用牛頓運動定律解決問題（一）教案2篇

1.教材分析

《用牛頓運動定律解決問題（一）》是人教版高中物理必修一第4章第6節(jié)教學(xué)內(nèi)容，主要學(xué)習(xí)兩大類問題：1已知物體的受力情況，求物體的運動情況，2已知物體的運動情況，求物體的受力情況。掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。本節(jié)內(nèi)容是對本章知識的提升，又是后面知識點學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

2.教學(xué)目標(biāo)

1.知道應(yīng)用牛頓運動定律解決的兩類主要問題。

2.掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。

3.能結(jié)合物體的運動情況對物體的受力情況進(jìn)行分析。

4.能根據(jù)物體的受力情況推導(dǎo)物體的運動情況。

5.會用牛頓運動定律和運動學(xué)公式解決簡單的力學(xué)問題。

3.教學(xué)重點

1.已知物體的受力情況，求物體的運動情況。

2.已知物體的運動情況，求物體的受力情況。

4.教學(xué)難點

1.物體的受力分析及運動狀態(tài)分析和重要的解題方法的靈活選擇和運用。

2.正交分解法。

5.學(xué)情分析

我們的學(xué)生屬于平行分班，沒有實驗班，學(xué)生已有的知識和實驗水平有差距。有些學(xué)生對于受力分析及運動情況有一定的基礎(chǔ)，但是兩者結(jié)合起來綜合的應(yīng)用有些困難，需要詳細(xì)的講解。

6.教學(xué)方法

1．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。

2．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)

7.課前準(zhǔn)備

1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)課本相關(guān)章節(jié)，初步把握應(yīng)用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。

2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。

課時安排：2課時

8.教學(xué)過程

(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。

（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)

[學(xué)生活動]同學(xué)們先思考例題一、例題二，簡單的寫出解題過程。

[提問]上述兩個例題在解題的方法上有什么相同之處？有什么不同之處？在第二個例題中為什么要建立坐標(biāo)系？在運動學(xué)中，我們通常是以初速度的方向為坐標(biāo)軸的正方向；在解決靜力學(xué)的問題時，通常使盡量多的力在坐標(biāo)軸上，在利用牛頓運動定律解決問題時要建立坐標(biāo)系與上述的情況相比，有什么不同嗎？

設(shè)計意圖：步步導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（三）合作探究、精講點撥

[教師講解]大家可以看到上述兩個例題解題過程中都用到牛頓第二定律，但是例題一是已知物體的受力情況，求物體的運動情況的問題，而例題二是已知物體的運動情況求物體的受力情況的問題。所以我們發(fā)現(xiàn)，牛頓運動定律可以解決兩方面的問題，即從受力情況可以預(yù)見物體的運動情況和從運動情況可以判斷物體的受力情況。下面我們來分析兩種問題的解法。

從受力確定運動情況

例題一

基本思路：（1）確定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析和運動分析，并畫出物體的受力示意圖；

（2）根據(jù)力的合成與分解的方法，求出物體所受的合外力（包括大小和方向）；

（3）根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體的加速度；

（4）結(jié)合給定的物體的運動的初始條件，選擇運動學(xué)公式，求出所需的運動參量。

強(qiáng)調(diào)：（1）速度的方向與加速度的方向要注意區(qū)分；

（2）題目中的力是合力還是分力要加以區(qū)分。

對應(yīng)練習(xí)1答案：解析設(shè)汽車剎車后滑動的加速度大小為a，由牛頓第二定律可得

μmg=ma，a=μg。

由勻變速直線運動速度—位移關(guān)系式v02=2ax，可得汽車剎車前的速度為

m/s=14m/s。

正確選項為C。

點評本題以交通事故的分析為背景，屬于從受力情況確定物體的運動狀態(tài)的問題。求解此類問題可先由牛頓第二定律求出加速度a，再由勻變速直線運動公式求出相關(guān)的運動學(xué)量。

從運動情況確定受力

例題二

基本思路：（1）確定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析和運動分析，并畫出物體的受力示意圖；

