高中物理第三章“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”全章教案(高一)_第1頁(yè)
高中物理第三章“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”全章教案(高一)_第2頁(yè)
高中物理第三章“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”全章教案(高一)_第3頁(yè)
高中物理第三章“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”全章教案(高一)_第4頁(yè)
高中物理第三章“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”全章教案(高一)_第5頁(yè)
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031牛頓第一定律一、教學(xué)目標(biāo)1在物理知識(shí)方面學(xué)習(xí)牛頓第一定律的內(nèi)容,正確理解力跟物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,掌握慣性的概念。2對(duì)客觀(guān)事物的正確認(rèn)識(shí)需要人們經(jīng)過(guò)由表及里,由片面到全面長(zhǎng)時(shí)間的認(rèn)識(shí)過(guò)程。通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)要讓學(xué)生建立起正確的認(rèn)識(shí)論的觀(guān)點(diǎn),同時(shí)體會(huì)到人們認(rèn)識(shí)世界的長(zhǎng)期性和艱巨性。3物理實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的方法,對(duì)實(shí)際問(wèn)題做出合理的抽象,進(jìn)行理想實(shí)驗(yàn)的研究正是伽利略得到力與物體運(yùn)動(dòng)正確關(guān)系的基礎(chǔ)。我們要學(xué)習(xí)這種科學(xué)抽象的方法,并把它用到今后的物理研究中去。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1本節(jié)的重點(diǎn)是正確認(rèn)識(shí)物體運(yùn)動(dòng)跟力的關(guān)系,在物體不受力的情況下,應(yīng)保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。通過(guò)對(duì)牛頓第一定律的學(xué)習(xí),加深對(duì)慣性概念的理解。2生活常識(shí)使人們對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系形成了不正確的認(rèn)識(shí),通過(guò)教學(xué)要讓學(xué)生們克服傳統(tǒng)觀(guān)念,形成正確的認(rèn)識(shí),需要下一定的功夫。三、教具1說(shuō)明伽利略理想實(shí)驗(yàn)的裝置,自制導(dǎo)軌和小球。2說(shuō)明物體在不受阻力下做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的氣墊導(dǎo)軌和滑塊。3演示慣性的小車(chē)和木塊。四、主要教學(xué)過(guò)程一引入新課介紹本章的地位在第一章我們學(xué)習(xí)了物體在靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的受力問(wèn)題,這時(shí)物體處于平衡狀態(tài),所受的力為平衡力。這部分內(nèi)容在物理學(xué)中叫做靜力學(xué)。第二章研究了物體在直線(xiàn)上的運(yùn)動(dòng),包括勻速運(yùn)動(dòng)和變速運(yùn)動(dòng)。在變速運(yùn)動(dòng)中重點(diǎn)討論了勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。這部分內(nèi)容在物體學(xué)中屬于運(yùn)動(dòng)學(xué)。在前邊兩章知識(shí)的基礎(chǔ)上,我們?cè)诘谌吕飦?lái)研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。這部分知識(shí)的基礎(chǔ)是牛頓第一定律和第二定律。這部分內(nèi)容在物理中屬于動(dòng)力學(xué)。學(xué)習(xí)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)后,可以在知道物體受力情況后確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);在知道物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的情況下,可以確定它的受力情況。動(dòng)力學(xué)的知識(shí)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中有著非常廣泛的應(yīng)用,如研究交通工具的速度問(wèn)題,天體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題等。我們從牛頓第一定律開(kāi)始。二教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)板書(shū)一、牛頓第一定律實(shí)驗(yàn)在桌上放著一本物理書(shū),它是靜止的,怎樣才能讓它運(yùn)動(dòng)起來(lái)呢要用力去推它。從這個(gè)例子可以看出物體要運(yùn)動(dòng),需要對(duì)它施加力的作用。力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因嗎這是一個(gè)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題在2000多年前人們就對(duì)它進(jìn)行了研究,下面我們來(lái)回顧一下歷史。1歷史的回顧2000多年前,古希臘哲學(xué)家亞里斯多德根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)提出一個(gè)觀(guān)點(diǎn)必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng)。這種觀(guān)點(diǎn)的提出是很自然的。我們從周?chē)氖虑槌霭l(fā),很容易就會(huì)得到這個(gè)結(jié)論。如車(chē)不推就不走,門(mén)不拉不開(kāi)等。這種觀(guān)點(diǎn)統(tǒng)治人們的思想有兩千年。直到17世紀(jì),意大利科學(xué)家伽利略才指出這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的,他分析到運(yùn)動(dòng)的車(chē)停下來(lái)是由于摩擦力的原因,運(yùn)動(dòng)物體減速的原因是摩擦力。伽利略提出了自己的看法,他指出物體一旦具有某一速度,沒(méi)有加速和減速的原因,這個(gè)速度將保持不變。這里所指的減速的原因就是摩擦力。為了證實(shí)結(jié)論的正確,他設(shè)計(jì)了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)THOUGHTEXPERIMENT,下面利用一個(gè)跟他的理想實(shí)驗(yàn)裝置相似的實(shí)驗(yàn)向大家介紹一下伽利略的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)斜面,用一個(gè)小球放到左邊的斜面上,放手后小球從左邊斜面上滾下后滾到右邊的斜面上。在有摩擦力的情況下,到達(dá)右邊斜面的高度比左邊的釋放高度要低。伽利略所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是這樣的實(shí)驗(yàn)裝置跟現(xiàn)在的一樣,實(shí)驗(yàn)時(shí)若沒(méi)有摩擦力,當(dāng)然沒(méi)有摩擦力是不可能的,所以他的實(shí)驗(yàn)是想象中的理想實(shí)驗(yàn)。我們看一下小球在這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)中會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)。把小球放到左邊斜面的某一個(gè)高度,放手后由于有加速的原因,所以小球會(huì)從斜面上滾下,越滾越快;到右邊斜面時(shí),由于有減速的原因,小球會(huì)越滾越慢。在沒(méi)有摩擦力的情況下,小球應(yīng)達(dá)到左邊的釋放高度。