高中物理_牛顿运动定律的应用教学设计学情分析教材分析课后反思

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。

2、进行新课（1）从受力确定运动情况首先指出已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。

引导学生思考处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。

投影展示例题1 并布置学生审题：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。

学生活动：1、结合实例思考讨论解题思路2、完成例题解答教师要求学生在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程，提醒学生写明依据并与投影答案相对照。

学生计算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。

学生板书练习1：一木箱质量为ｍ=10Kg，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2，现用斜向右下方Ｆ=100N的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。

Ｆ与水平方向成θ=37O 角，求经过ｔ=5秒时木箱的速度(g取10m/s2) 。

进一步引导学生分析总结解决此类问题的规律方法。

1、确定研究对象。

2、分析研究对象的受力情况，画受力的示意图，求合力3、利用牛顿第二定律求加速度。

4、利用运动学公式进一步求解要求的物理量。

承转：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。

（2）从运动情况确定受力告诉学生已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。

引导学生思考处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。

投影展示例2并布置学生审题：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＝37°，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）问：本题属于哪类力学问题？人的受力情况如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是已知的？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？学生思考讨论，找学生回答解题思路，描述物体受力情况。

该题为已知受力求运动，合力沿运动方向，动力实际上是已知的。

学生独立完成例题解答，总结规律方法。

点评：培养学生观察、思考、辨析、归纳综合的能力。

学生独立完成例题3：如图车厢沿水平方向以加速度a匀加速前进，车厢后面的竖直内壁上一个物体A正好沿壁相对车匀速下滑，求：物块和竖直壁间动摩擦因数为μ。

点评：在实际应用中锻炼能力。

（二）、总结反思1．应用牛顿第二定律解题可分为两类：一类是已知受力求解运动情况；另一类是已知运动情况求解受力。

2．不论哪种类型题目的解决，都遵循基本方法和步骤，即分析过程、建立图景、确定研究对象、进行受力分析、根据定律列方程，进而求解验证效果。

在解题过程中，画图是十分重要的，包括运动图和受力图，这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不可少的步骤。

（三）、课后练习1、总结题型和方法2、一木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角的力F推木箱，求经过 t 秒时木箱的加速度。

3、（例题3变式）如图沿水平方向匀加速运动的车厢内，一细线悬挂一质量为m的小球，细线偏离竖直方向θ角恰好相对车厢静止，车厢后面的竖直内壁上一个物体A正好沿壁相对车匀速下滑，求：物块和竖直壁间动摩擦因数为μ九.板书设计1、两类问题已知物体的受力情况求物体的运动情况的问题已知物体的运动情况求物体的受力情况的问题2、解题思路：①确定研究对象；②分析研究对象的受力情况，必要时画受力示意图；③分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图；④利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；⑤利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。

十.教学反思本节内容规律和方法比较简单，学生容易掌握。

但出题角度比较灵活，类型较多，学生在入手分析题目时有一定的难度；另外，部分学生受力分析易出错、正交分解不熟练，应在今后的学习中，让学生多加练习、总结反思。

学生在前几节已经学习了牛顿运动三大基本定律和运动学的基本规律，已经具备了进一步学习求解动力学问题的知识基础。

虽然多数学生已对受力分析及运动情况分析有了一定的基础和能力，但是对两者结合起来综合的应用问题处理起来有些困难，题目综合程度较高，逻辑性比较强，计算量比较大，特别是对高一学生来说，他们一时不太适应，解决此类题目有些困难，所以在学习本节内容时，应注由易到难、难易适中、循序渐进。

本节课学生能分析简单的物体受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析；基本掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法；知道如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量；并且能根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。

通过独立思考、探究讨论、表达交流，培养了学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。

同时也提高了学生信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力以及运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。

总体来说，本节课达到预想目标，效果良好。

但仍有部分学生在受力分析时容易出错，尤其是摩擦力的判断；正交分解不熟练，求合力是容易漏掉力，在今后的课堂中应多加练习，注意总结反思。

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,进一步揭示物体运动状态变化的原因，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，但题目类型较多，考查角度灵活，综合性强。

