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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -牛顿其次定律的应用教学设计【教材分析 】牛顿运动定律在高考考试大纲的“ 学问内容表” 中,共有 6 个条目,其中包括“ 牛顿定律的应用” ,为 II 等级要求;牛顿其次定律的应用,是本章的核心内容;由于整合了物体的受力分析和运动状态分析,使得本节成为高考的热点和必考内容;受力分析和运动状态分析, 是解决物理问题的两种基本方法;并且,本单元的学习既是后继“ 动能”和“ 动量” 等复杂物理过程分析的基础,也是解决“ 带电粒子在电场、磁场中运动” 等问题的基本方法,因而显得非常重要;【学情分析 】由于本单元对分析、
2、综合和解决实际问题的才能要求很高,不少同学在此感到困惑,疑难较多, 主要反映在争论对象的挑选和物理过程的分析上,对一些典型的应用题型,如连接体问题、超重失重问题、皮带传动问题、斜面上的物体运动问题等,同学缺乏针对性训练,更缺少理性的摸索和总结;【教学目标 】一、学问与技能1、把握牛顿其次定律的基本特点;2、懂得超重现象和失重现象;二、过程与方法1、把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题;2、学会连接体问题的一般解题方法;3、把握超重、失重在解题中的详细应用;三、情感态度与价值观1、通过相关问题的分析和解决,培育同学的科学态度和科学精神;2、通过
3、“ 嫦娥一号” 的胜利发射和变轨的过程,激发同学的爱国热忱;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -【教学重点和难点】教学重点:牛顿运动定律与运动学公式的综合运用;教学难点:物体受力情形和运动状态的分析;处理实际问题时“ 物理模型” 和“ 物理情景” 的建立;【教学方法和手段】教学方法:分析法、争论法、图示法教学手段:运算机多媒体教学,PPT课件【教学过程 】一、提出问题,导入课题提问、争论、评判(一)
4、高三物理(复习)前三章的内容及其规律关系是怎样的?(二)牛顿运动定律的核心内容是什么?(三)如何懂得力和运动的关系?PPT展现:力和运动的关系力是使物体产生加速度的缘由,受力作用的物体存在加速度;我们可以结合运动学学问,解决有关物体运动状态的问题;另一方面,当物体的运动状态变化时,肯定有加速度, 我们可以由加速度来确定物体的受力;二、学问构建,方法梳理(一)动力学的两类基本问题1已知物体的受力情形,要求确定物体的运动情形处理方法: 已知物体的受力情形,可以求出物体的合力,依据牛顿其次定律可以求出物体的加速度,在利用物体初始条件(初位置和初速度),位移和速度;也就是确定了物体的运动情形;2已知物
5、体的运动情形,要求推断物体的受力情形依据运动学公式就可以求出物体的细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -处理方法: 已知物体的运动情形,由运动学公式求出加速度,再依据牛顿其次定律就可以确定物体所受的合外力,由此推断物体受力情形;(二)动力学问题的求解1基本思路牛顿其次定律反映的是,加速度、质量、合外力的关系,而加速度可以看成是运动的特征量,所以说加速度是连接力和运动的纽带和桥梁,是解决动力学问题的关键
6、;求解两类问题的思路,可用下面的框图来表示:可见,加速度是连接“ 力” 和“ 运动” 的桥梁;2一般步骤:确定争论对象;进行受力情形及运动状态分析;选取正方向;统一单位,代入求解;检验结果;3留意事项(1)同体;(2)同向;(3)同时;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -(4)同单位制( SI 制);提倡对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情形、找到正确解题的关键,以养成良好的思维品质和解题习
7、惯;(三)超重和失重1描述:弹簧秤称量物体的重量;原理:二力平稳;2演示:物体的平稳、超重、失重;3归纳:超重、失重的起因和表现超重起因运算表现具有向上的加速度F=m( g+a)F mg 失重具有向上的加速度F=m( g-a )Fmg 三、典题分析,引深拓展【例 1】如图 1 所示为竖直平面内的半径为 R 的圆环, AB是它的竖直直径,AC是光滑的斜面轨道;一个小球从 A 点由静止开头沿 AC斜面滑下,求下滑的时间;【解析 】设斜面的长度为 L,夹角为 ,就有: L=2R/cos (1)a=gcos(2)L=at 2/2 (3)联立解得: t=2 (R/g )1/2 可见,小球沿光滑弦轨道下滑
