牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用+教學(xué)設(shè)計(jì)高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用一、教學(xué)目標(biāo)1.物理觀念（1）結(jié)合實(shí)例分析,了解視重與實(shí)重的概念,在此基礎(chǔ)上知道超重與失重的含義。（2）能運(yùn)用牛頓第二定律和牛頓第三定律對(duì)超重和失重進(jìn)行定量分析,理解超重和失重現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及本質(zhì)。2.科學(xué)思維學(xué)會(huì)觀察和分析生活中有關(guān)物理知識(shí)的實(shí)例與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，具有初步的觀察能力、分析概括能力。3.科學(xué)探究通過(guò)實(shí)踐和探究，讓學(xué)生感覺(jué)科學(xué)就在身邊。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲，樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理的精神，樹(shù)立正確的世界觀和唯物主義觀。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任培養(yǎng)學(xué)生觀察思考，勇于發(fā)現(xiàn)樂(lè)于探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以及應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：利用牛頓第二定律和第三定律對(duì)超重和失重現(xiàn)象進(jìn)行定量分析。教學(xué)難點(diǎn)：理解超重和失重現(xiàn)象產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)。三、教學(xué)分析通過(guò)前面對(duì)“牛頓第二定律”的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)解決物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題已有所了解,但對(duì)定律的運(yùn)用還不是很熟練,易將超重、失重現(xiàn)象與牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)割裂,教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生,將新知識(shí)納入舊知識(shí)結(jié)構(gòu),讓學(xué)生體會(huì)到超重、失重只是牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)的遷移與應(yīng)用而已。學(xué)生在學(xué)習(xí)超重和失重現(xiàn)象時(shí)會(huì)受到一些前概念的影響,容易把生活中所說(shuō)的有些“超重”與物理學(xué)上的超重混為一談,把物理學(xué)上的失重誤認(rèn)為是物體“失去重力”;容易把超重、失重現(xiàn)象的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征與物體的運(yùn)動(dòng)方向相聯(lián)系。因此在本節(jié)課教學(xué)中利用了實(shí)驗(yàn)和理論探究的方法,自主學(xué)習(xí)與小組合作學(xué)習(xí)的方式,讓學(xué)生自己體驗(yàn)、分析、歸納、討論、評(píng)價(jià)等得出結(jié)論。激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高動(dòng)手與合作能力,養(yǎng)成透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的物理意識(shí)。四、教學(xué)過(guò)程一、新課導(dǎo)入上周我們進(jìn)行2009年最有影響的10大新聞的評(píng)選，其中有這么一條新聞：18中國(guó)重判醉酒駕車(chē)肇事者司機(jī)孫偉銘在成都無(wú)證、醉酒駕車(chē)肇事后試圖逃逸，造成4死1傷的慘禍。9月8日，四川省高院二審以“危險(xiǎn)方法危害社會(huì)公共安全罪”判處無(wú)期徒刑，該案引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，有法律界人士建議在《刑法》中增加“飲酒、醉酒駕駛機(jī)動(dòng)車(chē)罪”，以明確適用法律，增加對(duì)酒駕者的懲治力度。大家有何看法？汽車(chē)已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會(huì)的主要交通工具，它給人們的日常生活帶來(lái)了很大的便捷，但同時(shí)我們也都知道，隨著汽車(chē)數(shù)量的增加，每年因交通事故而死亡的人數(shù)及經(jīng)濟(jì)損失都是十分驚人的，2008年，全國(guó)共發(fā)生道路交通事故265204起，造成73484人死亡、304919人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失10.1億元。反思：這個(gè)話題很沉重，今天我們利用所學(xué)知識(shí)來(lái)分析這起交通事故，希望它能夠給我們帶來(lái)一些啟示?。