（2）選擇合適的運動學(xué)公式，求出物體的加速度；

（3）根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體的所受的合外力；

（4）根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出所需的力。

對應(yīng)練習(xí) 2 答案：解析將運動員看作質(zhì)量為m的質(zhì)點，從h1高處下落，剛接觸網(wǎng)時速度的大小為

（向下）；

彈跳后到達(dá)的高度為h2，剛離網(wǎng)時速度的大小為

（向上）。

速度的改變量 Δv＝v1＋v2（向上）。

以a表示加速度，Δ t表示運動員與網(wǎng)接觸的時間，則

Δv＝a Δ t。

接觸過程中運動員受到向上的彈力F和向下的重力mg，由牛頓第二定律得

F－mg＝ma。

由以上各式解得，

代入數(shù)值得 F＝1.5103Ｎ。

點評本題為從運動狀態(tài)確定物體的受力情況的問題。求解此類問題可先由勻變速直線運動公式求出加速度a，再由牛頓第二定律求出相關(guān)的力。本題與小球落至地面再彈起的傳統(tǒng)題屬于同一物理模型，但將情景放在蹦床運動中，增加了問題的實踐性和趣味性。題中將網(wǎng)對運動員的作用力當(dāng)作恒力處理，從而可用牛頓第二定律結(jié)合勻變速運動公式求解。實際情況作用力應(yīng)是變力，則求得的是接觸時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的平均作用力。

小結(jié)

牛頓運動定律F＝ma，實際上是揭示了力、加速度和質(zhì)量三個不同物理量之間的關(guān)系，要列出牛頓定律的方程，就應(yīng)將方程兩邊的物理量具體化，方程左邊是物體受到的合力，這個力是誰受的，方程告訴我們是質(zhì)量m的物體受的力，所以今后的工作是對質(zhì)量m的物體進(jìn)行受力分析。首先要確定研究對象；那么，這個合力是由哪些力合成而來的？必須對物體進(jìn)行受力分析，求合力的方法，可以利用平行四邊形定則或正交分解法。方程右邊是物體的質(zhì)量m和加速度a的乘積，要確定物體的加速度，就必須對物體運動狀態(tài)進(jìn)行分析，由此可見，解題的方法應(yīng)從定律本身的表述中去尋找。

在運動學(xué)中，我們通常是以初速度的方向為坐標(biāo)軸的正方向；在解決靜力學(xué)的問題時，通常使盡量多的力在坐標(biāo)軸上，在利用牛頓運動定律解決問題時，往往需要利用正交分解法建立坐標(biāo)系，列出牛頓運動定律方程求解，一般情況坐標(biāo)軸的正方向與加速度方向一致。

[課堂練習(xí)]見學(xué)案

t=t1+t2=2s+9s=11s。

點評物體受力情況發(fā)生變化，運動情況也將發(fā)生變化。此題隱含了兩個運動過程，如不仔細(xì)審題，分析運動過程，將出現(xiàn)把物體的運動當(dāng)作勻速運動（沒有注意到物體從靜止開始放到傳送帶上），或把物體的運動始終當(dāng)作勻加速運動。

2.解析 (1) 設(shè)小球所受風(fēng)力為F，則 F=0.5mg。

當(dāng)桿水平固定時，小球做勻速運動，則所受摩擦力Ff與風(fēng)力F等大反向，即

Ff=F。

又因 Ff=μFN=μmg，

以上三式聯(lián)立解得小球與桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。

(2) 當(dāng)桿與水平方向成θ=370角時，小球從靜止開始沿桿加速下滑。設(shè)下滑距離s所用時間為t，小球受重力mg、風(fēng)力F、桿的支持力FN’和摩擦力Ff’作用，由牛頓第二定律

點評本題是牛頓運動定律在科學(xué)實驗中應(yīng)用的一個實例，求解時先由水平面上小球做勻速運動時的二力平衡求出動摩擦因數(shù)，再分析小球在桿與水平面成370角時的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律列出方程，求得加速度，再由運動學(xué)方程求解。這是一道由運動求力，再由力求運動的典型例題。

（四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測

教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡單的反饋糾正。（課堂實錄）

（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)

我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓運動定律應(yīng)用（一），那么在下一節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)牛頓運動定律應(yīng)用（二）。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分，重點是掌握解決這類問題的方法。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。

