4.5牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用+教學(xué)設(shè)計(jì)+-2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修一冊

第5頁共5頁課時(shí)教案課題：§4.5牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容分析課程的知識結(jié)構(gòu)：《牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用》是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》必修課程必修1模塊中“相互作用與運(yùn)動定律”主題下的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)要求為：“理解牛頓運(yùn)動定律，能用牛頓運(yùn)動定律解釋生產(chǎn)生活種的有關(guān)現(xiàn)象、解決有關(guān)問題。”課程的地位和作用：牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用是必修一第四章中的第五節(jié)，牛頓運(yùn)動定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，它在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。本節(jié)內(nèi)容是從應(yīng)用角度學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動定律，本節(jié)內(nèi)容是對本章知識的提升，又是后面知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。學(xué)情分析已有的知識：學(xué)生學(xué)習(xí)了三個(gè)牛頓運(yùn)動定律，在第二章對勻變速運(yùn)動的規(guī)律有較為熟練的應(yīng)用，對于各種力的規(guī)律都有了較深的認(rèn)識，能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖，求解合力，這些都為本節(jié)利用牛頓運(yùn)動定律，求解運(yùn)動和力的問題打下知識基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)需求：學(xué)生通過本節(jié)兩類典型問題的解決，形成基本的解決問題思路，能夠更深刻的認(rèn)識運(yùn)動和力的關(guān)系，形成運(yùn)動和相互作用觀念。教學(xué)目標(biāo)核心素養(yǎng)物理觀念：1、知道什么是已知物體的受力情況確定物體的運(yùn)動情況；2、知道什么是已知物體的運(yùn)動情況確定物體的受力情況；3、會對研究對象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動情況分析?？茖W(xué)思維：1、理解加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動的橋梁；2、掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式解決問題的基本思路和方法科學(xué)探究：學(xué)會將生活中簡單的情景問題轉(zhuǎn)化為物理模型進(jìn)行研究?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：初步體會牛頓運(yùn)動定律對社會發(fā)展的影響，建立應(yīng)用科學(xué)知識解決實(shí)際問題的意識。教學(xué)重點(diǎn)1．已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動情況。2．已知物體的運(yùn)動情況，求物體的受力情況。教學(xué)難點(diǎn)1．物體的受力分析及運(yùn)動狀態(tài)分析和重要的解題方法的靈活選擇和運(yùn)用。2．將實(shí)際情景轉(zhuǎn)化為簡單模型課型新授課教具PPT，自制水平加速度計(jì)教法講授法、啟發(fā)式教學(xué)、師生討論教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)設(shè)引入引入1.PPT插入高鐵進(jìn)站視頻2.提問：為了盡量縮短停車時(shí)間，旅客按照站臺上標(biāo)注的車門位置候車。列車進(jìn)站時(shí)總能準(zhǔn)確地?？吭趯?yīng)車門的位置。這是如何做到的呢？假如高鐵從杭州方向以250公里每小時(shí)的速度行駛，為準(zhǔn)確?？奎S山北站，設(shè)計(jì)多遠(yuǎn)開始關(guān)閉發(fā)動機(jī)開始滑行。學(xué)生觀看視頻，獲得直觀感受；并進(jìn)行思考?；顒右鈭D說明：1、使學(xué)生直觀感覺有趣的情景，培養(yǎng)熱愛生活的思想感情。2、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望和好奇心，體現(xiàn)從生活走向物理的教學(xué)觀念。3、引出本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)設(shè)情景一：測公交車加速度情景一：測公交車加速度PPT播放公交車?yán)h(huán)偏離豎直方向的視頻和圖片分析拉環(huán)偏離原因。學(xué)生思考，回答，整理。1、PPT播放測公交車加速度的實(shí)驗(yàn)視頻提問：（1）依據(jù)照片想要測量公交車的加速度，需要測量哪些量？