ò鍟?shū)課題）牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用---------汽車(chē)的安全運(yùn)行二、新課教學(xué)下面我們來(lái)看一起交通事故，事件回放：某某駕駛別克小轎車(chē)與三位同事共四人一同前往山西游玩，在高速公路最外側(cè)車(chē)道行駛途中發(fā)現(xiàn)前面有一輛大貨車(chē)，當(dāng)時(shí)車(chē)速很快（120km/h)，但司機(jī)并沒(méi)有減速而是向右側(cè)打輪駛進(jìn)應(yīng)急車(chē)道欲強(qiáng)行超車(chē)，駛?cè)霊?yīng)急車(chē)道后，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方不遠(yuǎn)處有一輛故障車(chē)正在維修，雖采取緊急制動(dòng)，但還是以60km/h的速度與故障車(chē)相撞，造成一人重傷，三人輕傷，小轎車(chē)完全報(bào)廢的重大交通事故。這個(gè)事故與我們所學(xué)的知識(shí)有什么聯(lián)系？你會(huì)從哪些方面進(jìn)行關(guān)注？（學(xué)生回答：初速度、加速度、安全距離）如何研究？需要做什么？（一）引導(dǎo)學(xué)生建立物理情景，對(duì)汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行逐步分析（1）畫(huà)出運(yùn)動(dòng)草圖。標(biāo)出速度、加速度、時(shí)間（2）汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程受什么力？畫(huà)出受力示意圖。（二）求安全距離問(wèn)題1：請(qǐng)大家根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，計(jì)算小轎車(chē)司機(jī)發(fā)現(xiàn)情況時(shí)與故障車(chē)相距多遠(yuǎn)？已知：發(fā)現(xiàn)情況時(shí)小轎車(chē)車(chē)速約為120km/h，司機(jī)反應(yīng)時(shí)間約0.5s，剎車(chē)時(shí)汽車(chē)受到的制動(dòng)阻力的大小約為汽車(chē)重力的0.7倍。(學(xué)生活動(dòng))教師小結(jié)：題型：已知受力求運(yùn)動(dòng)方法：加速度是連接力和運(yùn)動(dòng)的橋梁，根據(jù)受力分析求出合力，應(yīng)用牛頓第二定律求加速度，選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相應(yīng)物理量。問(wèn)題2：本事故中，小轎車(chē)司機(jī)犯了什么錯(cuò)？（超速，占用應(yīng)急車(chē)道超速），那么故障車(chē)司機(jī)有錯(cuò)嗎？（學(xué)生不一定會(huì)回答）若要避免車(chē)禍的發(fā)生，故障車(chē)應(yīng)把警告標(biāo)志放置在距離來(lái)車(chē)方向至少多少米處？(學(xué)生活動(dòng))教師小結(jié)：根據(jù)交通安全法第六十八條規(guī)定：機(jī)動(dòng)車(chē)在高速公路上行駛發(fā)生故障時(shí)，警告標(biāo)志應(yīng)當(dāng)設(shè)置在故障車(chē)來(lái)車(chē)方向150m以外板書(shū)1．反應(yīng)時(shí)間：駕駛員接收到停車(chē)信號(hào)直至做出相應(yīng)操作所用時(shí)間，這段時(shí)間里的車(chē)行駛距離為反應(yīng)距離。問(wèn)：這段時(shí)間里汽車(chē)做什么運(yùn)動(dòng)？速度還來(lái)不及變化----勻速直線（理想化）2．制動(dòng)距離：車(chē)制動(dòng)開(kāi)始到停止所駛過(guò)的距離----------勻變速直線（理想化）問(wèn)：這段時(shí)間里汽車(chē)做什么運(yùn)動(dòng)？-------理想化抽象為：勻變速直線運(yùn)動(dòng)3．安全距離是反應(yīng)距離和制動(dòng)距離之和。問(wèn)題3：根據(jù)你的計(jì)算，你認(rèn)為影響汽車(chē)安全距離的因素有哪些？展示相關(guān)圖片，進(jìn)一步討論在駕駛過(guò)程中超速、天氣情況惡劣、酒后駕車(chē)，疲勞駕駛等對(duì)安全距離的影響問(wèn)題4：（討論與交流）如果該駕駛員是酒后駕車(chē)，對(duì)駕駛員有什么影響？那么安全距離又會(huì)怎么樣？提示：血液中的酒精會(huì)使人的反應(yīng)時(shí)間至少增加3倍以上。請(qǐng)大家計(jì)算學(xué)生計(jì)算回答結(jié)果：所以，酒后駕車(chē)是非常危險(xiǎn)的，它是發(fā)生交通事故的主要因素之一。過(guò)渡：那么在事故中車(chē)和人受到到得沖擊力多大？（三）事故中車(chē)與人的受力分析教學(xué)問(wèn)題5：若兩輛車(chē)相撞后一起運(yùn)行了0.02s停止運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)大家估算汽車(chē)和駕駛員受到多大的沖擊力（其它力忽略不計(jì)）？已知：小轎車(chē)車(chē)身質(zhì)量（不含乘坐人員）約為1400kg，人的質(zhì)量約為70kg，與故障車(chē)相撞時(shí)車(chē)速大約60km/h（約17m/s）。分析：對(duì)車(chē)做受力分析，和撞擊力相比，車(chē)受到的摩擦力，空氣阻力等都可以忽略不計(jì)（合理近似）。所以車(chē)受到的合外力就等于車(chē)受到的撞擊力。m/s2負(fù)號(hào)表示加速度的方向與車(chē)的運(yùn)行方向相反。由牛頓第二定律：F=ma=1680×（-850）=-1.4×106N相當(dāng)于質(zhì)量為140噸的重物豎直壓汽車(chē)的撞擊部位上，車(chē)的結(jié)果如何？對(duì)人做受力分析注意提示：對(duì)人的分析中三個(gè)牛頓運(yùn)動(dòng)定律都有體現(xiàn)。（1）車(chē)停止運(yùn)動(dòng)后人仍以17m/s的速度前進(jìn)——第一定律（慣性定律）。（2）人停是由于（擋風(fēng)玻璃或安全氣囊的）阻力作用的結(jié)果——第二定律（力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因）。（3）人與擋風(fēng)玻璃安全氣囊之間的作用是相互的——第三定律。vt=0v0=60m/sm/s2負(fù)號(hào)表示加速度的方向與車(chē)的運(yùn)行方向相反。由牛頓第二定律=