設(shè)計意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。

9.板書設(shè)計

一、兩類問題

已知物體的受力情況求物體的運動情況的問題

已知物體的運動情況求物體的受力情況的問題

二、解題思路：

①確定研究對象；

②分析研究對象的受力情況，必要時畫受力示意圖；

③分析研究對象的運動情況，必要時畫運動過程簡圖；

④利用牛頓第二定律或運動學(xué)公式求加速度；

⑤利用運動學(xué)公式或牛頓第二定律進(jìn)一步求解要求的物理量。

10.教學(xué)反思

牛頓運動定律F＝ma，實際上是揭示了力、加速度和質(zhì)量三個不同物理量之間的關(guān)系，要列出牛頓定律的方程，就應(yīng)將方程兩邊的物理量具體化，方程左邊是物體受到的合力，這個力是誰受的，方程告訴我們是質(zhì)量m的物體受的力，所以今后的工作是對質(zhì)量m的物體進(jìn)行受力分析。首先要確定研究對象；那么，這個合力是由哪些力合成而來的？必須對物體進(jìn)行受力分析，求合力的方法，可以利用平行四邊形定則或正交分解法。方程右邊是物體的質(zhì)量m和加速度a的乘積，要確定物體的加速度，就必須對物體運動狀態(tài)進(jìn)行分析，由此可見，解題的方法應(yīng)從定律本身的表述中去尋找。

在運動學(xué)中，我們通常是以初速度的方向為坐標(biāo)軸的正方向；在解決靜力學(xué)的問題時，通常使盡量多的力在坐標(biāo)軸上，在利用牛頓運動定律解決問題時，往往需要利用正交分解法建立坐標(biāo)系，列出牛頓運動定律方程求解，一般情況坐標(biāo)軸的正方向與加速度方向一致。

用牛頓運動定律解決問題（一）教案二

★新課標(biāo)要求

（一）知識與技能

1、進(jìn)一步學(xué)習(xí)分析物體的受力情況，并能結(jié)合物體的運動情況進(jìn)行受力分析。

2、掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題的基本思路方法。

3、學(xué)會如何從牛頓運動定律入手求解有關(guān)物體運動狀態(tài)參量。

4、學(xué)會根據(jù)物體運動狀態(tài)參量的變化求解有關(guān)物體的受力情況。

（二）過程與方法

1、培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言表達(dá)、描述物理實際問題的能力。

2、幫助學(xué)生提高信息收集和處理能力，分析、思考、解決問題能力和交流、合作能力。

3、幫助學(xué)生學(xué)會運用實例總結(jié)歸納一般問題解題規(guī)律的能力。

4、讓學(xué)生認(rèn)識數(shù)學(xué)工具在表達(dá)解決物理問題中的作用。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

1、利用我國的高科技成果激發(fā)學(xué)生的求知欲及學(xué)習(xí)興趣。

2、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮崙B(tài)度及解決實際問題的能力。

3、初步培養(yǎng)學(xué)生合作交流的愿望，能主動與他人合作的團(tuán)隊精神，敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯誤觀點。

★教學(xué)重點

用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題的基本思路方法

★教學(xué)難點

正確分析受力并恰當(dāng)?shù)剡\用正交分解法

★教學(xué)方法

創(chuàng)設(shè)情景一一導(dǎo)入課題一一實例分析一－實踐體驗一一交流總結(jié)

★教學(xué)用具：

投影儀、多媒體等

★教學(xué)過程

（一）引入新課

教師活動：利用多媒體投影播放“神州”5號飛船的升空及準(zhǔn)確定點回收情景的實況錄像資料，教師提出問題，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生初步討論。

學(xué)生活動：觀看錄像，思考老師所提問題，在教師的引導(dǎo)下初步討論。

點評：通過實際問題的分析激發(fā)學(xué)生探索的興趣。

教師活動：提出兩個問題讓大家思考討論：

l、我國科技工作者能準(zhǔn)確地預(yù)測火箭的變軌，衛(wèi)星的著落點，他們靠的是什么？

2、利用我們已有的知識是否也能研究類似的較為簡單的問題？

學(xué)生活動：學(xué)生思考討論、閱讀教材并回答：牛頓第二定律確定了力和運動的關(guān)系，使我們能夠把物體的運動情況和受力情況聯(lián)系起來，從受力情況確定出物體的運動情況。

點評：趁熱打鐵，設(shè)置疑問，激發(fā)學(xué)生將新問題與所學(xué)知識聯(lián)系掛鉤。

教師活動：限于目前的知識水平，我們還不能直接研究上述問題，但我們可以本著由易到難的原則，從最簡單的例子入手去探討運動和力的關(guān)系問題的求解思路。下面我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)知識。

點評：充分利用新時期的高科技成果展示自然科學(xué)規(guī)律的巨大魅力，同時激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和奮發(fā)學(xué)習(xí)探索的精神。

（二）進(jìn)行新課

1、從受力確定運動情況

教師活動：投影展示例題1并布置學(xué)生審題：一個靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。

