4.5牛顿运动定律的应用（习题课） 教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

课题章节与名称 第四章 运动和力的关系 习题课 牛顿第二定律 课时 3 上课时间 教师 学习内容分析 学习目标描述 一、物理观念 掌握动力学两类基本问题的解决方法。 二、科学思维 会利用牛顿第二定律对瞬时问题、连接体问题、临界问题、动力学图像问题进行分析计算。 三、科学探究 掌握传送带、板块两类模型的分析方法，能用牛顿第二定律解决两类模型。 学科核心素养 培养说明 科学态度与责任：通过牛顿运动定律的学习，体会物理规律与生活的联系。 教学重点 牛顿运动定律解决问题的分析方法。 教学难点 牛顿运动定律在两类模型上的应用。 学生学情分析 本节课是本章内容的习题课，主要目的是通过习题引出常见题型的解题方法，培养学生用所学知识解决实际问题的能力，以及将生活中的物理问题转化为物理模型的能力，也是对本章“运动与力的关系”内容的巩固和加深。对于我校学生而言，学生基础较差，初中所掌握的物理观念和物理体系都有所欠缺，所以建议此内容仅在快班开展，平行班的老师酌情开展。 教学策略设计 教学环节 教学内容 主要教学方法与 活动设计 一、复习导课 问题一：回顾牛顿第二定律的基础问题及基本应用方法。 1．牛顿第二定律 (1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同． (2)表达式：F＝ma. 2．对牛顿第二定律的理解 3．解题的思路和关键 (1)选取研究对象进行受力分析； (2)应用平行四边形定则或正交分解法求合力； (3)根据F合＝ma求物体的加速度a. 练习1 (多选)下列说法正确的是(　　) A．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度 B．物体由于做加速运动，所以才受合外力作用 C．F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关 D．物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小 答案　ACD 学生思考后回答 学生根据本章内容进行回答，加深对牛顿第二定律的理解。 二、教学过程 （第1课时） （一）对牛顿第二定律的简单应用 两类基本问题 （1）从受力确定运动情况 如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况． （2）从运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力． 练习2 （A-3）以6m/s的速度匀速上升的气球，当升到地面14.5m高时，从气球上落下一小球，小球的质量为0.5kg，假设小球在运动过程中所受阻力大小总等于1N。小球经多长时间到达地面？g取10m/s2。 提示：从受力确定运动情况； （1）基本思路 分析物体的受力情况，求出物体所受的合力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况． （2）流程图 多过程运动： （1）当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成．将复杂的过程拆分为几个子过程，分析每一个子过程的受力情况、运动性质，用相应的规律解决问题． （2）注意分析两个子过程交接的位置，该交接点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，它起到承上启下的作用，对解决问题起重要作用． 练习3 （A-4）图中是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103kg，其推进器的平均推力F为900N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，求空间站的质量。 提示：从运动情况确定受力 （1）基本思路 分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合力；再分析物体的受力，求出物体受到的作用力． （2）流程图 学生自主或通过同桌讨论、老师引导完成两类练习 （二）瞬时问题 例题1 （B-1）如图，两个质量相同的小球A和B之间用轻弹簧连接，然后用细绳悬挂起来，剪断细绳的瞬间，A球和B球的加速度分别是多少？ 提示：瞬时问题 1．两种模型的特点 (1)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，形变恢复几乎不需要时间，故认为弹力可以立即改变或消失． (2)弹簧(或橡皮绳)模型：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，在弹簧(或橡皮绳)的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变，往往可以看成是瞬间不变的． 2．解决此类问题的基本思路 (1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，明确各力大小． (2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳中的弹力、发生在被撤去物体