改變右邊斜面的傾角,傾角變小,小球要達(dá)到同樣的高度,要在斜面上走更遠(yuǎn)的距離。當(dāng)右邊傾角為零時(shí),小球?qū)⒁恢睗L下去永遠(yuǎn)達(dá)不到左邊的釋放高度,這個(gè)速度將保持不變。這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然是個(gè)理想實(shí)驗(yàn),但卻是符合科學(xué)道理的。沒(méi)有摩擦的情況是很難實(shí)現(xiàn)的,現(xiàn)代技術(shù)給我們提供了阻力很小的條件。我們來(lái)看一下氣墊實(shí)驗(yàn)。它的原理是氣泵給氣墊裝置打氣,導(dǎo)軌上有許多小孔,滑塊與導(dǎo)軌間形成一層空氣薄膜,滑動(dòng)時(shí)阻力很小。我們觀(guān)察一下滑塊的運(yùn)動(dòng)情況,可以看到滑塊的速度基本不變。法國(guó)科學(xué)家笛卡爾補(bǔ)充和完善了伽利略的論點(diǎn),提出了慣性定律如果沒(méi)有其它原因,運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來(lái),也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。伽利略和笛卡爾對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)作了準(zhǔn)確的描述,但是沒(méi)有指明原因是什么,這個(gè)原因跟運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是什么。牛頓總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn),指出了加速和減速的原因是什么,并指出了這個(gè)原因跟運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,這就是牛頓第一定律。2牛頓第一定律一切物體總保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。從牛頓第一定律可以看出1物體在不受力時(shí),總保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。2物體有保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),叫做慣性。在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)慣性的概念,下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)再來(lái)看一下物體具有慣性的例子。小車(chē)起動(dòng)時(shí),車(chē)上的木板向后倒;剎車(chē)時(shí),木塊向前倒。人在坐汽車(chē)時(shí)也有同樣的感受。3物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要外力。我們所遇到的實(shí)際問(wèn)題中,物體不受力的情況是沒(méi)有的。物體受平衡力時(shí),或者說(shuō)合力為零時(shí)的情況跟不受力的情況是相同的。3小結(jié)毛主席在實(shí)踐論中對(duì)感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)的關(guān)系作出如下的論述“感性材料固然是客觀(guān)外界某些真實(shí)性的反映,但它們僅是片面的和表面的東西,這種反映是不完全的,是沒(méi)有反映事物本質(zhì)的。要完全地反映整個(gè)的事物,反映事物的本質(zhì),反映事物的內(nèi)部規(guī)律性,就必須經(jīng)過(guò)思考作用,將豐富的感覺(jué)材料加以去粗取精,去偽存真,由此及彼,由表及里的改造制作工夫,造成概念和理論的系統(tǒng)。就必須從感性認(rèn)識(shí)躍進(jìn)到理性認(rèn)識(shí)?!比藗儗?duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)經(jīng)過(guò)了從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的躍進(jìn)。這個(gè)過(guò)程經(jīng)歷了兩千年的時(shí)間,在此過(guò)程中伽利略作出了主要貢獻(xiàn)。由此可以看出伽利略的偉大和工作的卓越。就是這樣一個(gè)偉大的科學(xué)家,因?yàn)樗目茖W(xué)思想不符合教會(huì)的統(tǒng)治思想,受到教會(huì)的禁錮。直到最近,梵帝岡教庭才給他公開(kāi)平反??茖W(xué)思想得來(lái)不易,科學(xué)的真理總是要戰(zhàn)勝不科學(xué)的東西。4討論布置作業(yè)五、說(shuō)明1牛頓第一定律在初中階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò),在高中階段再次學(xué)習(xí)這個(gè)內(nèi)容時(shí),要讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)有進(jìn)一步的提高。教師在授課時(shí)應(yīng)注意到這一點(diǎn)。2幾個(gè)科學(xué)家在研究力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系中做出了貢獻(xiàn),在講課時(shí)可以把他們的畫(huà)像用投影幻燈打出來(lái),增加課堂的活躍氣氛,加深學(xué)生的記憶。3說(shuō)明伽利略理想實(shí)驗(yàn)的裝置可以自制,用兩根粗鐵絲按下圖制作,末端彎成小環(huán),兩根軌道用螺絲燈連起來(lái),可以改變兩軌的傾角,選用鋼球,注意小球在最低點(diǎn)時(shí)要能圓滑地通過(guò)軌道。032物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變一、教學(xué)目標(biāo)1、知道物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變既包括速度大小的改變,又包括速度方向的改變,同時(shí)也包括速度大小和方向同時(shí)改變。2、知道力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因,同時(shí)也是產(chǎn)生加速度的原因。3、知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度,并能用來(lái)解釋一些簡(jiǎn)單的現(xiàn)象。二、教學(xué)重點(diǎn)1正確認(rèn)識(shí)什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變;2質(zhì)量是物體慣性大小的量度。三、教學(xué)難點(diǎn)理解慣性的意義四、教學(xué)方法講授法、舉例法、分析歸納法五、教學(xué)步驟(一)導(dǎo)入新課1問(wèn)題牛頓第一定律的內(nèi)容是什么2引入牛頓第一定律告訴我們物體如果沒(méi)有受到力的作用,將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,直到有外力迫使它改變這狀態(tài)為止。那么,什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變導(dǎo)致物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因是什么呢這就是我們本節(jié)課要共同學(xué)習(xí)的問(wèn)題。(二)新課教學(xué)1用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)理解力是物體產(chǎn)生加速度的原因;(2)理解質(zhì)量是慣性大小的量度。(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程(1)力是物體產(chǎn)生加速度的原因。舉例說(shuō)明什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變A列車(chē)出戰(zhàn)時(shí),在機(jī)車(chē)牽引力作用下,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),并且速度不斷增大。B列車(chē)進(jìn)站時(shí),由于受到阻力的作用,速度不斷減小,最后停下來(lái)。C拋出的手榴彈,射出的炮彈,由于受到重力的作用,速度的大小和方向都不斷發(fā)生改變;通過(guò)對(duì)上述實(shí)例的分析,得到A物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變指的是物體的速度發(fā)生了變化。