运用牛顿第二定律解决问题(一)
-
用牛顿运动定律解决问题
(
< br>一
)
教学设计
晋江市毓英中学——林立芹
一、教材分析
《
用
牛
顿
运
动
定
律
解
决<
/p>
问
题
（
一
）
》
是
人
教
版
高
中
物
理
必
修
一
第
4
章
第
6
节
教
学<
/p>
内
容
，
主
要
学
习
两
大
类
问
题
：
1
．
已
知
物
体
的
受
力
情
况<
/p>
，
求
物
体
的
运
动
情
况
，
2
．已
知
物
体
< br>的
运
动
情
况
，求
物
体
的
受
力
情
况<
/p>
。掌
握
应
用
牛
顿
运
动
定
律
解
决
问
题
的
基
< br>本
思
路
和
方
法
。
本
节
内
容
是
对
本
章
知
识
的
提
升
，
又
是
后
面
< br>知
识
点
学
习
的
基
础
。
二、教学目标
1
．
知
道
应
用
牛
顿
运
动
定
律
解
决
的
< br>两
类
主
要
问
题
。
2
．
掌
握
应
用
牛
顿
运
动
定
律
解
决
问
题
的
< br>基
本
思
路
和
方
法
。
3
．
能
结
合
物
体
的
运
动
情
况
对
物
体
的
< br>受
力
情
况
进
行
分
析
。
4
．
能
根
据
物
体
的
受
力
情
况
推
导
物
< br>体
的
运
动
情
况
。
5
．
会
用
牛
顿
运
动
定
律
和
运
动
学
公
式
解
< br>决
简
单
的
力
学
问
题
。
三、教学重点
1
．
已
知
物
体
的
受
力
情
况
，
求
< br>物
体
的
运
动
情
况
。
2
．
已
知
物
体
的
运
动
情
况
，
求
物
体
的
< br>受
力
情
况
。
四、教学难点
1
．
物
体
的
受
力
分
析
及
运
动
< br>状
态
分
析
和
重
要
解
题
方
法
的
灵
活
选
择
和
运
用
。
2
．
正
交
< br>分
解
法
。
五、学情分析
学
生
已
有
的
知
识
和
技
能
有
差
距
，有
些
学
生
对
于
受
力
分
析
及
运
动
情
况
分
析
< br>有
一
定
的
基
础
，但
是
两
者
结
合
起<
/p>
来
综
合
的
应
用
有
些
困
难
，
需
要
详
细
的
讲
解
。
六、课前准备
1
．
学
生
的
学
习
准
备
：<
/p>
预
习
课
本
相
关
章
节
，
自
主
学
习
正
交
分
解
法
，
并
初
步
把
握
应<
/p>
用
牛
顿
运
动
定
律
解
决
问
题
的
基
本
思
路
和
方
法
。
2
．
教
师
的
教
学
准
备
：
多
媒
体
课
件
制
< br>作
，
课
前
预
习
学
案
。
七、教学方法
新
授
课
教
学
基
本
环
节<
/p>
：情
境
导
入
→
合
作
探
究
、精
讲
点
拨
→
反
思
总
结
、当
堂
< br>检
测
→
精
讲
点
拨
→
反
思
总
结
、
布
置
作
业
八、本设计特点：
本设计
注重学生的课前自主、协作学习，
通过问题驱动的方式引
发学生积极思考，激发学生的学习热情，
注
重把教学重、难点细
化到几个小问题中，通过自主、协作探究学习方式，让学生带着预习时的疑问充分参与到课
堂教学中，
通过教师的精
讲
点
拨
，
层层深入的小问题的解决，最终实现教学
重、难点的突破。如引入新课部分
的火车和赛车运动视频的鲜
明对比，
让人自然的产生疑问，
为何不同物体的速度变化快慢差
别这么大？运动方式
这么复杂多样？激发学生进行深入探究的愿望，
还有本设计稿两种题型的配套预习思考题，
通过小问题不断深入
到问题解决的根本，
同时又引领着学生在潜移默化中掌握该种题型的一般解题步骤。
问题驱动式教学遵循学生对
复杂事物由浅入深的认知规律，量变
最终引起质变，使学生提出问题、解决问题的能力得到大大提高。
九、教学流程设计图
带
着
问
题
观
展
示
“
已
知
受
力
情
况
求
运
动
情
< br>况
”
题
型
。
总
结
学
生
分
析
思
考例题
1
（课
前
预<
/p>
习
完
板
书
两
种
教师进行思
路分
析并给
出
参
考
解
答。
板
书
题
型
一
解
题
型
的
相
互
关
系图。
看
精
彩
视
频
展
示
“
已
知
运
动
情
况
求
受
力
情
况
< br>”
题
型
。
学生合作探究
解决例题
2
（课
前预习完成）
。
学
生
代
表
进
行讲解。
<
/p>
指
出
两
种
板
书
题
型
二
解
题思路：
已
知
运
动
情
况
→
a
< br>→求
题
型
解
题
关
键
均
为
加
速
师生一起点
评得出解答
该题型的一
般思路，教
师展示参考
解答。
十、教学过程
教
学
教师活动
环节
新
课
引入
播放视频资料，展示思考问题：
观看
视频资料并思
/v_show/id_XNDUzNDg0ODQ=.html
（火车出站）
考提问。
/v_show/id_
（赛车运动）
为何有些物体速度变化的慢？有些物体速度变化的快？我们今天
的课正是要用牛顿运动定律来研究物体的运动和物体的受力，
以及
它们之间的具体关系。
例题展示：
带
着
问
题
思
考
例
【
例
1
】
一
静
止
在
< br>水
平
面
上
的
物
体
，质
量
为
2.0
kg
，在
6.4
题，并简单写出解<
/p>
（课前预习
N
的
水
平
拉
力
作<
/p>
用
下
沿
水
平
地
面
向
右
运
动
，
物
体
与
水
平
地
面
题过程。
< br>间
的
滑
动
摩
擦
力
是
4
.2 N
，
求
物
体
在
4 s
末
的
速
度
和
4
s
内
发
完成）
生
的
位
移
？
通过导学案提出针对性问题，并要求学生简单的写出解题过程。
1.
