课题 科目 课时 用牛顿运动定律解决问题（一） 高中物理 授课人 1课时 授课时间 课型 习题课 教学目标 知识 与技能 1．知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题． 2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法． 3．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题． 1．通过例题示范让学生养成画受力分析图和运动过程草图的习惯，感受研究力和运动关系的重要性． 2．通过例题变式、合作探究，让学生自主学习，受到科学方法的训练，养成积极思维，解题规范的良好习惯. 3．帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题方法． 过程 与方法 1．初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响. 情感态度2．初步建立应用科学知识解决实际问题的意识. 与价值观 3．培养学生科学严谨的求实态度及用物理语言表达、解决实际问题的能力. 教学重点 应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法 教学难点 1.物体的受力分析及运动状态分析，解题方法的灵活选择和运用。 2.正交分解法的应用 教学方法和学习方法 教学方法：启发式教学法、自主探究法、交流讨论法、拓展练习法 学习方法：自主学习法、合作探究法、交流讨论法 教学环节 1
温故知新、习题热身→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→布置作业 教学资源 多媒体课件，视频，图片 教学过程 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图及资源准备 【温故知新】 指导学生完成导学案上的【知识准备】部分，回忆牛顿第一定律、牛顿第二定律的内容。 【情境引入】 1.利用多媒体展示图片视频资料，提出问题，引导启发学生。使学生加深理解力和运动的关系，意识到牛顿第二定律是联系二者的桥梁。 回忆思考、叙述牛顿承前启后，运动定律的内容 以旧引新 1.观看图片视频，思考1.创设物理老师所提问题，在教激发学生师的引导下回答。 2.学生思考讨论、阅探情境索读教材并回答问题。 2
【新课教学】 活动1.学生思考讨论一、从受力确定运动情况 后作答，请一位1.投影展示例题并布置学生审题： 同学到黑板前解答。 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，解题，教师巡视指导。 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/s2 由运动学公式， v=at=1.1×4 =4.4 m/s， x12at8.8m 23
学生计算完成，交流培养学生书面表述合作、点评，找出不清楚物理问题的能完善的地方予以改力，规范解题步骤。 正。
5.【问题引导】提问学生由受力求运学生分小组思考讨动这种问题的处理方法是什么 6.【进阶拓展】 论，自己归纳总结此1. 如果该题中摩擦力大小未知，告诉类问题的处理方法。 你物体与地面间的动摩擦因数是0.2， 学生完成变式训则结果又该如何？ 练，小组交流讨论，2.如果力F的方向变为斜向上30°，点评。 物体与地面间的动摩擦因数仍是0.2，那么此时物体的加速度应该怎样求解？ 请同学们将变化条件后的习题结果做出。教师巡视指导，发现问题，及时引导纠正。 培养学生勤于思考，自我归纳总结，表达自己思想的能力。 例题变式，举一反三，触类旁通，培养学生的的发散思维能力。 4
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通过分析实例，培养力，这是动力学所要解决的另一类问学生分析探索和寻题。 找物理量二、从运动情况确定受力 之间的关系，发现浅1.投影展示例题并布置学生审题 层次规律 的能力，运例3.一个滑雪的人质量是 75 kg，以学生思考，分组交流用物理语言表述物讨论后回答。 v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑理问题的 能力 下，山坡的倾角θ＝30°。在 t＝5s的 培养学生时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人养成规范学生完成，交流做题的良受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）？ 合作、点评，找出不好习惯 完善的地方予以改2.提出问题，分步提示，引导学生学正。 习审题，解题，教师巡视指导，及时发现问题，予以纠正。 解： 受力分析如图所示 由运动学公式： 1xv0tat2 2解得：a＝4 m/s2 根据牛顿第二定律： mgsinθ －F阻=ma 解得：F阻＝67.5 N. 5