包括三種情形即速度的大小改變;速度的方向改變;或速度的大小、方向同時(shí)改變。B在上述例子中,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都發(fā)生了改變,原因是受到了力的作用。力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因。C當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),物體具有加速度。得到力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度。實(shí)例分析A用相同的牽引力分別拉一輛空車(chē)和一輛裝滿(mǎn)貨物的車(chē),使它們由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)情況改變相同嗎B改變情況不相同??哲?chē)的質(zhì)量小,在較短的時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到某一速度,產(chǎn)生的加速度大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變;裝滿(mǎn)貨物的車(chē),質(zhì)量大,要在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)才能得到相同的速度,產(chǎn)生的加速度小,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變??偨Y(jié)得到質(zhì)量是物體慣性大小的量度(即質(zhì)量大的物體慣性大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變,質(zhì)量小的物體慣性小,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易改變)引言過(guò)渡慣性的大小在實(shí)際中是經(jīng)常要加以考慮的,下邊同志們閱讀課文最后一段,并解答投影片上的問(wèn)題。用投影片出示思考題A當(dāng)我們要求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變時(shí),應(yīng)該怎么辦舉例說(shuō)明。B當(dāng)我們要求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不易改變時(shí),應(yīng)該怎么辦舉例說(shuō)明。鞏固訓(xùn)練1)某人用力推一下原來(lái)靜止在水平地面上的物體,此物體便開(kāi)始運(yùn)動(dòng),此后改用較小的力就可使物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),可見(jiàn)A力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因;B力是維持物體運(yùn)動(dòng)速度的原因;C力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;D力是改變物體慣性的原因。2)關(guān)于慣性,下列哪些說(shuō)法是正確的A慣性除了跟物體質(zhì)量有關(guān)外,還跟物體速度有關(guān)。B物體只有在不受外力作用的情況下才能表現(xiàn)出慣性。C乒乓球可快速抽殺,是因?yàn)槠古仪虻膽T性小的緣故。D戰(zhàn)斗機(jī)投入戰(zhàn)斗時(shí),必須丟掉副油箱,減小慣性以保證其運(yùn)動(dòng)的靈活性。六、小結(jié)1本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了A什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變B力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因;C慣性是物體固有的屬性,質(zhì)量是慣性大小的量度。2拓展A當(dāng)物體不受外力或所受合外力為零時(shí),慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變;B當(dāng)物體所受合外力不為零時(shí),慣性則表現(xiàn)為改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。七、板書(shū)設(shè)計(jì)033牛頓第二定律一、教學(xué)目標(biāo)1物理知識(shí)方面的要求1掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學(xué)公式;2理解公式中各物理量的意義及相互關(guān)系;3知道在國(guó)際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。2以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)觀(guān)察、測(cè)量、歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關(guān)系,進(jìn)而總結(jié)出牛頓第二定律。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、概括能力和分析推理能力?滲透物理學(xué)研究方法的教育。實(shí)驗(yàn)采用控制變量的方法對(duì)物體的A、F、M三個(gè)物理量進(jìn)行研究;運(yùn)用列表法處理數(shù)據(jù),使學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的;認(rèn)識(shí)到由實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容是做好演示實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生觀(guān)察并讀取數(shù)據(jù),從而有說(shuō)服力地歸納出A與F和M的關(guān)系,即可順理成章地得出牛頓第二定律的基本關(guān)系式。因此,熟練且準(zhǔn)確地操作實(shí)驗(yàn)就是本課的關(guān)鍵點(diǎn)。同時(shí),也只有講清實(shí)驗(yàn)裝置、原理和圓滿(mǎn)地完成實(shí)驗(yàn)才能使學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)研究的方法,才能達(dá)到掌握方法、提高素質(zhì)的目標(biāo)。2牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式簡(jiǎn)單完美,記住并不難。但要全面、深入理解該定律中各物理量的意義和相互關(guān)聯(lián);牢固掌握定律的物理意義和廣泛的應(yīng)用前景,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是較困難的。這一難點(diǎn)在本課中可通過(guò)定律的辨析和有針對(duì)性的鞏固練習(xí)加以深化和突破,另外,還有待在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和應(yīng)用過(guò)程中去體會(huì)和理解。三、教具小車(chē)、木板、滑輪、鉤碼、投影儀。四、主要教學(xué)過(guò)程一引入新課由牛頓第一定律可知,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。而物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變是物體運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化,即加速度不為零。因而力又是產(chǎn)生加速度的原因,加速度與力有關(guān)。由牛頓第一定律還可知一切物體總保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這種性質(zhì)叫慣性。而質(zhì)量是物體慣性大小的量度,因而加速度跟質(zhì)量有關(guān)。那么物體運(yùn)動(dòng)的加速度跟物體質(zhì)量及受力之間存在什么樣的關(guān)系我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探求。二教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1啟發(fā)學(xué)生按如下思路得出實(shí)驗(yàn)方法對(duì)于一個(gè)物體使M不變,不受力時(shí)加速度為零受力后加速度不為零受力越大則加速度越大。用同樣的力使F不變作用于不同物體質(zhì)量小的易被拉動(dòng)質(zhì)量越小加速度越大。