《牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用（第一課時(shí)）》教案教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：1.理解力和加速度的關(guān)系。2.學(xué)會將生活中簡單的物理問題轉(zhuǎn)化為物理模型進(jìn)行研究。3.學(xué)會利用牛頓運(yùn)動定律通過受力情況確定運(yùn)動情況。教學(xué)重點(diǎn)：通過受力情況依據(jù)牛頓運(yùn)動定律確定運(yùn)動情況。教學(xué)難點(diǎn)：利用正交分解法求解加速度。教學(xué)過程時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動1分鐘環(huán)節(jié)一：引入教師：為了盡量縮短停車時(shí)間，旅客按照站臺上標(biāo)注的車門位置候車。列車進(jìn)站時(shí)總能準(zhǔn)確地?？吭趯?yīng)車門的位置。這是如何做到的呢？學(xué)生：思考、猜測。教師：要弄清楚這個(gè)問題，我們首先得知道，如何通過作用在物體上的力來控制物體的運(yùn)動。3分鐘環(huán)節(jié)二：回顧所學(xué)內(nèi)容教師：引導(dǎo)學(xué)生回憶所學(xué)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律、相互作用中所學(xué)過的幾種常見力。學(xué)生：思考、回憶、整理教師：PPT展示所學(xué)知識概要，建立力和運(yùn)動之間的聯(lián)系。根據(jù)力和運(yùn)動的聯(lián)系，確立從受力情況確定運(yùn)動情況的一般思路。15分鐘環(huán)節(jié)三：從受力情況確定運(yùn)動情況給出生活中常見的情景情景1：一輛轎車正在以15m/s的速度勻速行駛，發(fā)現(xiàn)前方有情況，緊急剎車后車輪抱死，車輪與地面的動摩擦因數(shù)為0.71。取g＝10m/s2。（1）車輪在地面上滑動時(shí)，車輛的加速度是多大？（2）車輪抱死后，車輛會滑行多遠(yuǎn)？分析求解思路：依據(jù)牛頓第二定律了從力求解加速度，再結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求解位移。解答：對轎車進(jìn)行受力分析取轎車前進(jìn)方向?yàn)檎较蚪⒁痪S坐標(biāo)系。轎車豎直方向受力平衡，所受支持力與重力大小相等，F(xiàn)N＝mg根據(jù)滑動摩擦力公式，可得滑動摩擦力Ff＝－μFN＝－μmg。負(fù)號表示摩擦力方向與x軸正方向相反。根據(jù)牛頓第二定律，有a＝＝－μg＝－0.71×10m/s2＝－7.1m/s2由本計(jì)算可看出，有的時(shí)候加速度是與質(zhì)量無關(guān)的。在本情景中，我們已經(jīng)知道轎車的初速度為15m/s、末速度為0，加速度為－7.1m/s2，根據(jù)勻變速運(yùn)動規(guī)律，有，得x＝－＝－＝15.8m由生活中常見情景轉(zhuǎn)入不常見情景，先通過視頻讓學(xué)生熟悉該情景。情景2：冰壺球是冬奧會比賽項(xiàng)目之一，中國女子冰壺隊(duì)在各類比賽中取得了不錯(cuò)的成績。球員通過擲球、刷冰控制冰壺球最后停止的位置，使己方球盡量靠近圓壘圓心，而使對方球盡量遠(yuǎn)離圓壘圓心。請看視頻，隨后提出問題：運(yùn)動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠(yuǎn)處的某個(gè)位置。運(yùn)動員以v0＝3.4m/s的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)μ1＝0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠(yuǎn)？取g＝10m/s2。引導(dǎo)學(xué)生對物體進(jìn)行分析：先對冰壺進(jìn)行受力分析，分析已知量和未知量，選擇解決問題的方向，約定物理量的符號。解答：根據(jù)滑動摩擦力公式，有Ff＝－μ1FN＝－μ1mg根據(jù)牛頓第二定律，冰壺的加速度為a1＝＝－μ1g＝－0.02×10m/s2＝－0.2m/s2加速度為負(fù)值，方向與x軸正方向相反。由運(yùn)動學(xué)公式得x1＝－＝－m＝28.9m提出新的問題按比賽規(guī)則，投擲冰壺運(yùn)動員的隊(duì)友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面，減小冰面的動摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動。