3.【进阶拓展】 (1).如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大? 学生完成变式训(2).如果坡长只有60m，下端是水平雪练，小组交流讨论，面，滑雪者在水平面上还能滑多远？ 点评。 4.【牢记】当三个力或三个力以上时优先考虑正交分解法，且优先考虑沿运动方向和垂直于运动方向分解。 5.【问题引导】 通过问题启发引导学生归纳总结两类学生分小组思考讨动力学例题的异同，及用牛顿第二定律解题过程中的正方向问题的处理。 论，自己进行归6.【强调注意】 纳，总结出两个例题因为加速度的方向就是物体所受合外之间的异同点以及解力的方向，所以以加速度的方向为正题过程中在列方程时方向，会给分析问题带来很大方便 要注意的加速度的正 方向问题。 例题变式，举一反三，触类旁通，培养学生的的发散思维能力。 培养学生分析对比能力 培养学生观察、思考、辨析、归纳综合的能力。 7.【课堂训练】 播放蜘蛛侠Ⅱ的片断，抽象出物理模型，求解蜘蛛侠对火车的平均作用力。 假设蜘蛛侠所挡火车质量为1000t，匀培养学生速行驶速度为180km/h，火车受铁轨应用科学和空气阻力为车重的0.02倍，求要在学生完成变式训知识解决500m内停下，蜘蛛侠要施加给火车的练，小组交流讨论，实际问题阻力为多大（假设车作匀减速直线运点评。 动）？ 的能力。 出示课堂练习（见实例探究），适当加入学生讨论。检查练习结果并予以评价矫正。 6
三、课堂总结 认真总结概括本节内容，并把自己这节课1.引导学生对本节课内容进行总结概的体会写下来、比较况，谈谈本节课的收获。 黑板上的小结和自己2.【牢记】 的小结，看谁的更好，好在什么地方。 总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架发展学生分析、归纳、综合进行信息处理的科学方法和能力。 作业设计 完成导学案【交流讨论】部分内容： 牛顿运动定律是伟大的定律，但它也有适用条件。只有了解了它的适用条件，才能完整地掌握这个规律。课后到图书馆或上网查阅有关牛顿运动 定律的书籍或资料，通过查阅相关内容，总结牛顿运动定律的适用条件，并进行小组讨论交流。 布置课外研究作业，发现规律，深入研究，进一步培养学生的探索总结能力 板书设计 §4.6用牛顿运动定律解决问题（一） 第一类 第二类 总结 从受力情况确定运动情况 从运动情况确定受力情况 例1 例2 加速度是联结运动学和动力学的桥梁 7
用牛顿运动定律解决问题（一）效果分析
用牛顿运动定律解决问题（一）学情分析
学生已经学习了牛顿运动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。同时，高中学生思维活跃，关心生活，对物理规律和现实生活的联系比较感兴趣。但是学生已有的知识和实验水平是有差距的，有些学生对于受力分析及运动情况有一定的基础，但是本节课要求将这两者结合起来综合应用有些困难，需要详细的讲解。特别是对高一学生来说，他们一时不太适应，所以在选题时每个题中出现的难点不可过多，应循序渐进，为学生后来的学习打下一个扎实的基础。所以本节课，要在前两节探究和总结牛顿第二定律的基础上，通过两个典型例题及拓展，让学生从例题的分析中慢慢体会力与运动的对应关系，并引导学生自主的利用牛顿定律把二者联系起来，进而解决问题。让学生学会规范解题，并自主总结用牛顿第二定律解题的基本思路和方法。
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姓名： 评价方式 班级： 日期： 评价内容 评价项目 对本节课知识的兴趣 本节课思考的习惯 评价等级 A 浓厚 强 多 好 高 B 较浓厚 较强 较多 较好 较高 五次以C 一般 中 一般 一般 一般 D 弱 弱 少 弱 低 自评 自信心体验到学习成功的愉悦 理解别人的思路,与同伴交流的意识 在知识、方法等方面获得收获的程度 本节课你学到了什么？ 本节课主动举手回答问题次数 上 同伴互评 本节课实际发言的次数 上 本节课课堂练习的正确性 上课听讲的专心程度 坐标系建立方法掌握的程度 师评 正交分解法掌握的程度 课堂发现问题的角度 高 多 高 专注 高 五次以3-5次 1-2次 0次 3-5次 1-2次 0次 较高 教好 较高 较高 较多 一般 一般 一般 一般 一般 低 有时分心 低 低 少 在评价等级下，相应的栏只选一项，打“ √ ” 评价说明 注：A.5分，B.4分，C.3分，D.2分 ， 优秀： 85～95分 9
良好： 70～84分 一般： 55～69分 关注知识技能，态度情感。注重良好学习习惯的培养，注重能力的训练。以学生的发展为目标，及时调整教学，提高教学效果。
用牛顿运动定律解决问题（一）教材分析
《用牛顿运动定律解决问题（一）》是人教版高中物理必修一第4章第6节教学内容，教科书通过两个简单的实例，向学生展示了利用牛顿运动定律解决实际问题的一般方法，属于动力学的重点知识要求，以牛顿运动定律为基础的经典力学是力学乃至整个物理学的基本规律，是动力学的基础，它对人类的生产和生活产生了深远的影响。从地面上一般物体的运动到航天飞机的飞行，无不留下了牛顿运动定律的印象。所以这节课在高中物理中的地位非常重要，是学习高中物理的第一次综合，既是对本章知识的提升，又是后面知识点学习的基础。掌握好牛顿运动定律及其应用对学生正确认识、解释和探索客观世界，形成正确的世界观具有重要的现实意义。