就是說(shuō),在研究三個(gè)變量的關(guān)系時(shí),要使其中一個(gè)量不變,即控制變量的方法。2啟發(fā)學(xué)生按如下思路得出實(shí)驗(yàn)原理測(cè)定物體加速度的方法有多種,如利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、分析紙帶等,這些方法較精確但費(fèi)時(shí)尋找一種用其它物理量直觀(guān)反應(yīng)加速度大小的辦法由我們的實(shí)驗(yàn)就是由兩個(gè)小車(chē)在相同時(shí)間內(nèi)的位移來(lái)反映加速度大小跟力和質(zhì)量的關(guān)系2實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)采用必修本所述裝置稍加改進(jìn)。在圖1中A、B、C三個(gè)位置加裝光滑金屬環(huán)以控制線(xiàn)繩位置不使脫落;另外通過(guò)環(huán)A將兩繩合并在一起可直接用手操作,以避免鐵夾操作的困難。這樣雖然增大了阻力,但只需使木板稍前傾平衡摩擦力即可。木板側(cè)面的刻度用以讀出位移大小。3實(shí)驗(yàn)過(guò)程1加速度跟力的關(guān)系使用兩個(gè)相同的小車(chē),滿(mǎn)足M1M2;在連小車(chē)前的繩端分別掛一個(gè)鉤碼和兩個(gè)鉤碼,使F1F2。將二小車(chē)?yán)镣黄瘘c(diǎn)處,記下位置。放手后經(jīng)一段時(shí)間使二小車(chē)同時(shí)停止,滿(mǎn)足時(shí)間T相同。讀出二小車(chē)的位移填入表1投影表1第一次第二次M/KGF1/NS/MF/NS/M小車(chē)1020203203031小車(chē)2020101501010比較可得,在誤差允許的范圍內(nèi),AF。2加速度跟質(zhì)量的關(guān)系將小車(chē)1上加02KG砝碼,使M12M2;二小車(chē)前面繩端都掛一個(gè)鉤碼,使F1F2。將二小車(chē)?yán)镣黄瘘c(diǎn)處放開(kāi)經(jīng)一段時(shí)間使其同時(shí)停止,讀出各小車(chē)位移記入表2投影表2第一次第二次F/NM/KGS/MM/KGS/M小車(chē)10104015小車(chē)201020314定律導(dǎo)出成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,即牛頓第二定律的基本關(guān)系。寫(xiě)成數(shù)學(xué)2上式可寫(xiě)為等式FKMA,式中K為比例常數(shù)。如果公式中的物理量選擇合適的單位,就可以使K1,則公式更為簡(jiǎn)單。在國(guó)際單位制中,力的單位是牛頓。牛頓這個(gè)單位就是根據(jù)牛頓第二定律來(lái)定義的使質(zhì)量是1KG的物體產(chǎn)生1M/S2的加速度的力為1N,即1N1KGM/S2。可見(jiàn),如果都用國(guó)際單位制中的單位,就可以使K1,那么公式則簡(jiǎn)化為FMA,這就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)公式。3當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí),牛頓第二定律也是正確的,不過(guò)這時(shí)F代表的是物體所受外力的合力。牛頓第二定律更一般的表述是物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。數(shù)學(xué)公式是F合MA。5定律的理解牛頓第二定律是由物體在恒力作用下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情形下導(dǎo)出的,但由力的獨(dú)立作用原理可推廣到幾個(gè)力作用的情況,以及應(yīng)用于變力作用的某一瞬時(shí)。還應(yīng)注意到定律表述的最后一句話(huà),即加速度與合外力的方向關(guān)系,就是說(shuō),定律具有矢量性、瞬時(shí)性和獨(dú)立性,所以掌握牛頓第二定律還要注意以下幾點(diǎn)1定律中各物理量的意義及關(guān)系F合是物體研究對(duì)象所受的合外力,M是研究對(duì)象的質(zhì)量,如果研究對(duì)象是幾個(gè)物體,則M為幾個(gè)物體的質(zhì)量和。A為研究對(duì)象在合力F合作用下產(chǎn)生的加速度;A與F合的方向一致。2定律的物理意義從定律可看到一物體所受合外力恒定時(shí),加速度也恒定不變,物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);合外力隨時(shí)間改變時(shí),加速度也隨時(shí)間改變;合外力為零時(shí),加速度也為零,物體就處于靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。牛頓第二定律以簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)形式表明了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。6鞏固練習(xí)1從牛頓第二定律知道,無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度??墒俏覀冇昧μ嵋粋€(gè)很重的物體時(shí)卻提不動(dòng)它,這跟牛頓第二定律有無(wú)矛盾為什么答沒(méi)有矛盾,由公式FMA看,F(xiàn)合為合外力,無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度,這個(gè)力應(yīng)是合外力?,F(xiàn)用力提一很重的物體時(shí),物體仍靜止,說(shuō)明合外力為零。由受力分析可知FNMG0。2對(duì)一個(gè)靜止的物體施加一個(gè)力,物體一定做加速運(yùn)動(dòng),對(duì)嗎答略。理由同上。3下面哪些說(shuō)法不對(duì)為什么A物體所受合外力越大,加速度越大。B物體所受合外力越大,速度越大。C物體在外力作用下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)合外力逐漸減小時(shí),物體的速度逐漸減小。D物體的加速度大小不變一定受恒力作用。答;B、C、D說(shuō)法不對(duì)。根據(jù)牛頓第二定律,物體受的合外力決定了物體的加速度。而加速度大小和速度大小無(wú)關(guān)。所以,B說(shuō)法錯(cuò)誤。物體做勻加速運(yùn)動(dòng)說(shuō)明加速度方向與速度方向一致。當(dāng)合外力減小但方向不變時(shí),加速度減小但方向也不變,所以物體仍然做加速運(yùn)動(dòng),速度增加。C說(shuō)法錯(cuò)誤。加速度是矢量,其方向與合外力方向一致。加速度大小不變,若方向發(fā)生變化時(shí),合外力方向必然變化。D說(shuō)法錯(cuò)。三課堂小結(jié)可引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)1這節(jié)課以實(shí)驗(yàn)為依據(jù),采用控制變量的方法進(jìn)行研究。這一方法今后在電學(xué)、熱學(xué)的研究中還要用到。我們根據(jù)已掌握的知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、探索規(guī)律是物體研究的重要方法。2定義力的單位“牛頓”使得K1,得到牛頓第二定律的簡(jiǎn)單形式FMA。使用簡(jiǎn)捷的數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)物理規(guī)律是物理學(xué)的特征之一,但應(yīng)知道它所對(duì)應(yīng)的文字內(nèi)容和意義。3牛頓第二定律概括了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。物體所受合外力恒定,其加速度恒定;合外力為零,加速度為零。即合外力決定了加速度,而加速度影響著物體的運(yùn)動(dòng)情況。因此,牛頓第二定律是把前兩章力和物體的運(yùn)動(dòng)構(gòu)成一個(gè)整體,其中的紐帶就是加速度。五、說(shuō)明1本課以必修教材為依據(jù)。實(shí)驗(yàn)采用課文所述裝置,簡(jiǎn)單直觀(guān),易得出結(jié)論。缺點(diǎn)是不夠精確,操作亦須謹(jǐn)慎,否則會(huì)出現(xiàn)誤差較大的情形。重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí),也可逆向操作驗(yàn)證。先確定二小車(chē)距終點(diǎn)位移,然后放手由同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)驗(yàn)證,操作較容易。