2019-2020年粵教版必修一4.5《牛頓第二定律的應(yīng)用》WORD教案01.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01 一、教學目標 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、練習使學生掌握應(yīng)用牛頓定律解決力學問題的方法,培養(yǎng)學生的審題能力、分析綜合能力和運用數(shù)學工具的能力。 3.訓練學生解題規(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。但學生往往存在重結(jié)論、輕過程,習慣于套公式得結(jié)果,所以培養(yǎng)學生良好的解題習慣、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規(guī)律,作出明確的預(yù)見。它是物理學和技術(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)練習題和章習題中沒有這類題目,所以可根據(jù)學生情況加以取舍。 2.解題過程反復(fù)強調(diào)分析方法、解題步驟,意在培養(yǎng)學生的良好解題習慣和書寫規(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)學生情況取舍。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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