8、的时间,只与圆环的半径有关,且等于沿直径 AB的自由落体时间;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -拓展:在图 3 中, AB 是圆的竖直直径,小球沿不同的光滑斜面轨道由静止下滑,所需的时间相等;【例 2】如图 4 所示,光滑曲面轨道与水平传送带平滑相连,但不接触,小滑块从曲面上 A 点由静止开头滑下,在静止的传送带上做匀减速运动,离开传送带后做平抛运动,最终落在水平地面上的 P点,如传送带是运动的,
9、小滑块的落地点仍在 P点,那么传送带的运动方式为:A肯定顺时针传动B肯定逆时针传动C可能顺时针传动D可能逆时针传动【 解析 】小滑块的落地点仍在P点, 说明小滑块做平抛运动的初速度不变;也就是在传送带上做匀减速运动的加速度不变;因而,所受到向“ 左” 的滑动摩擦力不变,所以,传送带沿逆时针方向传动,或者传送带沿顺时针方向传动,但传动速度小于滑块的速度;答案 :CD 【例 3】在光滑水平地面上有两个彼此接触的物体 A 和 B,它们的质量分别为 m1和 m2,如用水平推力 F 作用于 A物体,使 A、 B一起向前运动,如图 5 所示,求两物体间的相互作用为多大?细心整理归纳 精选学习资料 - -
10、- - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -【解析 】由于两物体是相互接触的,在水平推力F 的作用下做加速度相同的匀加速直线运动,是“ 连接体” ;假如把两个物体作为一个整体,用牛顿其次定律去求加速度 a 是很简便的;题目中要求 A、B 间的相互作用,因此必需采纳隔离法,对 A 或 B 进行分析,再用牛顿其次就可以求出两物体间的作用力;设 A、B 之间的相互作用力为 所以, a=F/m 1+m2 N,以 A、B整体为争论对象, 由牛顿其次定律
11、得: F=m1+m2a ;再以 B为争论对象,由牛顿其次定律可得:N=Fm 2/m 1+m2 点评:连接体的一般解题方法是,整体法求加速度,隔离法求力;拓展:(1)其它情形不变,如将F 作用于 B 物体,就 A、B间的相互作用多大?(2)其它情形不变,如物体与地面间的动摩擦因数为 .,就 A、B 间的相互作用多大?【例 4】假如某个物理过程中涉及3 个物体,那么,争论对象的挑选最多有几种可能?【解析 】令三个物体分别为 A、B、C,就争论对象的挑选方式为:一个物体: A、B、C 两个物体: AB、AC、BC 三个物体: ABC 答案: 7 种【例 5】质量为 M的三角劈静止在粗糙的水平地面上,
12、质量为m的滑块在倾角为 的斜 第 6 页,共 8 页 面上以加速度a 匀加速下滑;求三角劈对地面的压力N和所受地面的摩擦力f ;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -【解析 】如图 7 所示,把滑块的加速度进行正交分解;Ax=acos ;ay=asin 由于滑块具有向下的加速度,所以处于失重状态;整体对地面的压力(也就是三角劈对地面的压力)为 N=(M+m)g-masin ;由于滑块具有水平向左的加速度,用“ 整体法”的观点
13、, 应当由地面的摩擦力产生;即:f=max=macos【例 6】质量为 M的框架静止于水平地面上,通过轻弹簧吊着质量为m的物块,如图8所示;在物块上下振动的某一瞬时,框架对地面的压力为【解析 】用“ 整体法” 的观点,当框架对地面的压力为由于框架静止,系统的重力全部使物块产生加速度;即:(四、课堂小结1牛顿其次定律的一般解题方法和留意事项;0,求此时物块的加速度;0 时,处于“ 完全失重” 状态,M+m)g=ma,a=(M+m) g/m;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2连接体问题的求解方法;3超重和失重及其在解题中的应用五、课后作业 :(略)细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 8 页 - - - - - - - - -