有條件的學(xué)校可使用氣墊導(dǎo)軌、光電門(mén)進(jìn)行精確測(cè)量驗(yàn)證。2通過(guò)定律的探求過(guò)程,滲透物理學(xué)研究方法,是整個(gè)物理教學(xué)的重要內(nèi)容和任務(wù)。本節(jié)內(nèi)容即為一典型探求過(guò)程運(yùn)用控制變量、實(shí)驗(yàn)歸納的方法研究三個(gè)變量的關(guān)系。這種方法在熱學(xué)中研究P、V、T三量關(guān)系,在電學(xué)中U、D、E的關(guān)系等都要用到。這是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的常用方法。所以本節(jié)課不只是讓學(xué)生掌握牛頓第二定律,更應(yīng)知道定律是如何得出的。3牛頓第二定律通過(guò)加速度將物體的運(yùn)動(dòng)和受力緊密聯(lián)系,使前三章構(gòu)成一個(gè)整體,這是解決力學(xué)問(wèn)題的重要工具。應(yīng)使學(xué)生明確對(duì)于牛頓第二定律應(yīng)深入理解、全面掌握,即理解各物理量和公式的內(nèi)涵和外延,避免重公式、轉(zhuǎn)文字的現(xiàn)象。數(shù)學(xué)語(yǔ)言可以簡(jiǎn)明地表達(dá)物理規(guī)律,使其形式完善、便于記憶,但它不能替代文字表述,更不能涵蓋與它關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)和力的復(fù)雜多變的情況。否則就會(huì)將活的規(guī)律變?yōu)樗赖墓健?34牛頓第三定律一、教學(xué)目標(biāo)1在物理知識(shí)方面理解作用力和反作用力的關(guān)系,掌握牛頓第三定律的內(nèi)容。2牛頓第三定律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的,在這一節(jié)課中要充分讓學(xué)生體會(huì)到這一點(diǎn)。通過(guò)本節(jié)課的教學(xué),要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí),學(xué)會(huì)物理學(xué)研究現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律的方法。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是認(rèn)識(shí)并理解作用力和反作用力的關(guān)系,學(xué)生不應(yīng)把對(duì)它們的認(rèn)識(shí)只停留在大小和方向上。學(xué)生應(yīng)該掌握對(duì)作用力和反作用力的正確判斷。2作用力和反作用力的關(guān)系與平衡力的關(guān)系有相同之處,也有不同之處,學(xué)生常常把這兩種力混淆。兩個(gè)相互作用力是大小相等的,但對(duì)兩個(gè)物體產(chǎn)生的效果往往也是不同的,要通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析解決學(xué)生頭腦中不正確的認(rèn)識(shí)。三、教具1演示兩物體間的相互作用力為彈力的小車(chē)、彈簧片、細(xì)線(xiàn);2演示兩物體間的相互作用力為摩擦力的三合板、遙控玩具汽車(chē)、玻璃棒;3演示兩物體間的相互作用力為靜電力的通草球、橡膠棒、毛皮、玻璃棒、絲綢;4演示兩物體間的相互作用力為磁場(chǎng)力的小車(chē)、磁鐵等;5演示兩個(gè)學(xué)生間相互作用力的小車(chē)、繩;6演示相互作用力大小關(guān)系的彈簧秤。四、主要教學(xué)過(guò)程一引入新課人在劃船時(shí)用槳推河岸,發(fā)生的什么現(xiàn)象呢船離開(kāi)了岸。這個(gè)問(wèn)題在初中已經(jīng)研究過(guò),當(dāng)時(shí)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解釋是物體間力的作用是相互的。當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加力的作用時(shí),這個(gè)物體同樣會(huì)受到另一個(gè)物體對(duì)它的力的作用,我們把這個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)的兩個(gè)力分別叫做作用力和反作用力。下面進(jìn)一步來(lái)研究?jī)蓚€(gè)物體之間的作用力和反作用力的關(guān)系。二教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)第六節(jié)牛頓第三定律1物體間力的作用是相互的我們通過(guò)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究今天的內(nèi)容。通過(guò)實(shí)驗(yàn)大家要總結(jié)出作用力跟反作用力的特點(diǎn)及其關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)中大家要注意觀(guān)察現(xiàn)象,分析現(xiàn)象所說(shuō)明的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)1在桌面上放兩輛相同的小車(chē),兩車(chē)用細(xì)線(xiàn)套在一起,兩車(chē)間夾一彈簧片。當(dāng)用火燒斷線(xiàn)后,兩車(chē)被彈開(kāi),所走的距離相等。實(shí)驗(yàn)2在桌面上并排放上一些圓桿,可用靜電中的玻璃棒。在棒上鋪一塊三合板,板上放一輛遙控電動(dòng)玩具小車(chē)。用遙控器控制小車(chē)向前運(yùn)動(dòng)時(shí),板向后運(yùn)動(dòng);當(dāng)車(chē)向后運(yùn)動(dòng)時(shí)板向前運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)3用細(xì)線(xiàn)拴兩個(gè)通草球,當(dāng)兩個(gè)通草球帶同種電荷時(shí),相互推斥而遠(yuǎn)離;當(dāng)帶異種電荷時(shí),相互吸引而靠近。實(shí)驗(yàn)4在兩輛小車(chē)上各固定一根條形磁鐵,當(dāng)磁鐵的同名磁極靠近時(shí),放手小車(chē)兩車(chē)被推開(kāi);當(dāng)異名磁極接近時(shí),兩輛小車(chē)被吸攏。實(shí)驗(yàn)5把兩輛能站人的小車(chē)放在地面上,小車(chē)上各站一個(gè)學(xué)生,每個(gè)學(xué)生拿著繩子的一端。當(dāng)一個(gè)學(xué)生用力拉繩時(shí),兩輛小車(chē)同時(shí)向中間移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)分析相互性?xún)蓚€(gè)物體間力的作用是相互的。施力物體和受力物體對(duì)兩個(gè)力來(lái)說(shuō)是互換的,分別把這兩個(gè)力叫做作用力和反作用力。同時(shí)性作用力消失,反作用力立即消失。沒(méi)有作用就沒(méi)有反作用。同一性作用力和反作用力的性質(zhì)是相同的。這一點(diǎn)從幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中可以看出,當(dāng)作用力是彈力時(shí),反作用力也是彈力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力等等。方向作用力跟反作用力的方向是相反的,在一條直線(xiàn)上。實(shí)驗(yàn)6用兩個(gè)彈簧秤對(duì)拉,觀(guān)察兩個(gè)彈簧秤間的作用力和反作用力的數(shù)量關(guān)系可以得到以下結(jié)論。大小作用力和反作用力的大小在數(shù)值上是相等的。由此得出結(jié)論2牛頓第三定律兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線(xiàn)上。教師舉幾個(gè)作用力和反作用力的實(shí)例。提問(wèn)學(xué)生舉例說(shuō)明。既然兩個(gè)物體間的作用力和反作用力是大小相等的,為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況雞蛋與石頭相碰時(shí),雞蛋破碎而石頭不破碎;馬拉車(chē)時(shí),車(chē)會(huì)向前走而馬不后退呢雞蛋碰石頭和石頭碰雞蛋的都是雞蛋破碎,同樣大小的力作用在兩個(gè)物體上會(huì)產(chǎn)生不同的效果。效果不同是什么原因呢這個(gè)效果由物體本身的特性和物體受到其它力的情況有關(guān)。物體能夠承受的壓強(qiáng)大就不易損壞;物體是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化還要看物體受到的其它力的情況。