（2）若運(yùn)動員仍以v0＝3.4m/s的速度將冰壺投出，其隊(duì)友在冰壺自由滑行10m后開始在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉淼?0%，冰壺多滑行了多少距離？取g＝10m/s2。引導(dǎo)學(xué)生對冰壺的受力和運(yùn)動過程進(jìn)行分析，選取解決問題的方向和方法。解答冰壺球在前一階段有＝2a1x10冰壺球后一階段的加速度為a2＝－μ2g＝－0.9×0.2×10m/s2＝－0.18m/s2滑行10m后為勻減速直線運(yùn)動，由＝2a2x2得x2＝－＝－＝－m＝21m冰壺球第二次滑行的總距離為x＝x10＋x2＝(10＋21)m＝31m第二次比第一次多滑行的距離為Δx＝x－x1＝(21－28.9)m＝2.1m由水平面問題轉(zhuǎn)入斜面問題情景3：民航客機(jī)都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣囊會自動充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地面。若機(jī)艙口下沿距地面3.2m，氣囊所構(gòu)成的斜面長度為6.5m，一個(gè)質(zhì)量為60kg的人沿氣囊滑下時(shí)所受的阻力是240N，那么，人滑至氣囊底端時(shí)的速度是多少？取g＝10m/s2。將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理模型處理。解答：根據(jù)牛頓第二定律，有x方向mgsinθ－Ff＝may方向FN－mgcosθ＝0＝1m/s2由運(yùn)動學(xué)公式＝2ax得v＝＝3.6m/s由勻變速直線運(yùn)動轉(zhuǎn)入非勻變速直線運(yùn)動問題情景4：高空墜物是很危險(xiǎn)的，可是生活中常見的雨滴從數(shù)千米的高空落下，卻不會砸傷人，這是為什么呢？問題分析：其實(shí)雨滴在下落時(shí)不只受到重力，還受到向上的空氣的阻力，而且這個(gè)阻力是隨著速度變化的。在速度較小時(shí)，可認(rèn)為阻力和速度大小成正比，在速度稍大時(shí)可認(rèn)為阻力與速度的二次方成正比。若雨滴在下落過程中受到空氣阻力的大小與速度大小的二次方成正比。分析質(zhì)量為m的雨滴從足夠高的位置由靜止下落過程中的運(yùn)動情況。由牛頓第二定律，有mg－kv2＝ma得a＝，加速a＝0時(shí)，速度最大mg－k＝0，如果沒有阻力，雨滴到地面時(shí)的速度會接近200m/s，但是由于阻力的存在，雨滴的最終速度一般在幾米每秒，所以不會對人造成傷害。1分鐘環(huán)節(jié)四：歸納總結(jié)通過以上問題解決，我們會發(fā)現(xiàn)：應(yīng)用牛頓第二定律解決問題，首先應(yīng)當(dāng)選擇合適的物體作為研究對象。對研究對象進(jìn)行受力分析，根據(jù)研究對象的受力情況結(jié)合具體需要，選用力的合成或者正交分解的方法求解合力。結(jié)合受力分析，分析物體的運(yùn)動過程，畫出過程分析圖。根據(jù)牛頓第二定律求解物體加速度，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求解相關(guān)運(yùn)動學(xué)未知量。1分鐘環(huán)節(jié)五：課堂小結(jié)利用牛頓運(yùn)動定律解決問題正確的進(jìn)行受力分析和運(yùn)動過程分析是基礎(chǔ)求解加速度是關(guān)鍵實(shí)際問題可忽略無關(guān)因素轉(zhuǎn)化成物理模型處理課后練習(xí)1．航空母艦上的水平起飛跑道長度L＝160m。一架質(zhì)量為m＝2.0×104kg的飛機(jī)從跑道的始端開始，在大小恒為F＝1.2×105N的動力作用下，飛機(jī)做勻加速直線運(yùn)動，在運(yùn)動過程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為Ff＝2×104N。飛機(jī)可視為質(zhì)點(diǎn)，取g＝10m/s2。求：（1）飛機(jī)在水平跑道運(yùn)動的加速度大?。唬?）若航空母艦靜止不動，飛機(jī)加速到跑道末端時(shí)速度大小。2．如圖是自動駕駛汽車?yán)餃y量汽車水平運(yùn)動加速度的裝置。該裝置在箱的前、后壁各安裝一個(gè)壓力測量裝置a和b，中間用兩根相同的輕質(zhì)彈簧壓著一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動（彈簧的彈力與其形變量成正比）。汽車靜止時(shí)，裝置a、b示數(shù)均為10N。裝置b示數(shù)為8N時(shí)，汽車的加速度大小為m/s2，方向是（選填：“由a指向b”或“由b指向a”）。傳感器傳