第二節(jié)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題第一課時(shí)(共2課時(shí))教學(xué)案例

1、高三第一輪總復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第二節(jié) 牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題第一課時(shí)(共2課時(shí))教學(xué)案例一、考綱要求 牛頓運(yùn)動(dòng)定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 屬類要求二、教材分析 牛頓第二定律是高中物理新課程必修2第三章第二節(jié)的內(nèi)容，是動(dòng)力學(xué)部分的核心內(nèi)容，它具體地、定量地描述加速度與它所受外力以及質(zhì)量的關(guān)系；此定律是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)學(xué)與力學(xué)的橋梁，它在中學(xué)物理教學(xué)中的地位和作用不言而喻，所以本節(jié)課的復(fù)習(xí)教學(xué)對(duì)動(dòng)力學(xué)是至關(guān)重要的。三、學(xué)情分析 高三復(fù)習(xí)目的明確，鞏固高一、高二的基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)一步夯實(shí)基礎(chǔ)，以全面復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)為主，構(gòu)建高中物理的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律是在復(fù)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)和相互作用（功和能還沒(méi)復(fù)習(xí)）的基礎(chǔ)上進(jìn)

2、行。通過(guò)前面的對(duì)“力和運(yùn)動(dòng)”的復(fù)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備運(yùn)動(dòng)分析和受力分析的基本方法，而對(duì)力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系的綜合問(wèn)題的分析存在一定的困難，本節(jié)課的復(fù)習(xí)特別是對(duì)牛頓第二定律的理解，有助于學(xué)生鞏固“力和運(yùn)動(dòng)”的知識(shí)，并能更好地應(yīng)用。四、教學(xué)目標(biāo) 課時(shí)安排：共2課時(shí) 第一課時(shí) 重點(diǎn)：兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。 難點(diǎn)：對(duì)牛頓第二定律的理解，特別是瞬時(shí)性； 求解瞬時(shí)加速度。 第二課時(shí) 重點(diǎn)：?jiǎn)挝恢啤?dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題、整體法和隔離法。 難點(diǎn)：物理模型傳送帶模型中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。五、教學(xué)策略與手段問(wèn)題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學(xué)方法。六、教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)鏈接（用PPT顯示）一、運(yùn)動(dòng) （一）速度與加速度的

3、定性關(guān)系：當(dāng)速度變化時(shí)， 速度加減看方向：_； 變化快慢看大?。篲。答：v與a方向關(guān)系：同向加速，反向減速 a的大?。篴大變化快， a小變化慢 （二）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律（知三求二） 1速度與時(shí)間的關(guān)系式：_. 2位移與時(shí)間的關(guān)系式：_. 3位移與速度的關(guān)系式：_.答：二、力 （一）受力分析的基本思路 1確定研究對(duì)象： 順序（先易后難，先上后下）；方法（整體法和隔離法） 2受力分析 順序：給定力、場(chǎng)力(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等)、 彈力、摩擦力、其它力。 方法：條件法、假設(shè)法（假設(shè)分離法、假設(shè)存在法、假設(shè)接觸面光滑法）、狀態(tài)法、相互作用法（牛頓第三定律法）、 3檢查 多力（找施力物體）；少力

4、（狀態(tài)法）（二）力的合成與分解 1力的運(yùn)算法則 平行四邊形定則、三角形定則 2對(duì)力的處理方法 力的合成法（少力），力的正交分解法（多力），力的三角形法（平衡問(wèn)題）設(shè)計(jì)意圖：對(duì)本節(jié)涉及的相關(guān)知識(shí)（力和運(yùn)動(dòng)兩部分）進(jìn)行總結(jié)歸納，讓學(xué)生自然過(guò)渡到本節(jié)課的復(fù)習(xí)。教學(xué)方式：老師提問(wèn)，學(xué)生寫(xiě)公式或口述答案，教師講評(píng)總結(jié)。教學(xué)反饋：學(xué)生對(duì)知識(shí)和概念掌握得比較好。但實(shí)踐能力差。知識(shí)系統(tǒng)化引入：牛頓第一定律：力是產(chǎn)生加速度的原因，力和加速度的定量關(guān)系是什么呢？牛頓第二定律回答了這個(gè)問(wèn)題。一、牛頓第二定律 1內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成_，跟物體的質(zhì)量成_，加速度的方向跟作用力的方向_ 2表達(dá)式：F合ma.