3作用力、反作用力跟平衡力的區(qū)別前面學(xué)習(xí)物體受到的平衡力的關(guān)系時(shí)曾提到,它們大小相等、方向相反、作用在一條直線(xiàn)上,平衡力跟作用力和反作用力有什么不同呢下面通過(guò)列表的方式加以比較。受力物體力的性質(zhì)同時(shí)性作用與反作用兩個(gè)相同同時(shí)平衡力同一個(gè)相同或不同可不同(這時(shí)已不叫平衡力了)在列表的同時(shí)用相應(yīng)的例子加以說(shuō)明。三小結(jié)本節(jié)內(nèi)容和布置作業(yè)五、說(shuō)明1牛頓第三定律是從實(shí)驗(yàn)中得出的。這里設(shè)計(jì)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)除實(shí)驗(yàn)5外都體現(xiàn)了作用力跟反作用力間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)5是為提高課堂的活躍程度而設(shè)計(jì)的。每做一個(gè)實(shí)驗(yàn)都應(yīng)把實(shí)驗(yàn)裝置畫(huà)在黑板上,并講清實(shí)驗(yàn)裝置,留在黑板上的圖是為后面分析實(shí)驗(yàn)總結(jié)出規(guī)律用的。2牛頓第三定律的教學(xué)除了讓學(xué)生掌握定律的內(nèi)容外,還應(yīng)通過(guò)教學(xué)使學(xué)生體會(huì)研究物理規(guī)律的方法。在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的思考能力,讓學(xué)生多發(fā)表自己的看法。在學(xué)生的積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)后,教師要注意對(duì)課堂的控制。035力學(xué)單位制一、教學(xué)目標(biāo)1、知道什么是單位制,什么是基本單位,什么是導(dǎo)出單位;2、知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位。二、教學(xué)重點(diǎn)1、什么是基本單位,什么是導(dǎo)出單位;2、力學(xué)中的三個(gè)基本單位。三、教學(xué)難點(diǎn)統(tǒng)一單位后,計(jì)算過(guò)程的正確書(shū)寫(xiě)。四、教學(xué)方法講練法,歸納法五、教學(xué)步驟、導(dǎo)入新課前邊我們已經(jīng)學(xué)過(guò)許多物理量,它們的公式各不相同,并且我們知道,有的是通過(guò)有關(guān)的公式找到它們之間的聯(lián)系的那么各個(gè)物理量的單位之間有什么區(qū)別它們又是如何構(gòu)成單位制的呢本節(jié)課我們就來(lái)共同學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。、新課教學(xué)(一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道什么是單位制,知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位;2、認(rèn)識(shí)單位制在物理計(jì)算中的作用。(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程1、基本單位和導(dǎo)出單位(1)舉例A對(duì)于公式,如果位移S的單位用米,時(shí)間T的單位用秒;我們既TSV可用公式得到V、S、T之間的數(shù)量關(guān)系,又能夠確定它們單位之間的關(guān)系,即可得到速度的單位是米每秒。B用公式FMA時(shí),當(dāng)質(zhì)量用千克做單位,加速度用米每二次方秒做單位,求出的力的單位就是千克米每二次方秒,也就是牛,并且我們也能得到力、質(zhì)量、加速度之間的數(shù)量關(guān)系。(2)總結(jié)推廣物理公式在確定物理量的數(shù)量的同時(shí),也確定了物理量的單位關(guān)系。(3)基本單位和導(dǎo)出單位A在物理學(xué)中,我們選定幾個(gè)物理量的單位作為基本單位;B據(jù)物理公式中這個(gè)物理量和其他物理量之間的關(guān)系,推導(dǎo)出其他物理量的單位,叫導(dǎo)出單位;C舉例說(shuō)明1)我們選定位移的單位米,時(shí)間的單位秒,就可以利用推導(dǎo)得到速TSV度的單位米每秒。2)再結(jié)合公式,就可以推導(dǎo)出加速度的單位米每二次方秒。TVOA3)如果再選定質(zhì)量的單位千克,利用公式FMA就可以推導(dǎo)出力的單位是牛。(4)基本單位和到單位一起構(gòu)成了單位制。(5)學(xué)生閱讀課文,歸納得到力學(xué)中的三個(gè)基本單位。A長(zhǎng)度的單位米;B時(shí)間的單位秒;C質(zhì)量的單位千克。(6)鞏固訓(xùn)練現(xiàn)有下列物理量或單位,按下面的要求填空A質(zhì)量;BN;CM/S2D密度;EM/S;FKG;GCM;HS;I長(zhǎng)度;J時(shí)間。1)屬于物理量的是。2)在國(guó)際單位制中作為基本單位的物理量有;3)在國(guó)際單位制中屬于基本單位的有,屬于導(dǎo)出單位的有。2、例題教學(xué)(1)用投影片出示例題一個(gè)原來(lái)靜止的物體,質(zhì)量是7千克,在14牛的恒力作用下A5秒末的速度是多大B5秒內(nèi)通過(guò)的路程是多大(2)分析本題中,物體的受力情況是已知的,需要明確物體的運(yùn)動(dòng)情況,物體的初速度V00,在恒力的作用下產(chǎn)生恒定的加速度,所以它作初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),已知物體的質(zhì)量M和所受的力F,據(jù)牛頓第二定律FMA求出加速度A,即可用運(yùn)動(dòng)學(xué)共識(shí)求解得到最終結(jié)果。(3)學(xué)生在膠片上書(shū)寫(xiě)解題過(guò)程,選取有代表性的過(guò)程進(jìn)行評(píng)析已知M7KG,F(xiàn)14N,T5S求VT和S解2M/S22N/KGKGN714AVTAT2M/S25S10M/SSAT22M/S225S225M1(4)評(píng)析剛才這位同學(xué)在解答過(guò)程中,題中各已知量的單位都是用國(guó)際單位表示的,計(jì)算的結(jié)果也是用國(guó)際單位表示的,做的很好。引申既然如此,我們?cè)诮y(tǒng)一各已知量的單位后,就不必一一寫(xiě)出各物理的單位,只在數(shù)字后面寫(xiě)出正確單位就可以了。(5)用投影片出示簡(jiǎn)化后的解題過(guò)程MASSTVSMFT2512/0/7422(6)鞏固訓(xùn)練質(zhì)量M200G的物體,測(cè)得它的加速度為A20CM/S2,則關(guān)于它所受的合力的大小及單位,下列運(yùn)算既正確又符合一般運(yùn)算要求的是。AF20020400N;BF0202004NCF0202004;DF02KG02M/S2004N六、小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道了什么是導(dǎo)出單位,什么是基本單位,什么是單位制,以及統(tǒng)一單位后,解題過(guò)程的正確書(shū)寫(xiě)方法。七、作業(yè)一個(gè)物體在光滑的水平面上受到一個(gè)恒力的作用,在03秒的時(shí)間內(nèi),速度從02M/S增加到04M/S;這個(gè)物體受到另一個(gè)恒力的作用時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi),速度從05M/S增加到08M/S,第二個(gè)力和第一個(gè)力之比是多大八、板書(shū)設(shè)計(jì)五力學(xué)單位制量的單位計(jì)算中不必一一寫(xiě)出各際單位制,)在計(jì)算時(shí),一般用國(guó)(單位式推導(dǎo)出來(lái)的物理量的)由基本單位和物理公(導(dǎo)出單位長(zhǎng)度;質(zhì)量;時(shí)間)力學(xué)中的基本單位(單位)選定的幾個(gè)物理量的(基本單位單位制21036應(yīng)用牛頓第二定律解題一、教學(xué)目標(biāo)1物理知識(shí)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(guò)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(wèn)題的方法,培養(yǎng)學(xué)生的審題能力、分析綜合能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)工具的能力。3訓(xùn)練學(xué)生解題規(guī)范、畫(huà)圖分析、完善步驟的能力。