点动力学牛顿第二定律在物理学中，我们把只研究物体怎样运动而不涉及运动与力的关系的理论，称作运动学；研究运动与力的关系的理论称为动力学。

牛顿运动定律确定了运动和力的关系，并使我们明白：物体做这样的运动是因为物体受到了这样的力，物体受到了那样的力，就会做那样的运动。

可见，动力学包括两类基本问题：（1）从受力情况确定运动情况；（2）从运动情况确定受力情况。

思考讨论：连接物体受力情况和运动情况的“桥梁”是哪个物理量？小结：对物体进行正确的受力分析和运动情况分析，并抓住受力情况和运动情况之间的桥梁加速度是解决问题的关键例题一：一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。

求物体4s末的速度和4s内发生的位移。

分析：1.物体的受力情况如何？受力分析如图示：2.物体所受的合力如何？竖直方向：合力为零，加速度为零。

水平方向：大小：F合=F 方向与拉力F方向相同3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？已知初速度V O和时间t，要求末速度V t和位移x还差加速度a。

4.如何求加速度？借助于牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度。

5.本题的解题思路如何？先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。

【新课教学】 一、从受力确定运动情况 1.投影展示例题并布置学生审题： 例1．用水平力F 拉着重为G 的物体以速度v 在粗糙的水平面上匀速运动，当拉力F 逐渐减小时，物体的A ．加速度和速度都减小B ．加速度和速度都越来越大C ．加速度越来越小，速度越来越大D ．加速度越来越大，速度越来越小通过例1定量分析，初步掌握从受力确定物体受力的基本方法。

例2、一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg ，在 6.4N 的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。

物体与地面间的摩擦力是4.2N 。

求物体在4s 末的速度和4s 内的位移。

2.提出问题，分步提示，引导学生学习审题，独立解题，教师巡视指导。

活动 1.学生思考讨论后独立作答，请一位同学到黑板前解答。

的兴趣。

2. 设置疑问，激发学生将新问题与所学知识联系挂钩。

3.通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，以及运用物理语言的能力。

3.【强调注意】受力分析的图示对研究这一类问题很有帮助，特别是对一些复杂的受力分析问题，所以同学们在今后的受力分析的过程中，一定要养成画受力分析草图的好习惯. 4.分析点评投影展示答案相对照，规范解题步骤。

解：由牛顿第二定律 F -f =ma ， a =1.1 m/s 2由运动学公式，v=at=1.1×4 =4.4 m/s ，m at x 8.8212==学生计算完成，交流合作、点评，找出不完善的地方予以改正。

培养学生书面表述清楚物理问题的能力，规范解题步骤。

如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，就可以根据牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是动力学所要解决的另一类问题。

二、从运动情况确定受力 1.投影展示例题并布置学生审题例3.一个滑雪的人质量是 75 kg ，以v 0＝2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。

在 t ＝5s 的时间内滑下的路程x ＝60m ，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）？ 2.提出问题，分步提示，引导学生学习审题，独立解题，教师巡视指导，及时发现问题，予以纠正。

教学过程【引入】实验：魔法鸡蛋用尺子击打塑料板，观察鸡蛋是否随板子飞出，观察现象，提出问题：鸡蛋为什么没有随板子飞出？（通过该实验激发学生的好奇心，提高对学习新课的兴趣，同时通过分析塑料板和鸡蛋的受力与运动，对力和运动有了初步的认识，为下一步提出新课的核心问题“力与运动的关系”做好铺垫。

）【学习目标】1.了解探索力与运动关系的历史过程，知道伽利略的理想实验及其物理意义2.知道牛顿第一定律的内容，并对其有较为深刻地理解.3.理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象.【新课探究】第一阶段：牛顿第一定律一、提出问题：回顾刚才的实验，分析得出结论：板子受力，所以运动，鸡蛋没受力，所以保持静止。

由此顺势引导：通过“马拉车马车会动、推出的冰壶没有力的维持就会停下、荡秋千没有别人推着也会慢慢停止”等生活实例，让学生感觉：非要有力物体才会运动，没有力的维持物体就要静止，进而提出亚里士多德的观点：力是维持运动的原因。

