2024-2025學年高中物理4.7用牛頓運動定律解決問題（二）教案新人教版必修1課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：高中物理4.7用牛頓運動定律解決問題（二）

2.教學年級和班級：高中一年級

3.授課時間：2024-2025學年第二學期

4.教學時數：45分鐘或1課時

本節(jié)課將深入探討牛頓運動定律在實際問題中的應用，以新人教版必修1教材為基礎，結合實際生活中的案例，使學生更好地理解并掌握牛頓第二定律和第三定律在解決物理問題時的運用。通過分析物體受力情況，引導學生運用牛頓定律解決問題，提高學生的邏輯思維和問題解決能力。二、核心素養(yǎng)目標1.物理觀念：理解牛頓運動定律的本質，形成力的作用與物體運動狀態(tài)的改變之間的物理觀念。

2.科學思維：培養(yǎng)學生運用牛頓定律分析物體受力情況，解決實際問題的科學思維能力。

3.科學探究：學會設計簡單的實驗方案，探究物體運動與力的關系，培養(yǎng)科學探究精神。

4.科學態(tài)度與責任：激發(fā)學生對物理學科的興趣，養(yǎng)成積極探究、嚴謹求實的科學態(tài)度。三、學情分析高中一年級學生在知識層面，已經掌握了力的概念、牛頓第一定律以及基礎的受力分析。他們在能力上具備一定的邏輯思維和問題解決能力，但應用牛頓第二定律和第三定律解決復雜問題的經驗尚淺。在素質方面，學生普遍對物理學科有興趣，但部分學生可能存在畏懼心理，認為物理難題難以攻克。此外，學生在行為習慣上，可能存在對理論知識重視程度不夠，實驗探究積極性不高的問題。這些因素將對本節(jié)課的學習產生影響，因此教學過程中需注重激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)其自信心和自主學習能力，引導他們通過實際案例分析，深入理解并運用牛頓運動定律。四、教學方法與策略1.教學方法：采用講授與討論相結合的方式，結合案例研究和項目導向學習，引導學生深入理解牛頓運動定律的應用。

2.教學活動：設計實驗活動，讓學生通過實際操作，觀察物體受力后的運動狀態(tài)，并進行小組討論，分析實驗結果。同時，開展角色扮演游戲，讓學生模擬物體間的相互作用，加深對牛頓第三定律的理解。

3.教學媒體：利用多媒體課件展示物體受力分析圖、實驗過程和案例，幫助學生形象地理解抽象的物理概念。同時，提供物理實驗器材，讓學生親手操作，提高實踐能力。五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過學校在線學習平臺，發(fā)布預習資料，包括牛頓運動定律的基礎知識摘要和實際案例分析，明確要求學生預習相關概念。

-設計預習問題：圍繞牛頓第二定律和第三定律，設計問題如“如何根據受力情況判斷物體的運動狀態(tài)？”和“兩個物體相互作用時，力的大小和方向有什么關系？”

-監(jiān)控預習進度：通過學習平臺的數據反饋，了解學生的預習情況，及時給予指導。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生按照要求閱讀資料，初步理解牛頓運動定律的應用。

-思考預習問題：學生對問題進行思考，記錄自己的理解。

-提交預習成果：學生將預習筆記或疑問通過平臺提交。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：培養(yǎng)學生的自主學習能力。

-信息技術手段：利用在線平臺，實現資源共享和進度監(jiān)控。

作用與目的：

-讓學生提前接觸課程難點，為新課學習打下基礎。

-培養(yǎng)學生獨立思考和自主學習的能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過一個現實生活中的物體運動視頻，引出牛頓運動定律的應用。

-講解知識點：詳細講解牛頓第二定律和第三定律的原理，結合具體實例。

-組織課堂活動：設計小組討論，分析物體受力情況，進行角色扮演游戲，模擬力的相互作用。

-解答疑問：針對學生的疑問進行解答。

學生活動：

-聽講并思考：學生專注聽講，對老師的提問進行積極思考。

-參與課堂活動：學生參與討論和角色扮演，實際應用所學知識。

-提問與討論：學生提出自己的疑問，與同學和老師討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：確保學生對知識點的深入理解。

-實踐活動法：通過角色扮演和討論，加強學生對知識的應用。

-合作學習法：培養(yǎng)學生的團隊協作能力。

作用與目的：

-通過實踐活動，加深對牛頓運動定律的理解，解決課程重難點。

-培養(yǎng)學生的問題解決能力和團隊合作意識。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據課堂內容，布置相關習題，鞏固學生對牛頓運動定律的理解。