5、3適用范圍 (1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系，即相對(duì)于地面_或_的參考系 (2)牛頓第二定律只適用于_物體(相對(duì)于分子、原子等)、_運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況 答：1、正比，反比，相同3（1）靜止；勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)宏觀；低速教師引導(dǎo)：進(jìn)行分析類比，加深印象。1、分清加速度的兩個(gè)表達(dá)式：定義式a=vt-v0m和決定式a=F合m；并由此說(shuō)明“加速度”的橋梁作用聯(lián)系著運(yùn)動(dòng)和力。（存在問(wèn)題：學(xué)生不易區(qū)分兩個(gè)公式，可以類比電容的兩個(gè)表達(dá)式c=Qu;c=s4）2、與“相對(duì)論”的適用范圍進(jìn)行對(duì)比。4、理解同向性舉例：已知小球質(zhì)量m、車的加速度a。請(qǐng)對(duì)小球進(jìn)行受力分析： 小結(jié)：結(jié)合物理的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，用力的合

6、成法進(jìn)行處理。先分析重力、合力，再分析利用平行四邊形定則分析彈力，可知彈力與桿的具體方向無(wú)關(guān)。獨(dú)立性舉例：對(duì)站在向上加速的自動(dòng)扶梯的人進(jìn)行受力分析。注意：本題不是分解力，而是分解加速度(沿力所在的兩個(gè)軸的方向分解。)同體性：簡(jiǎn)單說(shuō)明在整體法和隔離法中要特別注意各量對(duì)應(yīng)關(guān)系。第二課時(shí)再拓展。（1）六個(gè)性質(zhì)因果性力是產(chǎn)生加速度的原因同向性 F合與a同向 局限性 只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體，不適用于微觀、高速運(yùn)動(dòng)的粒子 物體的加速度必須是相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)（即a=0）的參考系（慣性系）而言的 同體性 F=ma中,F,m,a對(duì)應(yīng)同一物質(zhì)或同一系統(tǒng)(整體法和隔離法) 獨(dú)立性 作用于物體上的每

7、一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律。 沿兩個(gè)方向分解：Fx合= max , Fy合= may (力的正交分解：平行a；垂直a) 瞬時(shí)性 a與F對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻 教學(xué)設(shè)計(jì)：精選例題，對(duì)前5個(gè)性質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。教學(xué)反饋：學(xué)生直接分析彈力方向沿桿向上。教學(xué)反思：可以針對(duì)性提問(wèn)：重力和彈力的大小與a方向有關(guān)嗎？教學(xué)反饋：學(xué)生會(huì)遺忘分析摩擦力或，認(rèn)為摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。教學(xué)反思：注意從摩擦力方向“沿切面”和水平合加速度的方向兩方面進(jìn)行引導(dǎo)。 （2）牛頓第二定律瞬時(shí)性的“兩種”模型 a、漸變模型：彈簧（或橡皮繩）（彈力可認(rèn)為瞬時(shí)不變） 例1：水平彈簧振子的彈力變化情況例2：有些空氣阻力也跟彈力（

8、Fkx）類似。如f=kvb、突變模型：剛性繩（或接觸面）（彈力可突變）。(1)剛性繩(或接觸面)不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時(shí)間(2)彈簧(或橡皮繩)兩端同時(shí)連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點(diǎn)是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)性問(wèn)題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變教學(xué)設(shè)計(jì)：提問(wèn)法（3）牛頓第二定律瞬時(shí)性的“兩種”題型 a 、漸變過(guò)程分析： 速度與加速度的定性關(guān)系當(dāng)彈簧被壓縮到A點(diǎn)，撤去外力，物體從A到O的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析。b、求解瞬時(shí)加速度 一輕彈簧上端固定，下端掛一物塊甲，甲和乙用一細(xì)線相連，如圖所示，甲和乙的質(zhì)量均為m

9、，兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)甲、乙之間的細(xì)線被剪斷的瞬間，甲、乙的加速度大小記作a甲、a乙，那么(D) 問(wèn)：為突破難點(diǎn)剪斷細(xì)線，細(xì)線彈力會(huì)突變。如果附近有未剪斷的細(xì)線，彈力會(huì)突變嗎？學(xué)生的錯(cuò)誤答案：不會(huì)。變式：把輕彈簧換成細(xì)線，答案（ A ）解題指導(dǎo)：1、漸變過(guò)程分析關(guān)鍵： 速度與加速度的定性關(guān)系2、求解瞬時(shí)加速度 的關(guān)鍵：作突變前后的受力分析圖， 找突變力與瞬時(shí)不變的力 改編目的：把輕彈簧換成經(jīng)細(xì)線，兩種題型可以對(duì)比：連接固定端和甲之間，如果是彈簧，在外部條件瞬間變化情況下（甲、乙之間的細(xì)線被剪斷的瞬間）彈力不會(huì)發(fā)生變化，而如果是細(xì)線，彈力會(huì)發(fā)生突變（雖然未剪斷）。二、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1已知物體的受

