牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用的教案示例3-6

1、 牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用的教案示例 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力學(xué)問(wèn)題及解決這類問(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

2、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5.0N的拉力，物體跟水平面的滑動(dòng)摩擦力是2.0N1)求物體在4.0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運(yùn)動(dòng)，t=4.0s受力情

3、況：F=5.0N，f=2.0N，G=N；初始條件：v0=0；研究對(duì)象：m=2.0kg求解4秒末的速度vt4秒后，撤去拉力，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，vt=0受力情況：G=N、f=2.0N；初始條件：v0=vt，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 F-f=ma豎直方向 N-G=0引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題步驟：確定對(duì)象、分析過(guò)程

4、、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1.0103kg的小汽車正以10m/s的速度行駛，現(xiàn)在讓它在12.5m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)情況求解汽車所受的阻力研究對(duì)象：汽車m=1.0103kg；運(yùn)動(dòng)情況：勻減速運(yùn)動(dòng)至停止vt=0，s=12.5

5、m；初始條件：v0=10m/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 N-G=0水平方面 f=ma=1.0103(-4)N=-4.0103Nf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問(wèn)題相同(5)引申：這一類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)原子核都屬于這類探索3應(yīng)用牛頓第二定律

6、解題的規(guī)律分析(直線運(yùn)動(dòng))題目類型流程如下由左向右求解即第一類問(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F-mg=ma，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2.5m，求物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)4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

7、為Fsin據(jù)牛頓第二定律列方程， 豎直方向 N-Fsin-G=0 水平方向 Fcos-f=ma 二者聯(lián)系 f=N 由式得 N=Fsin+mg 代入式有f=(Fsinmg)代入式有 Fcos-(Fsinmg)=ma ，得可見(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：一類是已知受力求解運(yùn)動(dòng)情況；一類是已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力2不論哪種類型題目的解決，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

8、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