4.6

用牛頓定律解決問題（一）

新課標要求（一）知識與技能1、進一步學(xué)習(xí)分析物體的受力情況，并能結(jié)合物體的運動情況進行受力分析。2、掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題的基本思路方法。3、學(xué)會如何從牛頓運動定律入手求解有關(guān)物體運動狀態(tài)參量。4、學(xué)會根據(jù)物體運動狀態(tài)參量的變化求解有關(guān)物體的受力情況。（二）過程與方法1、培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言表達、描述物理實際問題的能力。2、幫助學(xué)生提高信息收集和處理能力，分析、思考、解決問題能力和交流、合作能力。3、幫助學(xué)生學(xué)會運用實例總結(jié)歸納一般問題解題規(guī)律的能力。4、讓學(xué)生認識數(shù)學(xué)工具在表達解決物理問題中的作用。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、利用我國的高科技成果激發(fā)學(xué)生的求知欲及學(xué)習(xí)興趣。2、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)那髮崙B(tài)度及解決實際問題的能力。3、初步培養(yǎng)學(xué)生合作交流的愿望，能主動與他人合作的團隊精神，敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯誤觀點。教學(xué)重點用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題的基本思路方法教學(xué)難點正確分析受力并恰當?shù)剡\用正交分解法教學(xué)方法創(chuàng)設(shè)情景一一導(dǎo)入課題一一實例分析一－實踐體驗一一交流總結(jié)教學(xué)用具：投影儀、多媒體等教學(xué)過程（一）引入新課學(xué)生活動：學(xué)生思考討論：牛頓三定律的內(nèi)容和理解，確定了力和運動的關(guān)系，使我們能夠把物體的運動情況和受力情況聯(lián)系起來，從受力情況確定出物體的運動情況。教師活動：限于目前的知識水平，我們還不能直接研究上述問題，但我們可以本著由易到難的原則，從最簡單的例子入手去探討運動和力的關(guān)系問題的求解思路。下面我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)知識。（二）進行新課1、從受力確定運動情況教師活動：投影展示例題1

并布置學(xué)生審題：一個靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是

2kg，在

6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。問：l、本題研究對象是誰？它共受幾個力的作用？物體所受的合力沿什么方向？大小是多少？

2、本題要求計算位移和速度，而我們只會解決勻變速運動問題。這個物體的運動是勻變速運動嗎？依據(jù)是什么？

3、FN和G在豎直方向上，它們有什么關(guān)系？學(xué)生活動：學(xué)生思考討論后作答，并進一步判定：物體所受的合力水平向右，根據(jù)牛頓第二定律其加速度一定水平向右，因此物體向右做勻加速直線運動。FN和G在豎直方向上，大小相等、方向相反，是一對平衡力。借機讓學(xué)生對平衡力和作用力與反作用力進行比較鑒別。教師活動：經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)該題屬于已知受力求運動呢，還是已知運動求受力呢？學(xué)生活動：學(xué)生討論并形成一致意見：已知受力求運動學(xué)情況。教師活動：要求學(xué)生在分析的基礎(chǔ)上，畫出受力分析圖，并完整列出解答過程，提醒學(xué)生寫明依據(jù)并與投影答案相對照。學(xué)生活動：學(xué)生計算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。教師活動：如果已知物體的運動情況，根據(jù)運動學(xué)公式求出物體的加速度，就可以根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的外力，這是動力學(xué)所要解決的另一類問題。2、從運動情況確定受力教師活動：投影展示例2并布置學(xué)生審題：一個滑雪的人質(zhì)量是