10、力情況，求物體的_ 2已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的_ 3、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題的基本思路答：1、運(yùn)動(dòng)情況2、受力情況3、 教學(xué)反饋：學(xué)生能很快找出聯(lián)系：兩個(gè)過(guò)程、兩個(gè)分析、兩類公式和兩種題型。2016高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化方案課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)P224 題11 2014年10月，“遼寧艦”解纜起航，繼續(xù)進(jìn)行“殲15”艦載機(jī)起降訓(xùn)練，如圖所示，航空母艦上的起飛跑道由長(zhǎng)度為l11.6×102 m的水平跑道和長(zhǎng)度為l220 m的傾斜跑道兩部分組成，水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h4.0 m一架質(zhì)量為m2.0×104 kg的飛機(jī)，其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小恒為F1.2×105 N，方向與速

11、度方向相同，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為飛機(jī)重力的.假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點(diǎn)，取g10 m/s2. (1)求飛機(jī)在水平跑道運(yùn)動(dòng)的時(shí)間（補(bǔ)充問(wèn)：和速度 ）及到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大小；(2)為了使飛機(jī)在傾斜跑道的末端達(dá)到起飛速度100 m/s，外界還需要在整個(gè)水平跑道階段對(duì)飛機(jī)施加助推力，求助推力F推的大小答案：(1)8.0 s41.5 m/s(2)5.2×105 N拓展：進(jìn)行題目改編。將“在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為飛機(jī)重力的.”改為“已知艦載機(jī)和跑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1”。問(wèn)學(xué)生：?jiǎn)栴}中哪些答案會(huì)發(fā)生變化？水平面：Nmg,f=Nmg=0.

12、1mg沒(méi)有變化斜面：N'mgcos=mgl22-h2l2不等于mg,故會(huì)發(fā)生變化。f'mgcos=0.1mgl22-h2l2結(jié)合本題和“獨(dú)立性舉例”小結(jié)：力的正交分解：法一：分解力，沿平行a和垂直a兩個(gè)方向分解法二：分解a（注意三個(gè)方程的建立：沿x軸和y軸分別建立方程，建立滑動(dòng)摩擦力f和彈力N聯(lián)系方程。）選題說(shuō)明：本題包含物理中的兩個(gè)經(jīng)典模型：水平和斜面模型。本題包含兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的兩種題型。所以講透本題，讓學(xué)生掌握本題，學(xué)生就能很好理解兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題并進(jìn)行應(yīng)用。教學(xué)方法：學(xué)生審題并受力分析師生共審題，挖掘隱含條件學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)作答教師講評(píng)。 改編目的：先處理簡(jiǎn)單的兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，再

13、處理滑動(dòng)摩擦力與彈力關(guān)系、力的正交分解問(wèn)題當(dāng)堂訓(xùn)練1、如圖所示，一輛有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一小球相連，設(shè)在某一段時(shí)間內(nèi)小球與小車相對(duì)靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在此段時(shí)間內(nèi)小車可能是( )向右做加速運(yùn)動(dòng) 向右做減速運(yùn)動(dòng) 向左做加速運(yùn)動(dòng) 向左做減速運(yùn)動(dòng)A. B. C. D. 答：2、如圖所示，輕彈簧下端固定在水平面上。一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開(kāi)始自由下落，接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A小球剛接觸彈簧瞬間速度最大B從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上C從小

14、球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的速度先增大后減小D從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的加速度先減小后增大3、2016高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化方案P39題2. （多選）(2013·高考浙江卷)如圖所示，總 質(zhì)量為460 kg的熱氣球，從地面剛開(kāi)始豎直上升時(shí)的加速度為0.5 m/s2，當(dāng)熱氣球上升到180 m時(shí)，以 5 m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)若離開(kāi)地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過(guò)程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g10 m/s2.關(guān)于熱氣球，下列說(shuō)法正確的是()A所受浮力大小為4 830 N B加速上升過(guò)程中所受空氣阻力保持不變 C從地面開(kāi)始上升10 s后的速度大小為5 m/s D以5 m/s勻速

