【2020秋备课】高中物理教案新人教版必修1-4.6-用牛顿运动定律解决问题(一).docx

4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）
1.教材分析
《用牛顿运动定律解决问题（一）》是人教版高中物理必修一第4章第6节教学内容，主要学习两大类问题：1已知物体的受力状况，求物体的运动状况，2已知物体的运动状况，求物体的受力状况。把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。本节内容是对本章学问的提升，又是后面学问点学习的基础。
2.教学目标

1. 知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。
2. 把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
3. 能结合物体的运动状况对物体的受力状况进行分析。
4. 能依据物体的受力状况推导物体的运动状况。
5. 会用牛顿运动定律和运动学公式解决简洁的力学问题。
3.教学重点

1. 已知物体的受力状况，求物体的运动状况。
2. 已知物体的运动状况，求物体的受力状况。
4.教学难点

1. 物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的机敏选择和运用。
2. 正交分解法。
5.学情分析
我们的同学属于平行分班，没有试验班，同学已有的学问和试验水平有差距。有些同学对于受力分析及运动状况有确定的基础，但是两者结合起来综合的应用有些困难，需要具体的讲解。
6.教学方法
1．学案导学：见后面的学案。
2．新授课教学基本环节：预习检查、总结怀疑→情境导入、呈现目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
7.课前预备
1．同学的学习预备：预习课本相关章节，初步把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
2．老师的教学预备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延长拓展学案。
课时支配：2课时

（三）合作探究、精讲点拨
[老师讲解]大家可以看到上述两个例题解题过程中都用到牛顿其次定律，但是例题一是已知物体的受力状况，求物体的运动状况的问题，而例题二是已知物体的运动状况求物体的受力状况的问题。所以我们发觉，牛顿运动定律可以解决两方面的问题，即从受力状况可以预见物体的运动状况和从运动状况可以推断物体的受力状况。下面我们来分析两种问题的解法。

从受力确定运动状况
例题一
基本思路：（1）确定争辩对象，对争辩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）依据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）；
（3）依据牛顿其次定律列方程，求出物体的加速度；
（4）结合给定的物体的运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量。
强调：（1）速度的方向与加速度的方向要留意区分；
（2）题目中的力是合力还是分力要加以区分。
对应练习1答案：解析 设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿其次定律可得
  μmg=ma，a=μg。
由匀变速直线运动速度—位移关系式v02=2ax，可得汽车刹车前的速度为
m/s=14m/s。
正确选项为C。
点评 本题以交通事故的分析为背景，属于从受力状况确定物体的运动状态的问题。求解此类问题可先由牛顿其次定律求出加速度a，再由匀变速直线运动公式求出相关的运动学量。

从运动状况确定受力
例题二
基本思路：（1）确定争辩对象，对争辩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）依据牛顿其次定律列方程，求出物体的所受的合外力；
（4）依据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。
对应练习 2 答案：解析　将运动员看作质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小为
   （向下）；
　 弹跳后到达的高度为h2，刚离网时速度的大小为
　  （向上）。
速度的转变量   Δv＝v1＋v2（向上）。
以a表示加速度，Δ t表示运动员与网接触的时间，则
Δv＝a Δ t。
接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，由牛顿其次定律得
 F－mg＝ma。
　 由以上各式解得 ，
　 代入数值得　 F＝1.5×103Ｎ。
　 点评　本题为从运动状态确定物体的受力状况的问题。求解此类问题可先由匀变速直线运动公式求出加速度a，再由牛顿其次定律求出相关的力。本题与小球落至地面再弹起的传统题属于同一物理模型，但将情景放在蹦床运动中，增加了问题的实践性和趣味性。题中将网对运动员的作用力当作恒力处理，从而可用牛顿其次定律结合匀变速运动公式求解。实际状况作用力应是变力，则求得的是接触时间内网对运动员的平均作用力。

小结
牛顿运动定律F＝ma，实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系，要列出牛顿定律的方程，就应将方程两边的物理量具体化，方程左边是物体受到的合力，这个力是谁受的，方程告知我们是质量m的物体受的力，所以今后的工作是对质量m的物体进行受力分析。首先要确定争辩对象；那么，这个合力是由哪些力合成而来的？必需对物体进行受力分析，求合力的方法，可以利用平行四边形定则或正交分解法。方程右边是物体的质量m和加速度a的乘积，要确定物体的加速度，就必需对物体运动状态进行分析，由此可见，解题的方法应从定律本身的表述中去查找。
在运动学中，我们通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向；在解决静力学的问题时，通常使尽量多的力在坐标轴上，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，列出牛顿运动定律方程求解，一般状况坐标轴的正方向与加速度方向全都。
点评 物体受力状况发生变化，运动状况也将发生变化。此题隐含了两个运动过程，如不认真审题，分析运动过程，将毁灭把物体的运动当作匀速运动（没有留意到物体从静止开头放到传送带上），或把物体的运动始终当作匀加速运动。
2.解析 (1) 设小球所受风力为F，则 F=0.5mg。
当杆水平固定时，小球做匀速运动，则所受摩擦力Ff与风力F等大反向，即
  Ff=F。
又因 Ff=μFN=μmg，
以上三式联立解得小球与杆间的动摩擦因数μ=0.5。
(2) 当杆与水平方向成θ=370角时，小球从静止开头沿杆加速下滑。设下滑距离s所用时间为t，小球受重力mg、风力F、杆的支持力FN’和摩擦力Ff’作用，由牛顿其次定律
点评 本题是牛顿运动定律在科学试验中应用的一个实例，求解时先由水平面上小球做匀速运动时的二力平衡求出动摩擦因数，再分析小球在杆与水平面成370角时的受力状况，依据牛顿其次定律列出方程，求得加速度，再由运动学方程求解。这是一道由运动求力，再由力求运动的典型例题。
（四）反思总结，当堂检测
老师组织同学反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导同学构建学问网络并对所学内容进行简洁的反馈订正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习
我们已经学习了牛顿运动定律应用（一），那么在下一节课我们一起来学习牛顿运动定律应用（二）。这节课后大家可以先预习这一部分，重点是把握解决这类问题的方法。并完成本节的课后练习及课后延长拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。老师课后准时批阅本节的延长拓展训练。
9.板书设计
一、两类问题
已知物体的受力状况求物体的运动状况的问题

已知物体的运动状况求物体的受力状况的问题

二、解题思路：
① 确定争辩对象；
② 分析争辩对象的受力状况，必要时画受力示意图；
③ 分析争辩对象的运动状况，必要时画运动过程简图；
④ 利用牛顿其次定律或运动学公式求加速度；
⑤ 利用运动学公式或牛顿其次定律进一步求解要求的物理量。
10.教学反思
牛顿运动定律F＝ma，实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系，