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kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝30°。在

t＝5s的時間內(nèi)滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）問：本題屬于那類力學(xué)問題？人共受幾個力的作用？各力方向如何？它們之中哪個力是待求量？哪個力實際上是己知的？待求力是誰？物體所受的合力沿什么方向？學(xué)生活動：學(xué)生分小組思考討論，小組代表回答解題思路，描述物體受力情況。該題為已知受力求運動，合力沿運動方向，動力實際上是已知的。運用物理語言表述物理問題的能力。教師活動：提問題：本題中物體受力方向較為復(fù)雜，物體沿斜面方向勻加速下滑，我們應(yīng)當如何建立坐標系求合力？學(xué)生活動：學(xué)生分小組繼續(xù)思考討論，然后作出正確選擇：沿平行于斜面和垂直于斜面分別建立坐標系的x軸和y軸，使合力的方向落在x軸的正方向上，然后求合力比較方便。教師活動：讓學(xué)生口述解答步驟，教師板演解答過程，并提示學(xué)生注重代數(shù)式的運算，必要時再代入數(shù)值。學(xué)生活動：順應(yīng)解題思路，聯(lián)系力的分解知識，討論交流，思維碰撞。教師活動：問題：l、上述兩個例題在解題方法上有什么相同和不同之處？2、在例2中，為什么要建立平面直角坐標系？3、在運動學(xué)公式中通常是以v0為正方向的，但在利用牛頓第二定律列方程時，選什么方向為正方向較為方便？努力啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)異同。學(xué)生活動：學(xué)生思考討論，交流合作，推舉學(xué)生回答，并相互補充：l、兩題都需畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運動學(xué)公式，畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例1先用牛頓第二定律求加速度，而例2先用運動學(xué)公式求加速度。2、例2中物體受力方向較為復(fù)雜，建立平面直角坐標系后，就可以用G1和G2代替G，使解題方便。3、因為加速度的方向就是物體所受合外力的方向，所以以加速度的方向為正方向，會給分析問題帶來很大方便。教師活動：出示課堂練習(xí)（見實例探究），適當加入學(xué)生討論。檢查練習(xí)結(jié)果并予以評價矯正。學(xué)生活動：完成練習(xí)，匯報討論。（三）變式練習(xí)變式練習(xí)1如圖，質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，現(xiàn)對物體施加一個大小F=10N,與水平方向成θ=370角的斜向上的拉力(如圖)，已知(g=10m/s2,sin370=0.6cos370=0.8)求：物體在拉力的作用下4s內(nèi)通過的位移大小?變式練習(xí)22011年8月11日，我國的“遼寧號”航母出海試驗，中國成為擁有航母的國家之一。已知該航母飛行甲板長度L=300m,殲15戰(zhàn)斗機質(zhì)量為10噸，起飛速度要達到60m/s,戰(zhàn)機被彈射裝置彈出時的速度為v0=30m/s,假設(shè)戰(zhàn)機滑行時作勻加速運動，其阻力恒為,求為使戰(zhàn)斗機安全起飛，發(fā)動機產(chǎn)生的推力至少為多大？讓學(xué)生自主練習(xí)，一個學(xué)生在黑板是展示自己的解題步驟，教師點評?。ㄋ模┱n堂總結(jié)教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。從課件上進一步解釋需要注意的問題！學(xué)生活動：認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來。教師要放開，計學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（五）能力提升木塊質(zhì)量m=8kg，在F=4N的水平拉力作用下，沿粗糙水平面從靜止開始作勻加速直線運動，經(jīng)t=5s的位移x=5m．取g=10米每二次方秒，求：(1)木塊與粗糙平面間的動摩擦因數(shù)。(2)若在5s后撤去F，木塊還能滑行多遠?讓學(xué)生自主練習(xí)，投影儀展示一個學(xué)生的解題步驟，教師點評！課后作業(yè)1、課后完成課本87頁“問題與練習(xí)”中的習(xí)題。2、課后你能否用圖表的形式具體總結(jié)一下兩種動力學(xué)題目的基本解題思路？