提出问题：大家支持亚里士多德的观点吗？（可能有个别学生会提出质疑，这时可顺势引导：举出生活实例来反驳亚里士多德的观点。

如果没有，则可以启发诱导：踢出去的足球没有力照样可以运动。

）这样对“力和运动的关系”在认识上出现分歧，就此引出对“力和运动的关系”的探究。

二、实验探究：探究一：物体不受力时的运动1、斜面实验诱导：滑块从斜面的某一高度下滑到水平面，若水平面是棉布表面，滑一段距离停下；滑块从斜面的同一高度下滑到水平面，若水平面是木板表面，会滑更长的一段距离停下，对比两次的结果，让学生分析原因，很容易得出两次的不同是摩擦力的不同导致，结论是：摩擦力越小，滑的越远。

继续引申：如果是玻璃面呢？（更远）假设是光滑的呢？（学生自然会得到“滑块会停不下来”的结论）这时可以引导学生做实验去验证。

2、气垫导轨实验验证匀速运动（1）原理引导：气垫导轨：让学生亲自观察（导轨表面的小孔），体验（气体的喷出），分析（喷出的气体托起滑块，滑块和导轨没有直接接触，也就没有滑动摩擦），进而理解滑块在气垫导轨上能匀速运动的原因。

《牛顿第二定律的应用》【教学设计】一、教材分析本节课的主要任务是培养学生运用力学相关知识分析、解决实际问题，提高学生力学的综合思维和能力；要培养学生具体问题具体分析的能力，科学、严谨的治学态度。

让学生逐步体会，已知物体受力信息时，可以求解运动结果；已知运动形式，可以通过求解合力，进而全面的受力分析，强化力和运动关系的理解，提高物理思维和综合能力。

二、学科核心素养物理学科的德育目标是在教学中培养、建立物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任。

我将从以下几个方面设计本节课内容。

1、物理观念：通过让学生小组讨论生活中具体实例，强化力与运动关系的理解，建立物质是运动的观念。

2、科学探究：通过对酒驾问题的分析和计算，培养科学探究、具体问题具体分析的能力，同时增强安全意识。

3、科学思维：通过无人机、儿童车、刹车问题等，引导学生从受力的角度分析运动，从运动的角度分析受力情况，提高力和运动关系的理解。

4、科学态度与责任：通过观看《牛顿开挂的人生》培养学生时代实名，对国家建设勇于担当的责任感。

三、教学重点难点本节课的内容即是重点也是难点1、用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

2、明确加速度是联系力和运动的纽带。

四、学情分析学生在初中阶段已经学习过牛顿第一定律和牛顿第三定律，对这一部分的内容掌握得很好，但牛顿第二定律是首次接触。

在本册书前面部分，学生积累了直线运动、受力分析、共点力平衡、牛顿运动定律等有关知识，为本节做好了充分准备。

本节课综合程度高、难度大，在高考的占比大，因此教学中要循序渐进，逐步引导学生思维，同时要规范学生的解题步骤。

五、设计思路通过对生活中不同实例的分析，培养学生建模型的能力，强化牛顿运动定律的理解和使用，提高学生综合思维能力、物质观、国家使命感。

六、教学环节《牛顿第二定律的应用》【学情分析】学生在初中阶段已经学习过牛顿第一定律和牛顿第三定律，对这一部分的内容掌握得很好，但牛顿第二定律是首次接触。

牛顿运动定律的应用教学设计一.教材分析本节课选自人教版高中物理必修一第4章第6节，牛顿运动定律是经典力学乃至整个物理学的基本规律，是动力学的基础，也是高考要求的重点内容。

本节课主要学习两大类问题：1已知物体的受力情况，求物体的运动情况，2已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

本节内容是对本章知识的总结和提升，又是后面知识点学习的基础。

因此学好本节知识，对于学好其余力学知识以及整个物理学都有至关重要的意义。

二．教学目标（一）知识与技能1. 进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。

2. 掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

3. 学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。

4. 学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。

（二）过程与方法1. 培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。

2. 帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。

3. 帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。

（三）情感、态度与价值观1. 培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。

2. 初步培养学生合作交流的愿望，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。

三.教学重点1.已知物体的受力情况，求物体的运动情况。

2.已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

四.教学难点1.物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用。

2.正交分解法。

五.学情分析通过前面的学习，学生对于受力分析及运动情况有一定的基础，但是对分析两者结合起来综合的应用有些困难，需要多思考练习。

六.教学方法复习巩固、导入新课→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测七.课前准备1．学生的学习准备：预习课本相关章节，初步把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课内探究学案案。

八．教学过程（一）导入新课1、导入新课此前我们学习了牛顿的三大运动定律，大家回忆一下三大定律的基本内容？同学们有没有发现应用牛顿定律解决问题的一般思路和方法呢？这节课我们就来探究应用牛顿定律解决问题的一般方法。