-提供拓展資源：推薦一些高級的物理書籍和在線教育資源，供學有余力的學生深入學習。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生認真完成作業(yè)，鞏固學習成果。

-拓展學習：有興趣的學生利用拓展資源，提高自己的物理水平。

-反思總結：學生對學習過程進行反思，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生在課后繼續(xù)自主學習。

-反思總結法：引導學生通過反思，促進自我提升。

作用與目的：

-鞏固學生對課程重難點的掌握。

-通過拓展學習，激發(fā)學生的學術興趣和探索精神。

-通過反思，幫助學生形成良好的學習習慣，不斷提升自我。六、知識點梳理1.牛頓運動定律的基本概念

-牛頓第一定律（慣性定律）：物體在不受外力作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

-牛頓第二定律（動力定律）：物體受到的合外力等于質量與加速度的乘積，即F=ma。

-牛頓第三定律（作用與反作用定律）：兩個物體相互作用時，它們之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一直線上。

2.力與運動的關系

-力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

-力的作用效果：力可以改變物體的形狀，也可以改變物體的運動狀態(tài)。

-力的合成與分解：多個力共同作用于一個物體時，可以合成為一個合力；一個力也可以分解為多個分力。

3.受力分析與運動分析

-確定物體的受力情況：分析物體受到的各個力的大小、方向和作用點。

-運動方程：根據牛頓運動定律，列出物體受力情況下的運動方程。

-解題步驟：確定正方向，受力分析，列方程，解方程，得出結論。

4.實際問題中的應用

-摩擦力問題：分析摩擦力的產生、方向和大小。

-斜面問題：分析物體在斜面上的受力情況，求解運動狀態(tài)。

-彈簧問題：分析彈簧的彈力與形變量的關系，解決彈簧振子的運動問題。

5.典型案例分析

-平拋運動：分析物體在水平方向和豎直方向上的受力情況，運用牛頓運動定律解決問題。

-豎直上拋運動：分析物體在上升和下降過程中的受力情況，運用牛頓運動定律解決問題。

-水平圓周運動：分析向心力的概念，運用牛頓運動定律解決問題。

6.科學思維與解題方法

-邏輯思維：在解題過程中，要明確已知條件、未知量和需要求解的問題。

-問題分解：將復雜問題分解為若干簡單問題，逐一解決。

-數理結合：運用數學工具，如代數、幾何、三角函數等，解決物理問題。七、課堂小結，當堂檢測1.課堂小結

-本節(jié)課我們學習了如何運用牛頓運動定律解決實際問題，特別是牛頓第二定律和第三定律在實際情境中的應用。

-強調了力的合成與分解在受力分析中的重要性，以及如何根據受力情況列出運動方程。

-通過案例分析，理解了摩擦力、斜面問題和彈簧問題的處理方法。

-培養(yǎng)了學生的邏輯思維和科學探究能力，特別是在問題分解和數理結合方面的應用。

2.當堂檢測

-選擇題：設計一些選擇題，測試學生對牛頓運動定律基本概念的理解。

-計算題：布置一些實際問題的計算題，如平拋運動、豎直上拋運動和水平圓周運動，讓學生運用所學知識解決問題。

-分析題：給出一些復雜的受力分析圖，要求學生分析物體的受力情況，并運用牛頓運動定律進行解答。

-實驗設計題：要求學生設計簡單的實驗，驗證牛頓運動定律中的某個定律或現象。

示例題目：

選擇題：

1.下列哪個選項描述的是牛頓第三定律？

A.物體在不受外力作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

B.物體受到的合外力等于質量與加速度的乘積。

C.兩個物體相互作用時，它們之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一直線上。

計算題：

2.一個物體從高度h自由落下，忽略空氣阻力，求落地時的速度v。

3.一個物體沿水平面以初速度v0做勻速直線運動，受到一個恒定的摩擦力f，求物體的加速度a。

分析題：

4.分析圖中物體A和B的受力情況，并求出物體A的加速度。

實驗設計題：

5.設計一個實驗，驗證牛頓第二定律。要求記錄實驗數據，并分析結果。八、典型例題講解題目：一個物體從高度h自由落下，忽略空氣阻力，求落地時的速度v。

解答：根據牛頓第二定律，物體下落過程中只受重力作用，設物體的質量為m，重力加速度為g，則物體的受力方程為F=mg，向下。根據牛頓第二定律F=ma，得到物體的加速度a=g。根據運動學公式v^2=v0^2+2ax，其中v0為初速度，x為位移，由于物體從靜止開始下落，所以v0=0，x=h，代入公式得到v=√(2gh)。