學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓運動定律和運動學(xué)的基本規(guī)律，已經(jīng)具備了進一步學(xué)習(xí)求解動力學(xué)問題的知識基礎(chǔ)。同時，高中學(xué)生思維活躍，關(guān)心生活，對物理規(guī)律和現(xiàn)實生活的聯(lián)系比較感興趣。不過，由于本節(jié)內(nèi)容綜合程度還是比較高的，特別是對高一的同學(xué)來講，以前的所學(xué)內(nèi)容都是相對孤立的板塊內(nèi)容，而本節(jié)內(nèi)容則把以前所學(xué)內(nèi)容有機的聯(lián)系了起來，題目的靈活性增加了很多，難度的跨度也可以較大，對數(shù)學(xué)的計算等理論分析的能力也要求非常高，學(xué)生一時不太適應(yīng)，所以在選題的，每個題中出現(xiàn)的難點在初學(xué)階段不可太多，要循序漸進，不要讓難題打消了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過學(xué)生的合作交流，在歸納基礎(chǔ)上的進一步提升，總結(jié)出運用牛頓運動定律解題的一般步驟。總結(jié)受力分析的方法，讓他們能夠正確、快速地對研究對象進行受力分析。強調(diào)解決動力學(xué)問題的一般步驟：確定研究對象；分析物體的受力情況和運動情況；列方程求解；對結(jié)果的合理性討論.要讓學(xué)生逐步習(xí)慣于對問題先作定性和半定量分析，弄清問題的物理情景后再動筆算，并養(yǎng)成畫情景圖的好習(xí)慣。和學(xué)生互動方式多樣性，第一次與同學(xué)們一起回顧牛頓三定律的內(nèi)容，第二次請一位同學(xué)通過實物投影儀展示解題思路并講解過程，第三次讓學(xué)生到講臺上借助于黑板給同學(xué)們講解解題思路。第四次是通過投影儀展示學(xué)生的做題過程，這充分體現(xiàn)了學(xué)生的課堂主體地位。同學(xué)們能積極大膽的表現(xiàn)自己，不怕出錯，不怕困難，這也是科學(xué)的學(xué)習(xí)精神的體現(xiàn)。教材分析

一、這節(jié)課的地位與作用

這節(jié)課在高中物理中的地位非常重要。這節(jié)課，在前兩節(jié)探究和總結(jié)牛頓第二定律的基礎(chǔ)上，結(jié)合實例，展示了用牛頓第二定律解題的基本思路和方法。