用牛顿运动定律解决问题（一）导学练习
【知识准备】
1．牛顿第一定律的内容是什么？
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2．牛顿第二定律的内容是什么？
_________________________________________________________________ 3．某一物体（质量保持不变）加速度增大还是减小取决于什么？速度增大还是减小取决于什么？
_________________________________________________________________
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【新课学习】
一．两类动力学基本问题 1．从受力确定运动情况
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
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4.2 N。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。
变式拓展
(1)如果该题中摩擦力大小未知，物体与地面间的动摩擦因数是0.2，则结果又该如何？
(2)如果力F的方向变为斜向上30°，那么此时物体的加速度应该怎样求解？
2．从运动情况确定受力
例3．一个滑雪的人总质量m=75kg，以v0=2 m/s的初速度沿山坡加速滑下，山坡的倾角=30°，在t=5s的时间内滑下的路程x=60 m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦与空气阻力）。 变式拓展
(1)如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?
(2)如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？
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二．两类动力学基本问题的解题思路
1．运动与力联系的纽带是哪个物理量？解决动力学问题的关键是求出哪个物理量？
_________________________________________________________________ 2．两类动力学基本问题的解题步骤
（1）认真分析题意，明确已知量、待求量，使用必要且清晰的符号来表示各个物理量。
（2）选取研究对象，选取运动情况清晰、受力情况简单的物体为研究对象。 （3）对物体进行受力分析，建立适当的直角坐标系，用题目中所涉及的力（包括待求的力）来表达合力。 （4）对物体进行运动分析，用题目中所涉及的运动学量（包括待求的运动学量）来表达加速度。
（5）根据牛顿第二定律列方程，并进行必要代数式化简。
（5）根据规定的正方向将已知量按正、负值代入公式，求解方程。 （6）检验结果，必要时对结果进行讨论。
【随堂检测】
假设蜘蛛侠所挡火车质量为1000吨，匀速行驶速度为180km/h，火车受铁轨和空气阻力为车重的0.02倍，求要在500m内停下，蜘蛛侠要施加给火车的阻力为多大（假设车作匀减速直线运动）？
【交流讨论】
牛顿运动定律是伟大的定律，但它也有适用条件。只有了解了它的适用条件，才能完整地掌握这个规律。课后到图书馆或上网查阅有关牛顿运动定律的书籍或资料，通过查阅相关内容，总结牛顿运动定律的适用条件，并进行小组讨论交流。
1.用30N的水平外力F拉一静止在光滑的书平面上质量为20kg的物体，力F作用3s后消失，则第5s末物体的速度和加速度分别是（ ） A.v=7.5m/s，a=1.5m/s2 B.v=4.5m/s，a=1.5m/s2 C.v=4.5m/s，a=0 D.v=7.5m/s，a=0
已知物体受力情况求解运动参量，注意：水平面光滑，力F即物体的合外力，消失后物体做匀速直线运动。
用牛顿运动定律解决问题（一）针对训练
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2.静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力作用后开始运动。F随时间变化的规律如图所示，则下列说法中正确的是( )
A.物体将一直朝同一个方向运动 B.物体将做往复运动
C.物体在前2 s内的位移为0
D.第1 s末物体的速度方向发生改变
F-t图像即物体的a-t图像，将牛顿运动受力情况以图像的形式展示，考察学生的图像处理能力
3.一个原来静止的物体，质量是2kg，受到两个力大小都是60N且互成60°角的力的作用，此外没有其他的力。4 s末这个物体的速度是多大？4 s内物体发生的位移是多少？
已知物体受力情况求解运动参量，学生在求合力时可能理
解错误，画不出受力分析图，受力分析完成后可以用平行四边形定则求合力，也可以用正交分解法求合力。
