《牛頓第二定律的應用》教學設計

1、牛頓第二定律的應用教學設計【 教材分析 】牛頓運動定律在高考考試大綱的“知識內容表”中，共有 6 個條目，其中包括 “牛頓定律的應用”，為 II 等級要求。牛頓第二定律的應用，是本章的核心內容。由于整 合了物體的受力分析和運動狀態(tài)分析， 使得本節(jié)成為高考的熱點和必考內容。 受力分析和運 動狀態(tài)分析， 是解決物理問題的兩種基本方法。 并且，本單元的學習既是后繼 “動能” 和“動 量”等復雜物理過程分析的基礎，也是解決“帶電粒子在電場、磁場中運動”等問題的基本 方法，因而顯得十分重要。【 學情分析 】由于本單元對分析、 綜合和解決實際問題的能力要求很高， 不少同學在此感到困惑， 疑 難較多， 主要

2、反映在研究對象的選擇和物理過程的分析上， 對一些典型的應用題型， 如連接 體問題、超重失重問題、皮帶傳動問題、斜面上的物體運動問題等，學生缺乏針對性訓練， 更缺少理性的思考和總結。【 教學目標 】一、知識與技能1、掌握牛頓第二定律的基本特征；2、理解超重現象和失重現象。二、過程與方法1、掌握應用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法，學會用牛頓運動定律和運動學 公式解決力學問題；2、學會連接體問題的一般解題方法；3、掌握超重、失重在解題中的具體應用。三、情感態(tài)度與價值觀1、通過相關問題的分析和解決，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神；2、通過“嫦娥一號”的成功發(fā)射和變軌的過程，激發(fā)學生的愛國熱情。教學

3、重點和難點 】教學重點：牛頓運動定律與運動學公式的綜合運用。教學難點：物體受力情況和運動狀態(tài)的分析；處理實際問題時“物理模型”和“物理情 景”的建立。【 教學方法和手段 】教學方法：分析法、討論法、圖示法教學手段：計算機多媒體教學，PPT課件【 教學過程 】一、提出問題，導入課題提問、討論、評價（一）高三物理（復習）前三章的內容及其邏輯關系是怎樣的？（二）牛頓運動定律的核心內容是什么？（三）如何理解力和運動的關系？PPT展示：力和運動的關系力是使物體產生加速度的原因， 受力作用的物體存在加速度。 我們可以結合運動學知識， 解決有關物體運動狀態(tài)的問題。 另一方面，當物體的運動狀態(tài)變化時， 一定有

4、加速度， 我們 可以由加速度來確定物體的受力。二、知識構建，方法梳理（一）動力學的兩類基本問題1已知物體的受力情況，要求確定物體的運動情況處理方法： 已知物體的受力情況， 可以求出物體的合力， 根據牛頓第二定律可以求出物 體的加速度，在利用物體初始條件（初位置和初速度）， 根據運動學公式就可以求出物體的 位移和速度。也就是確定了物體的運動情況。2已知物體的運動情況，要求推斷物體的受力情況處理方法：已知物體的運動情況， 由運動學公式求出加速度， 再根據牛頓第二定律就可 以確定物體所受的合外力，由此推斷物體受力情況。(二) 動力學問題的求解1. 基本思路牛頓第二定律反映的是，加速度、質量、合外力的

5、關系，而加速度可以看成是運動的特 征量，所以說加速度是連接力和運動的紐帶和橋梁，是解決動力學問題的關鍵。求解兩類問題的思路，可用下面的框圖來表示:物茸的受力特呪物體的運動時疏Iln牛頓第二定律二枕速度二運動學基本公式可見，加速度是連接“力”和“運動”的橋梁。2. 一般步驟：確定研究對象；進行受力情況及運動狀態(tài)分析；選取正方向；統(tǒng)一單位，代入求解；檢驗結果。3 .注意事項(1) 同體;(2) 同向;(3) 同時;(4) 同單位制(SI制)。倡導對問題先作定性和半定量分析，弄清問題的物理情景、 找到正確解題的關鍵， 以養(yǎng)成良好的思維品質和解題習慣。(三) 超重和失重1.描述：彈簧秤稱量物體的重量。

6、原理：二力平衡。2 演示：物體的平衡、超重、失重。3. 歸納：超重、失重的起因和表現起因運算表現超重具有向上的加速度F=m(g+a)F mg失重具有向上的加速度F=m(g-a)Fmg三、典題分析，引深拓展【例1】如圖1所示為豎直平面內的半徑為 R的圓環(huán)，AB是它的豎直直徑，AC是光滑 的斜面軌道。一個小球從 A點由靜止開始沿 AC斜面滑下，求下滑的時間。Hl【解析】設斜面的長度為 L,夾角為a，則有：L=2R/C0S a(1)a=gcosa(2)2L=at /2(3)聯立解得：t=2 ( R/g ) 1/2可見，小球沿光滑弦軌道下滑的時間，只與圓環(huán)的半徑有關，且等于沿直徑AB的自由落體時間。拓

7、展：在圖3中，AB是圓的豎直直徑，小球沿不同的光滑斜面軌道由靜止下滑，所需 的時間相等?！纠?】如圖4所示，光滑曲面軌道與水平傳送帶平滑相連，但不接觸，小滑塊從曲面上A點由靜止開始滑下， 在靜止的傳送帶上做勻減速運動，離開傳送帶后做平拋運動，最后落在水平地面上的 P點，若傳送帶是運動的， 小滑塊的落地點還在 P點，那么傳送帶的運動 方式為：V A() C )、jfTk. Jf-IH)再以B為研究對象，由牛頓第二定律可得：N=Fm/(m i+m)點評：連接體的一般解題方法是，整體法求加速度，隔離法求力。拓展：(1) 其它情況不變，若將 F作用于B物體，則A、B間的相互作用多大？(2) 其它情況不

8、變，若物體與地面間的動摩擦因數為？，則A B間的相互作用多大？【例4】如果某個物理過程中涉及 3個物體，那么，研究對象的選擇最多有幾種可能？【解析】令三個物體分別為 A B、C,則研究對象的選擇方式為：一個物體：A、B C兩個物體：AB、AC BC三個物體：ABC答案：7種【例5】質量為M的三角劈靜止在粗糙的水平地面上，質量為m的滑塊在傾角為0的斜面上以加速度a勻加速下滑。求三角劈對地面的壓力N和所受地面的摩擦力f?！窘馕觥咳鐖D7所示，把滑塊的加速度進行正交分解。Ax=acos 0 ; ay=asin 0由于滑塊具有向下的加速度，所以處于失重狀態(tài)。整體對地面的壓力（也就是三角劈對地面的壓力）為 N= （M+m g-masin 0 。由于滑塊具有水平向左的加速度，用“整體法”的觀點，應該由地面的摩擦力產生。即:f=max=macos 0【例6】質量為M的框架靜止于水平地面上，通過輕彈簧吊著質量為m的物塊，如圖8所示。在物塊上下振動的某一瞬間，框架對地面的壓力為0，求此時物塊的加速度。0時，處于“完全失重”狀態(tài),M+m