二、學(xué)習(xí)這節(jié)課有以下幾個作用：

（1）知道用牛頓運動定律解決的兩類力學(xué)問題。

（2）學(xué)會解決這兩類問題的基本思路和方法。

（3）進一步加強受力分析和運動分析的能力

（4）幫助學(xué)生提高信息收集和處理的能力，分析、思考、解決問題的能力和交流、合作的能力。

三、三維目標知識與技能1．知道應(yīng)用牛頓運動定律解決的兩類主要問題。2．掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。3．會用牛頓運動定律和運動學(xué)公式解決簡單的力學(xué)問題。過程與方法1．通過實例感受研究力和運動關(guān)系的重要性。2．培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言表達、描述物理實際問題的能力。3．幫助學(xué)生學(xué)會運用實例總結(jié)歸納一般問題的解題規(guī)律的能力。情感態(tài)度與價值觀1．初步認識牛頓運動定律對社會發(fā)展的影響。2．初步建立應(yīng)用科學(xué)知識的意識。3．培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)那髮崙B(tài)度及解決實際問題的能力。四、重、難點及突破重點：應(yīng)用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。難點：物體的受力分析及運動狀態(tài)分析，解題方法的靈活選擇和運用。正交分解法的應(yīng)用。突破途徑：通過“三案”導(dǎo)學(xué)、交流討論和多媒體輔助教學(xué)等多種教學(xué)方法和手段進行突破。評測練習(xí)1（課本例題1）一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右運動，物體與水平地面間的滑動摩擦力為4.2N。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。評測練習(xí)2(變式練習(xí))如圖，質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，現(xiàn)對物體施加一個大小F=10N,與水平方向成θ=370角的斜向上的拉力(如圖)，已知(g=10m/s2,sin370=0.6cos370=0.8)求：物體在拉力的作用下4s內(nèi)通過的位移大小?評測練習(xí)3（課本例題2）一個滑雪的人，質(zhì)量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝30°，在t＝5s的時間內(nèi)滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力。評測練習(xí)4(變式練習(xí))22011年8月11日，我國的“遼寧號”航母出海試驗，中國成為擁有航母的國家之一。已知該航母飛行甲板長度L=300m,殲15戰(zhàn)斗機質(zhì)量為10噸，起飛速度要達到60m/s,戰(zhàn)機被彈射裝置彈出時的速度為v0=30m/s,假設(shè)戰(zhàn)機滑行時作勻加速運動，其阻力恒為,求為使戰(zhàn)斗機安全起飛，發(fā)動機產(chǎn)生的推力至少為多大？評測練習(xí)5(能力提升)木塊質(zhì)量m=8kg，在F=4N的水平拉力作用下，沿粗糙水平面從靜止開始作勻加速直線運動，經(jīng)t=5s的位移x=5m．取g=10米每二次方秒，求：(1)木塊與粗糙平面間的動摩擦因數(shù)。(2)若在5s后撤去F，木塊還能滑行多遠?評測練習(xí)1、3是例題，是在老師引領(lǐng)下展開的，引導(dǎo)學(xué)生分析物體的受力情況或者運動情況，難度較低，通過本題目即解決了題目問題，也掌握的解決問題的基本思路，學(xué)生基本掌握解決問題的方法。評測練習(xí)2、4是變式練習(xí)，先留了一些時間讓同學(xué)們呢交流討論，然后請了一位同學(xué)上黑板板書了自己的解題過程，并給同學(xué)們講解，該同學(xué)思維清晰，講解規(guī)范，起到了很好的示范引領(lǐng)作用。評測練習(xí)5是能力提升，通過展示該同學(xué)的草稿紙，并請該同學(xué)給大家講解自己的解題思路來完成的，該同學(xué)講解規(guī)范，向同學(xué)們展示了較強的物理基礎(chǔ)，同時說明了達到的本節(jié)課的教學(xué)目的！本章主要內(nèi)容是牛頓運動定律的教學(xué)，而牛頓運動定律的運用這方面的知識不僅是本章的一個難點，也是力學(xué)中常用的主要方法之一。本節(jié)課的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用學(xué)過的知識去分析、解決實際問題，提高學(xué)生的綜合運用能力，應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生具體問題具體分析，以科學(xué)、嚴謹?shù)膽B(tài)度對待實際問題，特別注意畫受力圖時，不要多畫力，也不要少畫力?！罢环纸夥ā笔欠浅嵱玫姆纸夥椒?，可明確給學(xué)生提出。本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計上牢牢把握建構(gòu)主義中的“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義建構(gòu)”四大要素，在具體實施中采用“三案”導(dǎo)學(xué)模式，使老師在整個課堂中僅僅處于一個學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)設(shè)者和學(xué)習(xí)組織者的地位，利用多媒體為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了生動的情境，學(xué)生在討論、活動和交流中學(xué)習(xí)新知識，充分體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位，實現(xiàn)了師生關(guān)系的轉(zhuǎn)變，較好地把握了建構(gòu)主義教學(xué)理論的要求，體現(xiàn)了新課程所倡導(dǎo)的“積極參與，樂于探究，交流與合作”為特征的學(xué)習(xí)理念。請學(xué)生回答問題時，不必請一些成績好的學(xué)生，也可以找一些中等程度的學(xué)生回答，在回答問題時暴露出的缺陷更有利于教學(xué)。學(xué)生在前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了物體受力分析、牛頓運動定律、勻變速直線運動的有關(guān)規(guī)律、二力平衡及建立平面直角坐標系的有關(guān)知識，但由于本節(jié)課的綜合程度較高，特別是對高一學(xué)生來說，他們一時不太適應(yīng)，所以教師在選題時每個題中出現(xiàn)的難點一時不可過多，應(yīng)循序漸進。解題時要規(guī)范學(xué)生的解題步驟，注意提醒學(xué)生每寫一個式子，都必須有客觀依據(jù)，必須從基