物体的受力情况如何？
2.
物体所受的合力如何？
3.
物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么
量？
教师进行例题的思路分析，
给出参考
答案：
学生活动
设
计
意
图
激发学生的
求索欲望。
新
课
教
学
< br>熟悉题意，
在教师有针
对性问题的
指引下，比
较容易解决
问题。
新
课
教
学
与教师一起分析题
目。
解：①
确定研究对象，对物体进行受
力分析
,
如右图所示：
由图可得：
F
合
=
F
－
F
f
=
（
6.4
－
4.2
）
N=2.2
N
②由求出的物体所受合力用牛顿第二定律求解物体加速度
根据牛顿第二定律
F
合
=
ma
< br>，得：
F
－
F
< br>f
=ma
2
a=1.1m/s
③根据运动学公式求解速度与位移
由：
v
t<
/p>
=
a t
，得：
v
t
=1.1
×
4 m/s=4.4
m/s
2
由：
s=at
/2
得：
S=8.8m
掌握解题步
骤、书写规
范。
方法归纳（投影）
：
由受力情况求运动情况解题步骤：
（
1
）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画
出物体的受力示意图；
（
2
）正交分解后，求出沿某一坐标轴方向的合力；
（
3
）根据牛顿第二定律列方程，求出
物体的加速度；
（
4
）根据匀变速直线运动公式求出物体运动的位移和速度。
已知物体受力情况→
a
→求物体运动情况。
理解解题思路。
让学生
进一
步熟悉解题
步骤
例
2
、
一个滑雪的人质量是
75 kg
，
以
v
0
＝
2m/s
的初速度沿山坡
合
作
探
究
解<
/p>
决
问
（课前
预习
完
匀加速滑下，山坡的倾角
θ
＝
30°
。在
t
＝
5s
的时间内滑下的路程
题。
成）
x
＝
60m
，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力
）
通过导学案提出针对性问题，并要求学生简单的写出解题过程。
1.
物体的加速度大小和方向如何？
2.
物体受到哪几个力的作用？物体所受的合力如何？
3.
物体所受的合力与加速度有什么关系？<
/p>
例题展示：
巡视，找出典型作业代表上台讲解方法与步骤
对学生作业进行点评
投影出参考解法：
解：
已知：
v
0
=2
m/s
，
m
=75 kg
，
θ
=30
°，
t
=5
s
，
x
=60
m
．求：
F
阻
学
生
代
表
上
台
讲
解，师生共
同点评
学生作业，分析体
会
参
考
解
答
的
精
当。
模仿第一题
进行问题解
决
由运动学公式
x=v<
/p>
0
t+at
2
/
2
：
得：
6
0=2t+a
×
2
2
< br>/2
a= 4 m/s
2
对物体进行受力分析，如右图所示：
让学生学会
与他人分享
成功，加深
对典型错误
的认识，同
时提高学生
的语言表达
能力和心理
素质。
< br>
根据牛顿第二定律：
F
合
=
ma
，结合物体的受力情况得：
F
阻
=
G
x
－
F
< br>合
=
mg
sin
θ
－
ma
=
< br>（
75
×
9.8
×
sin30
°－
75
×
4
）
N=67.5 N
方法归纳（投影）
：
正交分解法介绍
（结合学案课前自主学习）
：
在利用牛顿运动定律解决问题时，
往往需要利
用正交分解法建立坐
标系，把与坐标轴不重合的力分解到
x
、
y
轴上，分别求出
x
、
y
轴
上
的合力，用牛顿第二定律列出方程求解，一般情况坐标轴的正方
向与加速度方向一致。<
/p>
已知运动情况求受力情况解题步骤：
（
1
）确定研究对象，对研究对象进行
受力分析和运动分析，并画
出物体的受力示意图；
（
2
）选择合适的运动学公式，求出物体的加速度
；
（
3
）根
据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合外力；
（
4
）根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的分力。
结合实例
自主学习
正
交
分
解
法
的
妙
用、
理解解题思路。
掌握正
交分
解
法
的
应
用，让学生
进一步熟悉
解题步骤。