問：l、本題研究對象是誰？它共受幾個力的作用？物體所受的合力沿什么方向？大小是多少？

2、本題要求計算位移和速度，而我們只會解決勻變速運動問題。這個物體的運動是勻變速運動嗎？依據(jù)是什么？

3、FN和G在豎直方向上，它們有什么關(guān)系？

學(xué)生活動：學(xué)生思考討論后作答，并進(jìn)一步判定：物體所受的合力水平向右，根據(jù)牛頓第二定律其加速度一定水平向右，因此物體向右做勻加速直線運動。

FN和G在豎直方向上，大小相等、方向相反，是一對平衡力。

借機(jī)讓學(xué)生對平衡力和作用力與反作用力進(jìn)行比較鑒別。

點評：通過分析實例，培養(yǎng)學(xué)生分析探索和尋找物理量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)淺層次規(guī)律的能力，運用物理語言的能力。

教師活動：經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)該題屬于已知受力求運動呢，還是已知運動求受力呢？

學(xué)生活動：學(xué)生討論并形成一致意見：已知受力求運動學(xué)情況。

點評：培養(yǎng)學(xué)生敏銳觀察并總結(jié)的能力。

教師活動：要求學(xué)生在分析的基礎(chǔ)上，畫出受力分析圖，并完整列出解答過程，提醒學(xué)生寫明依據(jù)并與投影答案相對照。

學(xué)生活動：學(xué)生計算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。

點評：培養(yǎng)學(xué)生書面表述清楚物理問題的能力。

教師活動：如果已知物體的運動情況，根據(jù)運動學(xué)公式求出物體的加速度，就可以根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的外力，這是動力學(xué)所要解決的另一類問題。

2、從運動情況確定受力

教師活動：投影展示例2并布置學(xué)生審題：一個滑雪的人質(zhì)量是75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝30。在t＝5s的時間內(nèi)滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）

問：本題屬于那類力學(xué)問題？人共受幾個力的作用？各力方向如何？它們之中哪個力是待求量？哪個力實際上是己知的？待求力是誰？物體所受的合力沿什么方向？

學(xué)生活動：學(xué)生分小組思考討論，小組代表回答解題思路，描述物體受力情況。該題為已知受力求運動，合力沿運動方向，動力實際上是已知的。

點評：通過分析實例，培養(yǎng)學(xué)生分析探索和尋找物理量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)淺層次規(guī)律的能力，運用物理語言表述物理問題的能力。

教師活動：提問題：本題中物體受力方向較為復(fù)雜，物體沿斜面方向勻加速下滑，我們應(yīng)當(dāng)如何建立坐標(biāo)系求合力？

學(xué)生活動：學(xué)生分小組繼續(xù)思考討論，然后作出正確選擇：沿平行于斜面和垂直于斜面分別建立坐標(biāo)系的x軸和y軸，使合力的方向落在x軸的正方向上，然后求合力比較方便。

點評：引導(dǎo)學(xué)生仿照前4.3中例題2中的方法建立坐標(biāo)系求合力。溫故知新，相關(guān)知識及時記憶、整理和分析。

教師活動：讓學(xué)生口述解答步驟，教師板演解答過程，并提示學(xué)生注重代數(shù)式的運算，必要時再代入數(shù)值。

學(xué)生活動：順應(yīng)解題思路，聯(lián)系力的分解知識，討論交流，思維碰撞。

點評：培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范做題的良好習(xí)慣.

教師活動：問題：

l、上述兩個例題在解題方法上有什么相同和不同之處？

2、在例2中，為什么要建立平面直角坐標(biāo)系？

3、在運動學(xué)公式中通常是以v0為正方向的，但在利用牛頓第二定律列方程時，選什么方向為正方向較為方便？

努力啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)異同。

學(xué)生活動：學(xué)生思考討論，交流合作，推舉學(xué)生回答，并相互補(bǔ)充：

l、兩題都需畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運動學(xué)公式，畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例1先用牛頓第二定律求加速度，而例2先用運動學(xué)公式求加速度。

2、例2中物體受力方向較為復(fù)雜，建立平面直角坐標(biāo)系后，就可以用G1和G2代替G，使解題方便。

3、因為加速度的方向就是物體所受合外力的方向，所以以加速度的方向為正方向，會給分析問題帶來很大方便。

點評：培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、辨析、歸納綜合的能力。

教師活動：出示課堂練習(xí)（見實例探究），適當(dāng)加入學(xué)生討論。檢查練習(xí)結(jié)果并予以評價矯正。

學(xué)生活動：完成練習(xí)，匯報討論。

點評：在實際應(yīng)用中鍛煉能力。

（三）課堂總結(jié)、點評

教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。