4.以20 m/s的速度行驶的无轨电车，在关闭电动机后，滑行150 m停下来。电车的质量是5.0×103 kg，求电车所受的阻力。
已知运动求受力
5.在某城市的一条道路上，规定车辆行驶速度不得超过30 km/h。在一次交通事故中，肇事车是一辆卡车，量得这辆卡车紧急刹车（车轮被抱死）时留下刹车痕迹长为7.6 m。经过测试得知这种轮胎与路面的动摩擦因数为0.7，请判断该车是否超速度。
这是一道实际问题，且是第一次求摩擦阻力，可以提示学生：应同时考虑汽车在水平和竖直两个方向上的受力和运动情况
6.质量为2kg的物体在水平推力的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去，其运动的v-t图像如图所示。g取10m/s2，求： （1）物体与水平面间的动摩擦因数μ （2）水平推力F的大小
（3）0～10s内物体运动位移的大小
将物体的运动条件以图像的形式呈现，进一步考察学生的v-t图像处理能力，注意分段研究。
7.民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，
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狭长的气囊会自动充气，形成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上。若机舱口下沿距地面3.2 m，气囊所构成的斜面长度为6.4m，一个质量60 kg的人沿气囊滑下时所受的阻力240 N，求人滑至气囊底端的加速度？
这也是一个较为复杂的一个实际问题，首先必须明确研究沿斜面方向物体的运动和受力情况，且要求通过三角函数表示倾角的大小，需要适当提示。
8.质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求： （1）若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？
（2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？ （3）物体总共通过多大位移？（g取10m/s2）
这是单个物体多过程的题型，学生单独处理每个问号，难度中等，但是要综合分析，就稍难，会忽略到受力分析的重要性，通过这道题来强调：在这部分内容中，尤其要注意每当物体受力发生变化，必须紧跟受力分析，否则就容易出错，让学生进一步认识到牛顿第二定律的瞬时性的重要性，受力改变，加速度要瞬间改变。
用牛顿运动定律解决问题（一）课后反思
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
本章主要内容是牛顿运动定律的教学，而牛顿运动定律的运用这方面的知识不仅是本章的一个难点，也是力学中常用的主要方法之一。
本节课的主要任务是培养学生应用学过的知识去分析、解决实际问题，提高学生的综合运用能力，应该着重培养学生具体问题具体分析，以科学、严谨的态度对待实际问题，特别注意画受力图时，不要多画力，也不要少画力。
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应强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.
力的平衡知识是初中所学内容，在此应注意加强复习。正交分解法是非常实用的分解方法，可明确给学生提出要求。
请学生回答问题时，不必请一些成绩好的学生，也可以找一些中等程度的学生回答，在回答问题时暴露出的缺陷更有利于教学。根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，不可能在一节课中就把这类问题解决好了，应该着重放在基本问题的分析和基本思路的掌握上。
本节课的例题教学，应尽量使用多媒体或幻灯机，以使达到较好的效果。
用牛顿运动定律解决问题（一）课程标准分析
课程标准：理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。
本章是在前面三章内容的基础上进一步研究运动和力的关系，探究物体间相互作用的规律，这是质点动力学的内容。牛顿运动定律是动力学的核心内容，根据牛顿运动定律可以确定物体位置、速度变化的规律，可以控制物体的运动。牛顿运动定律对直线运动、曲线运动
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都适用，为便于学生理解，本章牛顿运动定律的应用只限于物体的直线运动，第一、二章研究的也主要是直线运动。在学生对牛顿运动定律基本理解的基础上，在后续的教学内容中，要研究牛顿运动定律对曲线运动的应用、研究牛顿运动定律对天体运动的应用、研究牛顿万有引力定律及应用有极大的帮助。本章是也是学习热学、电学等其他知识所必须掌握的内容，牛顿运动定律是经典力学的基础，学好本章知识，对于学好其余力学知识以及整个物理学都有至关重要的作用。
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