用牛顿运动定律解决问题（一）教学设计一、引入：师：同学们，在前面的学习中我们学习了匀变速直线运动的规律，相互作用，牛顿运动定律等。

首先我们来复习几个问题。

屏幕展示：1.匀变速直线运动的规律（1）速度与时间的关系？（2）位移与时间的关系？（3）速度与位移的关系？2.牛顿第二定律的内容？学生回答:教师点评：牛顿定律许多基础科学和工程技术中都有广泛就用，由于我们的知识局限，我们只通过简单的例子做一些介绍，下面我们看一下从受力确定运动情况的例子二、例1、一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg，在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。

物体与地面间的摩擦力是4.2N。

求物体在4s末的速度和4s内的位移。

教师引导学生受力分析，解题规范。

原始公式，注意单位等。

一起来对物体进行受力分析。

按照受力分析的一般思路。

1、非接触力：重力2、接触力：与物体接触的只有地面，而相互接触的两物体间的接触力最多只有两个：弹力和摩擦力。

分析该题知物体与地面间有摩擦力，既然有摩擦力则一定有弹力。

所以物体会受到地面给的弹力（垂直于接触面指向受力物体）和滑动摩擦力（与相对运动方向相反，大小Nfμ=）教师：用大屏幕展示标准解题过程，再强调注意事项。

三、根据运动情况确定物体的受力例2、一个滑雪的人质量是 75 kg ，以v0＝2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。

在 t ＝5s 的时间内滑下的路程x ＝60m ，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力。

教师：这个问题的已知条件是什么？做什么运动？学生：告诉运动情况，匀加速直线运动。

教师：能否用牛顿第二定律直接求加速度啊？学生：不能，应该根据运动学规律来求加速度。

教师引导学生受力分析这种在斜面上的物体求合力最简单的方法就是正交分解。

N G阻F教师：用大屏幕展示标准解题过程，再强调注意事项。

三、总结分析师：根据这两个例题，我们总结一下：（一）牛顿第二定律的两类基本问题1、已知受力情况求运动情况。

用牛顿运动定律解决问题（二）教学设计【教学目标】1.掌握共点力的平衡条件，会用来解决有关平衡问题。

2.知道超重和失重的概念，知道超重和失重产生的条件。

【教学重点】1.会用合成法和正交分解法解决共点力的平衡问题。

2.会分析超重和失重产生的条件。

【教学难点】会通过牛顿第二定律分析超重、失重加速度的方向特点，并能分析和说明一些简单的相关问题。

【教学过程】一、引入新课课前候课阶段：播放“石头平衡术”课堂引入：实例引入二力平衡、三力平衡、四力平衡、多力平衡。

二、新课教学1、共点力的平衡条件①对吊灯进行受力分析，回顾二力平衡的模型。

②学生讲解课前小练的内容如图所示，电灯悬挂于天花板和墙壁之间，已知绳子为轻绳，电灯的质量为m,OA绳与水平面之间的夹角是Θ，试求OA绳与OB绳之间的拉力。

方法一：合成法老师点评：合成法实际上是将三力平衡转化成了二力平衡。

拓展：一个物体在多个力的作用下保持平衡，那么（N-1）个力的合力一定与第N个力等大反向。

方法二：正交分解法老师点评：复习正交分解的解题步骤；正交分解法实际上是将三力平衡转化成了两个方向上的二力平衡。

③拓展：三角形的斜拉结构：升旗广场的三角形结构、大吊车、三塔式斜拉桥。

提问：根据计算的结果，斜拉桥的桥塔应该越高越好还是越低越好。

超重失重引入：现在，电梯在我们的生活中已经必不可少了，你来回想一下，当你乘坐电梯上楼，电梯刚启动的时候，你的脚有什么感觉？电梯下降的时候呢？那我们今天就来研究一下产生这种感觉的原因。

分组实验：模拟电梯实验实验一、体重秤实验实验二、台秤实验实验三、弹簧秤实验实验要求：观察物体的上升和下降过程，物体的重力与拉力或者压力的大小关系，并完善实验报告的内容。

（实验报告见附件）展示一下三个小组的实验报告内容。

第一个实验，起立阶段，也就是上升阶段：F>G，F<G下蹲阶段，也就是下降阶段：F<G,F>G,第二个实验，上升阶段F>G，F<G，下降阶段F<G,F>G，第三个实验，上升阶段F>G，F<G，下降阶段F<G,F>G。