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。

评测练习题型一：从受力确定运动情况已知物体的受力情况――→F ＝ma 求得a ，1、如图所示，质量m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求：(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小；(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小．题型二：从运动情况确定受力2、民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m，构成斜面的气囊长度为5.0 m．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g取10 m/s2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？题型三：牛顿运动定律与图像结合3、质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v—t图象如图2所示．弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的34.设球受到的空气阻力大小恒为F f ，取g ＝10 m/s 2，求：(1)弹性球受到的空气阻力F f 的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h .题型四：多过程问题分析1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等．2．注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．4、冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼．如图所示，ACD 是一滑雪场示意图，其中AC 是长L ＝8 m 、倾角θ＝37°的斜坡，CD 段是与斜坡平滑连接的水平面．人从A 点由静止下滑，经过C 点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，(取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)人从斜坡顶端A 滑至底端C 所用的时间；(2)人在离C 点多远处停下？评测练习答案1、【参考答案】(1)见解析图 1.3 m/s 2，方向水平向右(2)6.5 m/s (3)16.25 m【试题解析】(1)对物体受力分析如图：由图可得：⎩⎪⎨⎪⎧ F cos θ－μF N ＝ma F sin θ＋F N ＝mg 解得：a ＝1.3 m/s 2，方向水平向右 (2)v ＝at ＝1.3×5 m/s ＝6.5 m/s(3)x ＝12at 2＝12×1.3×52 m ＝16.25 m 2、【参考答案】(1)2.5 m/s 2 (2)0.92【试题解析】(1)由题意可知，h ＝4.0 m ，L ＝5.0 m ，t ＝2.0 s.设斜面倾角为θ，则sin θ＝h L.乘客沿气囊下滑过程中，由L ＝12at 2得a ＝2L t2，代入数据得a ＝2.5 m/s 2. (2)在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示，沿x 轴方向有mg sin θ－F f ＝ma ，沿y 轴方向有F N －mg cos θ＝0，又F f ＝μF N ，联立方程解得 μ＝g sin θ－a g cos θ≈0.92. 3、【参考答案】 (1)0.2 N (2)0.375 m【试题解析】(1)由v －t 图象可知，弹性球下落过程的加速度为a 1＝Δv Δt ＝4－00.5 m/s 2＝8 m/s 2根据牛顿第二定律，得mg －F f ＝ma 1 所以弹性球受到的空气阻力F f ＝mg －ma 1＝(0.1×10－0.1×8) N＝0.2 N(2)弹性球第一次反弹后的速度v 1＝34×4 m/s＝3 m/s 根据牛顿第二定律mg ＋F f ＝ma 2，得弹性球上升过程的加速度为a 2＝mg ＋F f m ＝0.1×10＋0.20.1m/s 2＝12 m/s 2根据v 2－v 21＝－2a 2h ，得弹性球第一次反弹的高度h ＝v 212a 2＝322×12 m ＝0.375 m. 4、【参考答案】(1)2 s (2)12.8 m【试题解析】(1)人在斜坡上下滑时，受力如图所示．设人沿斜坡下滑的加速度为a ，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mg sin θ－F f ＝ma F f ＝μF N垂直于斜坡方向有F N －mg cos θ＝0由匀变速运动规律得L ＝12at 2 联立以上各式得a ＝g sin θ－μg cos θ＝4 m/s 2t ＝2 s(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用．设在水平面上人减速运动的加速度为a ′，由牛顿第二定律得μmg ＝ma ′设人到达C 处的速度为v ，则由匀变速直线运动规律得人在斜面上下滑的过程：v 2＝2aL 人在水平面上滑行时：0－v 2＝－2a ′x联立以上各式解得x ＝12.8 m新课程提倡自主、合作、探究的学习方式，课堂教学是学生学习科学文化知识的主阵地，也是对学生进行思想品德教育的主渠道。