2.斜面問題

題目：一個物體從斜面頂端自由下滑，斜面傾角為θ，求物體下滑的加速度a。

解答：物體下滑過程中受到重力mg和斜面的支持力N，根據牛頓第二定律，物體沿斜面方向的受力方程為F=mgsinθ-N，由于物體沿斜面下滑，所以N=mgcosθ，代入得到F=mgsinθ-mgcosθ=mg(sinθ-cosθ)。根據牛頓第二定律F=ma，得到物體的加速度a=g(sinθ-cosθ)。

3.摩擦力問題

題目：一個物體在水平面上受到一個恒定的推力F，同時受到摩擦力f的作用，求物體的加速度a。

解答：物體在水平面上的受力方程為F-f=ma，由于物體受到的推力和摩擦力方向相反，所以F=f，代入得到F-F=ma，即0=ma，得到物體的加速度a=0。說明物體在水平面上受到的推力和摩擦力相等時，物體處于靜止狀態(tài)。

4.彈簧問題

題目：一個物體掛在彈簧上，彈簧的勁度系數為k，求物體的加速度a。

解答：物體掛在彈簧上時，受到的重力mg和彈簧的彈力Fk，根據牛頓第二定律，物體的受力方程為mg-Fk=ma。彈簧的彈力Fk=kx，其中x為彈簧的形變量，根據胡克定律，x=mg/k，代入得到mg-k(mg/k)=ma，即mg-mg=ma，得到物體的加速度a=0。說明物體掛在彈簧上時，彈簧的彈力與重力相等，物體處于靜止狀態(tài)。

5.連接體問題

題目：兩個物體通過繩子連接在一起，一個物體掛在彈簧上，另一個物體放在水平地面上，求兩個物體的加速度。

解答：設兩個物體的質量分別為m1和m2，彈簧的勁度系數為k，根據牛頓第二定律，物體1的受力方程為m1g-T=m1a1，物體2的受力方程為T-m2g=m2a2，其中T為繩子的張力。由于物體1掛在彈簧上，彈簧的彈力Fk=kx，根據胡克定律，x=m1g/k，代入得到m1g-k(m1g/k)=m1a1，即m1g-m1g=m1a1，得到物體1的加速度a1=0。由于物體1靜止，繩子的張力T=m1g，代入物體2的受力方程得到m1g-m2g=m2a2，即m1g-m2g=m2a2，得到物體2的加速度a2=(m1-m2)g/m2。內容邏輯關系①牛頓第一定律：物體在不受外力作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

②牛頓第二定律：物體受到的合外力等于質量與加速度的乘積，即F=ma。

③牛頓第三定律：兩個物體相互作用時，它們之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一直線上。

2.力與運動的關系

①力的作用效果：力可以改變物體的形狀，也可以改變物體的運動狀態(tài)。

②力的合成與分解：多個力共同作用于一個物體時，可以合成為一個合力；一個力也可以分解為多個分力。

3.受力分析與運動分析

①確定物體的受力情況：分析物體受到的各個力的大小、方向和作用點。

②運動方程：根據牛頓運動定律，列出物體受力情況下的運動方程。

③解題步驟：確定正方向，受力分析，列方程，解方程，得出結論。

4.實際問題中的應用

①摩擦力問題：分析摩擦力的產生、方向和大小。

②斜面問題：分析物體在斜面上的受力情況，求解運動狀態(tài)。

③彈簧問題：分析彈簧的彈力與形變量的關系，解決彈簧振子的運動問題。

5.典型案例分析

①平拋運動：分析物體在水平方向和豎直方向上的受力情況，運用牛頓運動定律解決問題。

②豎直上拋運動：分析物體在上升和下降過程中的受力情況，運用牛頓運動定律解決問題。

③水平圓周運動：分析向心力的概念，運用牛頓運動定律解決問題。

6.科學思維與解題方法

①邏輯思維：在解題過程中，要明確已知條件、未知量和需要求解的問題。

②