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1本節(jié)為習(xí)題課,重點(diǎn)內(nèi)容是選好例題,講清應(yīng)用牛頓第二定律解決的兩類(lèi)力學(xué)問(wèn)題及解決這類(lèi)問(wèn)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(guò)程、建立圖景;抓住運(yùn)動(dòng)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(guò)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(diǎn)。三、教具投影儀、投影片、彩筆。四、主要教學(xué)過(guò)程一引入新課牛頓第二定律揭示了運(yùn)動(dòng)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(wèn)題。我們通過(guò)以下例題來(lái)體會(huì)應(yīng)用牛頓第二定律解題的思路、方法和步驟。二教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況例題1投影一個(gè)靜止在水平面上的物體,質(zhì)量是2KG,在水平方向受到50N的拉力,物體跟水平面的滑動(dòng)摩擦力是20N。1求物體在40秒末的速度;2若在4秒末撤去拉力,求物體滑行時(shí)間。1審題分析這個(gè)題目就是根據(jù)已知的受力情況來(lái)求物體的運(yùn)動(dòng)情況。前4秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況物體由靜止在恒力作用下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),T40S。受力情況F50N,F(xiàn)20N,GN;初始條件V00;研究對(duì)象M20KG。求解4秒末的速度VT。4秒后,撤去拉力,物體做勻減速運(yùn)動(dòng),VT0。受力情況GN、F20N;初始條件V0VT,求解滑行時(shí)間。2解題思路研究對(duì)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(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可解出前一段運(yùn)動(dòng)的末速度。運(yùn)用同樣的思路也可解答后一段運(yùn)動(dòng)的滑行距離。3解題步驟投影解確定研究對(duì)象,分析過(guò)程畫(huà)過(guò)程圖,進(jìn)行受力分析畫(huà)受力圖。前4秒根據(jù)牛頓第二定律列方程水平方向FFMA豎直方向NG04秒后豎直方向NG0水平方向FMA引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題步驟確定對(duì)象、分析過(guò)程、受力分析、畫(huà)圖、列方程、求解、檢驗(yàn)結(jié)果。4討論若無(wú)第一問(wèn)如何解實(shí)際第一問(wèn)的結(jié)果是第二問(wèn)的初始條件,所以解題的過(guò)程不變。5引申這一類(lèi)題目是運(yùn)用已知的力學(xué)規(guī)律,作出明確的預(yù)見(jiàn)。它是物理學(xué)和技術(shù)上進(jìn)行正確分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),如發(fā)射人造地球衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道,帶電粒子在電場(chǎng)中加速后獲得速度等都屬這一類(lèi)題目。2已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況例題2投影一輛質(zhì)量為10103KG的小汽車(chē)正以10M/S的速度行駛,現(xiàn)在讓它在125M的距離內(nèi)勻減速地停下來(lái),求所需的阻力。1審題分析這個(gè)題目是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況求解汽車(chē)所受的阻力。研究對(duì)象汽車(chē)M10103KG;運(yùn)動(dòng)情況勻減速運(yùn)動(dòng)至停止VT0,S125M;初始條件V010M/S,求阻力F。2解題思路由運(yùn)動(dòng)情況和初始條件,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出加速度;再根據(jù)牛頓第二定律求出汽車(chē)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(huà)圖分析據(jù)牛頓第二定律列方程豎直方面NG0水平方面FMA101034N40103NF為負(fù)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(lèi)問(wèn)題相同。5引申這一類(lèi)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(yùn)用,即根據(jù)觀(guān)測(cè)到的運(yùn)動(dòng)去認(rèn)識(shí)人們還不知道的物體間的相互作用的特點(diǎn)。牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部有個(gè)原子核都屬于這類(lèi)探索。3應(yīng)用牛頓第二定律解題的規(guī)律分析直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)題目類(lèi)型流程如下由左向右求解即第一類(lèi)問(wèn)題,可將VT、V0、S、T中任何一個(gè)物理量作為未知求解。由右向左求解即第二類(lèi)問(wèn)題,可將F、F、M中任一物量作為未知求解。若阻力為滑動(dòng)摩擦力,則有FMGMA,還可將作為未知求解。如將例題2改為一物體正以10M/S的速度沿水平面運(yùn)動(dòng),撤去拉力后勻減速滑行125M,求物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)。據(jù)牛頓第二定律F合MA有MGMA4物體在斜向力作用下的運(yùn)動(dòng)例題3投影一木箱質(zhì)量為M,與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成角的力F推木箱,求經(jīng)過(guò)T秒時(shí)木箱的速度。解投影畫(huà)圖分析木箱受4個(gè)力,將力F沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向分解水平分力為FCOS豎直分力為FSIN據(jù)牛頓第二定律列方程豎直方向NFSING0水平萬(wàn)向FCOSFMA二者聯(lián)系FN由式得NFSINMG代入式有FFSINMG可見(jiàn)解題方法與受水平力作用時(shí)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(lèi)一類(lèi)是已知受力求解運(yùn)動(dòng)情況;一類(lèi)是已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力。2不論哪種類(lèi)型題目的解決,都遵循基本方法和步驟,即分析過(guò)程、建立圖景、確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、根據(jù)定律列方程,進(jìn)而求解驗(yàn)證效果。在解題過(guò)程中,畫(huà)圖是十分重要的,包括運(yùn)動(dòng)圖和受力圖,這對(duì)于物體經(jīng)過(guò)多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的問(wèn)題更是必不可少的步驟。3在斜向力作用下,可將該力沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向分解,轉(zhuǎn)化為受水平力的情形。解題方法相同。五、說(shuō)明1本課以高中物理課本必修第一冊(cè)為依據(jù)。例題1在原題基本上增加了一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,目的是強(qiáng)調(diào)過(guò)程圖和受力圖的重要性。因?yàn)橛行W(xué)生對(duì)此不夠重視而導(dǎo)致錯(cuò)誤,尤其是以后遇到復(fù)雜問(wèn)題的處理時(shí)更加突出,比如不注意各段運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的加速度代入后一段運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行運(yùn)算,得出錯(cuò)誤結(jié)果。