2019-2020年粵教版必修一4.5《牛頓第二定律的應(yīng)用》WORD教案07.doc

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2019-2020年粵教版必修一4.5《牛頓第二定律的應(yīng)用》WORD教案07 一、教學(xué)目標 1．物理知識方面的要求： (1)鞏固記憶牛頓第二定律內(nèi)容、公式和物理意義； (2)掌握牛頓第二定律的應(yīng)用方法。 2．通過例題分析、討論、練習(xí)使學(xué)生掌握應(yīng)用牛頓定律解決力學(xué)問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的審題能力、分析綜合能力和運用數(shù)學(xué)工具的能力。 3．訓(xùn)練學(xué)生解題規(guī)范、畫圖分析、完善步驟的能力。 二、重點、難點分析 1．本節(jié)為習(xí)題課，重點內(nèi)容是選好例題，講清應(yīng)用牛頓第二定律解決的兩類力學(xué)問題及解決這類問題的基本方法。 2．應(yīng)用牛頓第二定律解題重要的是分析過程、建立圖景；抓住運動情況、受力情況和初始條件；依據(jù)定律列方程求解。但學(xué)生往往存在重結(jié)論、輕過程，習(xí)慣于套公式得結(jié)果，所以培養(yǎng)學(xué)生良好的解題習(xí)慣、建立思路、掌握方法是難點。 三、教具 投影儀、投影片、彩筆。 四、主要教學(xué)過程 (一)引入新課 牛頓第二定律揭示了運動和力的內(nèi)在聯(lián)系。因此，應(yīng)用牛頓第二定律即可解答一些力學(xué)問題。 我們通過以下例題來體會應(yīng)用牛頓第二定律解題的思路、方法和步驟。 (二)教學(xué)過程設(shè)計 1．已知受力情況求解運動情況 例題1一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg，在水平方向受到5.0 N的拉力，物體跟水平面的滑動摩擦力是2.0N。 1)求物體在4.0秒末的速度； 2)若在4秒末撤去拉力，求物體滑行時間。 (1)審題分析 這個題目就是根據(jù)已知的受力情況來求物體的運動情況。前4秒內(nèi)運動情況：物體由靜止在恒力作用下做勻加速直線運動，t=4.0s。受力情況：F=5.0N，f=2.0N，G=N；初始條件：v0=0；研究對象：m=2.0kg。求解4秒末的速度vt。4秒后，撤去拉力，物體做勻減速運動， v′t=0。受力情況：G=N、f=2.0N；初始條件：v′0=vt，求解滑行時間。 (2)解題思路 研究對象為物體。已知受力，可得物體所受合外力。根據(jù)牛頓第二定律可求出物體的加速度，再依據(jù)初始條件和運動學(xué)公式就可解出前一段運動的末速度。運用同樣的思路也可解答后一段運動的滑行距離。 (3)解題步驟 解：確定研究對象，分析過程(畫過程圖)，進行受力分析(畫受力圖)。 前4根據(jù)牛頓第二定律列方程： 水平方向 F-f=ma 豎直方向 N-G=0 4秒后 豎直方向N-G=0 水平方向-f=ma′ 由 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題步驟：確定對象、分析過程、受力分析、畫圖、列方程、求解、檢驗結(jié)果。 (4)討論：若無第一問如何解？實際第一問的結(jié)果是第二問的初始條件，所以解題的過程不變。 (5)引申：這一類題目是運用已知的力學(xué)規(guī)律，作出明確的預(yù)見。它是物理學(xué)和技術(shù)上進行正確分析和設(shè)計的基礎(chǔ)，如發(fā)射人造地球衛(wèi)星進入預(yù)定軌道，帶電粒子在電場中加速后獲得速度等都屬這一類題目。 2．已知運動情況求解受力情況 例題2(投影) 一輛質(zhì)量為1.0103kg的小汽車正以10m/s的速度行駛，現(xiàn)在讓它在12.5m的距離內(nèi)勻減速地停下來，求所需的阻力。 (1)審題分析 這個題目是根據(jù)運動情況求解汽車所受的阻力。研究對象：汽車m=1.0103kg；運動情況：勻減速運動至停止vt=0，s=12.5m；初始條件：v0=10m/s，求阻力f。 (2)解題思路 由運動情況和初始條件，根據(jù)運動學(xué)公式可求出加速度；再根據(jù)牛頓第二定律求出汽車受的合外力，最后由受力分析可知合外力即阻力。 (3)解題步驟(投影) 畫圖分析 由運動學(xué)公式 得a=- 據(jù)牛頓第二定律列方程： 豎直方面 N-G=0 水平方面 f=ma=1.0103(-4)N=-4.0103N f為負值表示力的方向跟速度方向相反。 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解題步驟與第一類問題相同。 (5)引申：這一類題目除了包括求出人們熟知的力的大小和方向，還包括探索性運用，即根據(jù)觀測到的運動去認識人們還不知道的物體間的相互作用的特點。牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部有個原子核都屬于這類探索。 3．應(yīng)用牛頓第二定律解題的規(guī)律分析(直線運動) 題目類型流程如下 由左向右求解即第一類問題，可將vt、v0、s、t中任何一個物理量作為未知求解。 由右向左求解即第二類問題，可將F、f、m中任一物量作為未知求解。 若阻力為滑動摩擦力，則有F-μmg=ma，還可將μ作為未知求解。 如：將例題2改為一物體正以10m/s的速度沿水平面運動，撤去拉力后勻減速滑行12.5m，求物體與水平面間動摩擦因數(shù)。 由運動學(xué)公式 得a=- 據(jù)牛頓第二定律F合=ma 有-μmg=ma 4．物體在斜向力作用下的運動 例題3(投影) 一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成θ角的力F推木箱，求經(jīng)過t秒時木箱的速度。 解：(投影) 畫圖分析： 木箱受4個力， 將力F沿運動方向和垂直運動方向分解： 水平分力為Fcosθ 豎直分力為Fsinθ 據(jù)牛頓第二定律列方程 豎直方向 N-Fsinθ-G=0 ① 水平萬向 Fcosθ-f=ma ② 二者聯(lián)系 f=μN ③ 由①式得N=Fsinθ＋mg 代入③式 f=μ(Fsinθ＋mg) 代入②式有 可見解題方法與受水平力作用時相同。 (三)課堂小結(jié)(引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)) 1．應(yīng)用牛頓第二定律解題可分為兩類：一類是已知受力求解運動情況；一類是已知運動情況求解受力。 2．不論哪種類型題目的解決，都遵循基本方法和步驟，即分析過程、建立圖景、確定研究對象、進行受力分析、根據(jù)定律列方程，進而求解驗證效果。在解題過程中，畫圖是十分重要的，包括運動圖和受力圖，這對于物體經(jīng)過多個運動過程的問題更是必不可少的步驟。 3．在斜向力作用下，可將該力沿運動方向和垂直運動方向分解，轉(zhuǎn)化為受水平力的情形。解題方法相同。 五、說明 1．本課以高中物理課本(必修)第一冊為依據(jù)。例題1在原題基本上增加了一個運動過程，目的是強調(diào)過程圖和受力圖的重要性。因為有些學(xué)生對此不夠重視而導(dǎo)致錯誤，尤其是以后遇到復(fù)雜問題的處理時更加突出，比如不注意各段運動中物體受力情況的變化和與之相關(guān)的加速度的變化，用前一段運動的加速度代入后一段運動方程進行運算，得出錯誤結(jié)果。但教材中節(jié)練習(xí)題和章習(xí)題中沒有這類題目，所以可根據(jù)學(xué)生情況加以取舍。 2．解題過程反復(fù)強調(diào)分析方法、解題步驟，意在培養(yǎng)學(xué)生的良好解題習(xí)慣和書寫規(guī)范，由于解題過程要力求詳盡，故本課密度較大。為此，解題過程可利用投影片以節(jié)省時間。 3．例題中增加了斜向力作用的情形，目的是使學(xué)生注意豎直方向運動方程的建立，對水平方向物理量的影響。因為學(xué)生長時間只考慮水平方向受力，就會忽視了豎直方向的受力分析，認為在任何情況下都無須考慮豎直方向受力。另外，了解到斜向力分解后的解題方法仍是前面所述的基本方法，從而體會對復(fù)雜問題的處理方法，以鞏固基本知識、基本方法。但不提及建立坐標和正交分解，這一部分亦可據(jù)學(xué)生情況取舍。