15、上升時(shí)所受空氣阻力大小為230 N 4、如圖所示，天花板上用輕繩（不可伸長(zhǎng)）和輕彈簧依次懸掛著三個(gè)完全相同的小球A、B、C，質(zhì)量均為m, 三個(gè)小球都處于靜止?fàn)顟B(tài). 問(wèn)： 若剪斷繩子AB，在此瞬間，A、B、C三個(gè)小球的加速度大小分別為_(kāi)、_、_變式：若剪斷繩子0A，在此瞬間，A、B、C三個(gè)小球的加速度大小分別為_(kāi)、_、_ 答： 1、B 2、CD 3、AD 4、0、2g、0 變式1.5g、1.5g、0選題說(shuō)明：題1：牛頓第二定律的同一性結(jié)合力與加速度的定性關(guān)系。題2和3：牛頓第二定律瞬時(shí)性的漸變模型。題4：牛頓第二定律瞬時(shí)性的突變模型。板書(shū)設(shè)計(jì) 一、牛頓第二定律 1內(nèi)容： 2表達(dá)式：F合ma. 3

16、適用范圍 ：(1)慣性參考系 (2)宏觀；低速4、理解（1）六個(gè)性質(zhì)：因果性、同向性、局限性、同體性、獨(dú)立性、瞬時(shí)性獨(dú)立性：力的正交分解：分解力或分解加速度（2）牛頓第二定律瞬時(shí)性的“兩種”模型 漸變模型：彈簧（或橡皮繩）（彈力可認(rèn)為瞬時(shí)不變） 突變模型：剛性繩（或接觸面）（彈力可突變）。（3）牛頓第二定律瞬時(shí)性的“兩種”題型 漸變過(guò)程分析： 速度與加速度的定性關(guān)系求解瞬時(shí)加速度 二、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動(dòng)情況2已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的受力情況 3、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題的基本思路作業(yè)布置 2016高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化方案P40例2；突破訓(xùn)練2（交）為分散難點(diǎn)，進(jìn)行問(wèn)題的

17、補(bǔ)充，具體如下：例2 如圖所示，傾角37°的斜面固定在水平面上質(zhì)量m1.0 kg的小物塊受到沿斜面向上的F9.0 N的拉力作用，小物塊由靜止沿斜面向上運(yùn)動(dòng)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25(斜面足夠長(zhǎng)，取g10 m/s2.sin 37°0.6，cos 37°0.8)(1)求小物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受摩擦力的大??；(2)求在拉力的作用過(guò)程中，小物塊加速度的大小； (3)若在小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)0.80 m時(shí)（補(bǔ)充問(wèn)：求此時(shí)小物塊的速度），將拉力F撤去，求此后小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的距離突破訓(xùn)練2 傾角37°、質(zhì)量M5 kg的粗糙斜面位于水平地面上，質(zhì)量m2 kg的

18、木塊置于斜面頂端，從靜止開(kāi)始勻加速下滑，經(jīng)t2 s到達(dá)底端，運(yùn)動(dòng)路程L4 m，在此過(guò)程中斜面保持靜止(sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2)，求：求：（補(bǔ)充問(wèn)：1、求木塊的所受的支持力和摩擦力，2、木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)） (1)地面對(duì)斜面的摩擦力大小與方向；(2)地面對(duì)斜面的支持力大小選題說(shuō)明：1、選取學(xué)生復(fù)習(xí)書(shū)本中兩道關(guān)于兩類動(dòng)力學(xué)的經(jīng)典題型，鞏固本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。2、第一題為多過(guò)程，第二題為多物體聯(lián)接。為分散難點(diǎn)，進(jìn)行問(wèn)題的補(bǔ)充。補(bǔ)充提問(wèn)多過(guò)程中的聯(lián)系速度，和補(bǔ)充聯(lián)接物體間的相互作用力學(xué)生錯(cuò)誤反饋：受力分析圖不完整、原始公式?jīng)]寫(xiě)、多過(guò)程不能找出連接速度并抓住速度不能突變的特點(diǎn)、減速過(guò)程正負(fù)符號(hào)出錯(cuò)。七、教學(xué)反思 本堂課記錄的是第二次上課的教學(xué)過(guò)程。本節(jié)課通過(guò)對(duì)牛頓第二定律的復(fù)習(xí)、實(shí)例講解并綜合應(yīng)用，學(xué)生反映較好。本節(jié)課注意學(xué)生知識(shí)接受的梯度，常利用改編題目、增添問(wèn)題等方式來(lái)分散難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生有效思考，提高學(xué)生的聽(tīng)課效率。但課堂容量大，在第一次上課時(shí)，課堂內(nèi)不能完成當(dāng)堂訓(xùn)練的內(nèi)容。對(duì)難點(diǎn)的處理：在第一次上課時(shí)，對(duì)牛頓第二定律的瞬時(shí)性題型之一求解瞬時(shí)加速度，原來(lái)選用的是當(dāng)堂