但教材中節(jié)練習(xí)題和章習(xí)題中沒(méi)有這類(lèi)題目,所以可根據(jù)學(xué)生情況加以取舍。2解題過(guò)程反復(fù)強(qiáng)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(shū)寫(xiě)規(guī)范,由于解題過(guò)程要力求詳盡,故本課密度較大。為此,解題過(guò)程可利用投影片以節(jié)省時(shí)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(yùn)動(dòng)方程的建立,對(duì)水平方向物理量的影響。因?yàn)閷W(xué)生長(zhǎng)時(shí)間只考慮水平方向受力,就會(huì)忽視了豎直方向的受力分析,認(rèn)為在任何情況下都無(wú)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(huì)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的處理方法,以鞏固基本知識(shí)、基本方法。但不提及建立坐標(biāo)和正交分解,這一部分亦可據(jù)學(xué)生情況取舍。037超重和失重一、教學(xué)目標(biāo)1了解超重和失重現(xiàn)象;2運(yùn)用牛頓第二定律研究超重和失重的原因;3培養(yǎng)學(xué)生利用牛頓第二定律分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1超重和失重在本質(zhì)上并不是物體受到的重力發(fā)生了變化,而是物體在豎直方向有加速度時(shí),物體對(duì)支持物的壓力或拉力的變化,這一點(diǎn)學(xué)生理解起來(lái)往往困難較大。讓學(xué)生理解超重和失重的本質(zhì)是本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn)之一,也是后面理解航天器中失重現(xiàn)象的基礎(chǔ)。2超重和失重中物體對(duì)支持物的壓力和拉力的計(jì)算,是牛頓第二定律應(yīng)用的一個(gè)方面,也應(yīng)作為本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)之一。三、教具演示教具超重和失重演示裝置、彈簧秤、重物、細(xì)線(xiàn)、下面扎孔的可樂(lè)瓶、錄像資料。學(xué)生用具彈簧秤、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用重錘、繡花線(xiàn)。四、主要教學(xué)過(guò)程一引入新課看錄像片航天飛機(jī)上的失重現(xiàn)象失重物體的運(yùn)動(dòng)。提問(wèn)剛才所看到的錄像片是在什么地方發(fā)生的它向我們展示了一種什么現(xiàn)象這里給我們展示了失重現(xiàn)象,是在航天飛機(jī)中發(fā)生的。航天飛機(jī)在起飛中產(chǎn)生了超重現(xiàn)象,在太空中又產(chǎn)生了失重現(xiàn)象。超重和失重是怎么產(chǎn)生的呢這就是我們這節(jié)課研究的內(nèi)容。二教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)板書(shū)十、超重和失重我們先來(lái)研究一下超重現(xiàn)象。板書(shū)1超重現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)介紹裝置,架子上有兩個(gè)滑輪,兩邊掛有重物。我們?nèi)∽筮叺闹匚锛右匝芯浚匚镬o止時(shí),彈簧秤的示數(shù)大小等于物體所受的重力,物體對(duì)彈簧秤的拉力等于物體所受的重力。放手后物體做向上的加速運(yùn)動(dòng),我們?cè)儆^(guān)察彈簧秤示數(shù)的變化。提問(wèn)看到了什么現(xiàn)象彈簧秤的示數(shù)增大,物體對(duì)繩的拉力增大。以上實(shí)驗(yàn)可以用更簡(jiǎn)單的裝置來(lái)完成,只不過(guò)觀(guān)察時(shí)的效果稍差一些。彈簧秤下掛一重物,物體靜止時(shí),彈簧秤的示數(shù)等于物體所受的重力。當(dāng)物體向上做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧秤的示數(shù)大于物體所受的重力,物體對(duì)繩的拉力大于物重。學(xué)生小實(shí)驗(yàn)細(xì)線(xiàn)拉重錘繡花線(xiàn)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用重錘。線(xiàn)系在重錘上,緩慢拉起,再讓重錘做向上的加速運(yùn)動(dòng),線(xiàn)斷。分析原因取物體為研究對(duì)象,TGMA,TMGMA,彈簧秤的拉力為T(mén)MGMAMGA討論1物體做向上的加速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧對(duì)物體的拉力大于物體靜止時(shí)的拉力,TMG,物體對(duì)彈簧的拉力大于物重。舉例起重機(jī)在吊起重物時(shí),有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)都不讓物體的加速度過(guò)大是什么原因2學(xué)生列舉生活中的感受電梯向上起動(dòng)時(shí),電梯對(duì)人的支持力大于靜止時(shí)的支持力,同樣人對(duì)電梯的壓力也大于物重;電梯下降剎車(chē)時(shí)也一樣。只要物體的加速度方向是向上的,就會(huì)產(chǎn)生以上現(xiàn)象。提問(wèn)在電梯中放一彈簧測(cè)力秤,人站在上面。當(dāng)電梯向上加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)秤的示數(shù)怎樣變化3整理公式TMGAMG,G叫做等效重力加速度,GG。站在電梯里的人在電梯向上加速或向下減速時(shí),人對(duì)電梯的壓力大于人的重力,好像是重力加速度G增大了?;鸺痫w時(shí)有很大的向上的加速度,內(nèi)部發(fā)生的是超重現(xiàn)象。當(dāng)物體存在向上的加速度時(shí),它對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谖镏氐默F(xiàn)象叫做超重現(xiàn)象。發(fā)生超重現(xiàn)象時(shí),物重并沒(méi)有變化。2失重現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)重物靜止時(shí),彈簧秤的示數(shù)大小等于物體所受的重力,物體對(duì)彈簧秤的拉力等于物體所受的重力。放手后物體做向下的加速運(yùn)動(dòng),我們?cè)儆^(guān)察彈簧秤示數(shù)的變化。提問(wèn)看到了什么現(xiàn)象彈簧秤的示數(shù)減少,物體對(duì)支持物的拉力減小。學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀(guān)察感受失重現(xiàn)象。彈簧秤下掛一重物,物體靜止時(shí),彈簧秤的示數(shù)等于物體所受的重力。當(dāng)物體向下做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧秤的示數(shù)小于物體所受的重力。注意對(duì)減速時(shí)的示數(shù)增大的解釋。取物體為研究對(duì)象,GTMA,彈簧秤的拉力為T(mén)MGMAMGA討論1物體做向下的加速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧對(duì)物體的拉力小于物體靜止時(shí)的拉力,TMG,物體對(duì)彈簧的拉力小于物重。2學(xué)生列舉生活中的感受電梯向下起動(dòng)時(shí),電梯對(duì)人的支持力小于靜止時(shí)的支持力,同樣人對(duì)電梯的壓力也小于物重;電梯上升剎車(chē)時(shí)也一樣。3整理公式TMGAMG,G叫做等效重力加速度,GG。站在電梯里的人在電梯向下加速或向上減速時(shí),人對(duì)電梯的壓力小于人的重力,好像是重力加速度G減少了。失重當(dāng)物體存在向下的加速度時(shí),它對(duì)支持物的壓力或拉力小于物重的現(xiàn)象,叫做失重。當(dāng)AG時(shí),T0,叫做完全失重。發(fā)生失重時(shí),物重并沒(méi)有變化。實(shí)驗(yàn)在可樂(lè)瓶下面扎一些小孔,裝上水后水從小孔噴出。把水瓶拋出,噴水情況會(huì)怎樣變化分析瓶拋出后,水怎樣噴。讓學(xué)生先分析可能發(fā)生的現(xiàn)象,再觀(guān)察上拋時(shí)的現(xiàn)象,下拋的情況讓學(xué)生回家去做。解釋現(xiàn)象出現(xiàn)的原因,拋出后水處

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