（2）測量的加速度是多少？2、展示簡易加速度計(jì)3、解決高鐵問題，利用加速度計(jì)測量高鐵的加速度，進(jìn)而就可以分析高鐵的運(yùn)動信息。學(xué)生參與分析，獲得結(jié)果?；顒右鈭D說明：為引出本節(jié)課內(nèi)容做鋪墊。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)設(shè)情景二：汽車剎車情景二：汽車剎車分析汽車受力情況，找出加速度的決定因素通過測量，推斷汽車的運(yùn)動情況如果汽車初速度加倍，滑行的距離如何變化?了解ABS（汽車防抱死系統(tǒng)）分析汽車安全行駛的重要性1.學(xué)生參與分析，思考并回答教師的問題2.學(xué)生自學(xué)防抱死系統(tǒng)知識PPT展示汽車80km/h-0的全力剎車測試圖分析汽車安裝ABS系統(tǒng)的必要性。情景三：冰壺運(yùn)動由生活中常見情景轉(zhuǎn)入不常見情景，先通過視頻（PPT插入冰壺視頻）讓學(xué)生熟悉該情景。情景三：冰壺運(yùn)動情景2：冰壺球是冬奧會比賽項(xiàng)目之一，中國女子冰壺隊(duì)在各類比賽中取得了不錯(cuò)的成績。球員通過擲球、刷冰控制冰壺球最后停止的位置，使己方球盡量靠近圓壘圓心，而使對方球盡量遠(yuǎn)離圓壘圓心。請看視頻，隨后提出問題：運(yùn)動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠(yuǎn)處的某個(gè)位置。運(yùn)動員以v0＝3.4m/s的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)μ1＝0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠(yuǎn)？取g＝10m/s2引導(dǎo)學(xué)生對物體進(jìn)行分析：先對冰壺進(jìn)行受力分析，分析已知量和未知量，選擇解決問題的方向，約定物理量的符號。解答：根據(jù)滑動摩擦力公式，有Ff＝－μ1FN＝－μ1mg根據(jù)牛頓第二定律冰壺的加速度為a1＝＝－μ1g＝－0.02×10m/s2＝－0.2m/s2加速度為負(fù)值，方向與x軸正方向相反。由運(yùn)動學(xué)公式得x1＝－＝－m＝28.9m學(xué)生利用準(zhǔn)備好的象棋棋子在課桌上模仿冰壺運(yùn)動，從而將冰壺的運(yùn)動轉(zhuǎn)化為熟悉的滑塊模型。提出新的問題按比賽規(guī)則，投擲冰壺運(yùn)動員的隊(duì)友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面，減小冰面的動摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動。（2）若運(yùn)動員仍以v0＝3.4m/s的速度將冰壺投出，其隊(duì)友在冰壺自由滑行10m后開始在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉淼?0%，冰壺多滑行了多少距離？取g＝10m/s2。引導(dǎo)學(xué)生對冰壺的受力和運(yùn)動過程進(jìn)行分析，選取解決問題的方向和方法。冰壺球在前一階段有＝2a1x10冰壺球后一階段的加速度為a2＝－μ2g＝－0.9×0.2×10m/s2＝－0.18m/s2滑行10m后為勻減速直線運(yùn)動，由＝2a2x2x2＝－＝－＝－m＝21m冰壺球第二次滑行的總距離為x＝x10＋x2＝(10＋21)m＝31m第二次比第一次多滑行的距離為Δx＝x－x1＝(21－28.9)m＝2.1m活動意圖說明：幫助學(xué)生理解從物體受力情況確定物體運(yùn)動情況。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)設(shè)情景四：收尾速度情景四：收尾速度高空墜物是很危險(xiǎn)的，可是生活中常見的雨滴從數(shù)千米的高空落下，卻不會砸傷人，這是為什么呢?若雨滴在下落過程中受到空氣阻力的大小與速度大小的二次方成正比。1.學(xué)生分析雨滴的運(yùn)動，并回答問題。2.學(xué)生分析雨滴受力。3.理解a=0時(shí)，雨滴速度最大（收尾速度）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)設(shè)對比總結(jié)對比總結(jié)學(xué)生理解?；顒右鈭D說明：通過對比情景找出共同點(diǎn)，引出下一個(gè)內(nèi)容“已知運(yùn)動情況，確定受力情況”。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)設(shè)情景五：滑雪運(yùn)動情景五：滑雪運(yùn)動一位滑雪者，人與裝備的總質(zhì)量為75kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡的傾角為30°，在5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程為60m，求滑雪人受到的阻力，g取10m/s2。分析：1.人的位移是多少？2.人的加速度是多少？3.人受到哪些力？畫出受力示意圖4.合力是多少？如何運(yùn)用牛頓第二定律列方程？解：x＝v0t＋1/2at2其中v0＝2m/s，t＝5s，x＝60m，則有:根據(jù)牛頓第二定律，有y方向FN－mgcosθ＝0x方向mgsinθ－Ff＝ma得FN＝mgcosθFf＝m（gsinθ－a）其中，m＝75kg，θ＝30°，則有Ff＝75N，F(xiàn)N＝650N提問：滑雪者所受阻力真的是滑動摩擦嗎？考慮空氣阻力作用下分析滑雪者受力情況。1.學(xué)生審題、思考，解答。2.學(xué)生思考滑雪者是否只受滑動摩擦力。3.學(xué)生