2024年高中物理 第四章 第7節(jié) 用牛頓運動定律解決問題（二）教案 新人教版必修1

2024年高中物理第四章第7節(jié)用牛頓運動定律解決問題（二）教案新人教版必修1學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教材分析本節(jié)課選自新人教版必修1高中物理第四章第7節(jié)，主題為“用牛頓運動定律解決問題（二）”。本節(jié)內(nèi)容在前一節(jié)基礎(chǔ)上，進一步深化對牛頓運動定律的理解與應(yīng)用，側(cè)重于解決實際問題的方法和策略。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握如何運用牛頓第二定律和第三定律分析復(fù)雜運動問題，尤其是連接體問題和曲線運動問題。此外，本節(jié)課將結(jié)合課本實例，引導(dǎo)學(xué)生運用牛頓運動定律進行問題分解、列出方程、求解答案，培養(yǎng)其解決實際物理問題的能力，符合高中物理教學(xué)實際需求。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學(xué)生以下能力：首先，深化物理觀念，通過分析實際運動問題，理解并掌握牛頓運動定律的內(nèi)涵及其適用條件，形成系統(tǒng)的物理知識體系。其次，培養(yǎng)科學(xué)思維，學(xué)生能運用所學(xué)的定律對物體運動進行推理、分析和判斷，提高問題解決過程中的邏輯思維和批判性思維。再次，強調(diào)科學(xué)探究，通過小組討論、問題解決等教學(xué)活動，提升學(xué)生實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和論證的能力。最后，弘揚科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理學(xué)在技術(shù)和社會中的應(yīng)用，激發(fā)其對科學(xué)事業(yè)的熱愛與責(zé)任感。這些目標與新教材要求相符，注重學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。重點難點及解決辦法重點：掌握牛頓第二、第三定律在連接體問題和曲線運動中的應(yīng)用，能正確列出運動方程解決問題。

難點：對復(fù)雜運動問題的分析，特別是連接體問題中的相互作用力和曲線運動中的加速度方向判斷。

解決辦法及突破策略：

1.通過動畫演示和實際案例分析，幫助學(xué)生直觀理解連接體問題中的力與運動關(guān)系，明確相互作用力的作用。

2.引導(dǎo)學(xué)生運用圖示法，如力的合成與分解、運動軌跡圖等，分析曲線運動中的加速度和力的關(guān)系，確定加速度方向。

3.設(shè)計階梯式問題，由淺入深引導(dǎo)學(xué)生逐步解決簡單曲線運動問題，再過渡到連接體等復(fù)雜問題，提升問題解決能力。

4.組織小組合作學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生討論、分享解題思路，互相啟發(fā)，共同突破難點。教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標和學(xué)習(xí)者特點的教學(xué)方法

針對本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標和高中生的認知特點，采用以下教學(xué)方法：

（1）講授法：以講解牛頓運動定律的理論知識為主，通過生動的語言和實例，使學(xué)生理解和掌握定律的內(nèi)涵及應(yīng)用。

（2）討論法：針對復(fù)雜運動問題，組織學(xué)生進行小組討論，鼓勵發(fā)表不同觀點，促進思維碰撞，共同解決問題。

（3）案例研究法：選擇具有代表性的連接體問題和曲線運動案例，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、提出解決方案，培養(yǎng)實際問題解決能力。

（4）項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：將學(xué)生分成小組，針對某一具體運動問題，設(shè)計項目任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、協(xié)作解決問題。

2.設(shè)計具體的教學(xué)活動

（1）導(dǎo)入：通過一個趣味物理實驗，引發(fā)學(xué)生對牛頓運動定律的興趣，為新課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（2）課堂講授：結(jié)合PPT，講解牛頓第二、第三定律在連接體問題和曲線運動中的應(yīng)用，穿插實際案例，加深理解。

（3）小組討論：針對案例問題，組織學(xué)生進行小組討論，共同分析問題、列出方程、求解答案。

（4）實驗操作：安排學(xué)生進行牛頓第二、第三定律的實驗驗證，觀察現(xiàn)象，提高實驗操作能力。

（5）角色扮演：讓學(xué)生扮演科學(xué)家，通過模擬實驗、推理分析等環(huán)節(jié)，探索物理定律的發(fā)現(xiàn)過程。

（6）游戲互動：設(shè)計物理知識問答游戲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鞏固所學(xué)知識。

3.確定教學(xué)媒體和資源的使用

（1）PPT：展示教學(xué)重點、難點，以圖文并茂的形式呈現(xiàn)，幫助學(xué)生理解和記憶。

（2）視頻：播放與課程內(nèi)容相關(guān)的物理實驗、動畫等，增強學(xué)生的直觀感受，提高學(xué)習(xí)興趣。

（3）在線工具：利用網(wǎng)絡(luò)資源，如物理教學(xué)平臺、虛擬實驗室等，為學(xué)生提供更多學(xué)習(xí)資源和實踐機會。

（4）實物模型：展示連接體、曲線運動等實物模型，幫助學(xué)生形象地理解復(fù)雜運動問題。

（5）板書：結(jié)合板書，梳理知識點，強化重點、難點，提高學(xué)生的邏輯思維能力。教學(xué)流程（一）課前準備（預(yù)計用時：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解牛頓運動定律在復(fù)雜運動問題中的應(yīng)用，標記出有疑問或不懂的地方。設(shè)計預(yù)習(xí)問題，如“牛頓第二定律在連接體問題中如何應(yīng)用？”激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)做好準備。

教師備課：

深入研究教材，明確教學(xué)目標和重難點。準備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過程的順利進行。設(shè)計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的牛頓運動定律的基礎(chǔ)知識，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。提出問題，檢查學(xué)生對舊知的掌握情況，為學(xué)習(xí)新課打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準確地講解牛頓第二、第三定律在連接體問題和曲線運動中的應(yīng)用，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。突出重點，強調(diào)難點，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞連接體問題和曲線運動中的加速度方向展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。鼓勵學(xué)生提出自己的觀點和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

總結(jié)歸納：

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對知識點進行梳理和總結(jié)。強調(diào)重點和難點，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計用時：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對知識的掌握情況。鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤，進行及時訂正和講解。引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹牛頓運動定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，如航天、汽車安全等，拓寬學(xué)生的知識視野。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和體會，增進師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，強調(diào)重點和難點?？隙▽W(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

（1）《物理學(xué)與生活》中的“牛頓運動定律的應(yīng)用”章節(jié)，介紹了牛頓運動定律在現(xiàn)實生活中的廣泛應(yīng)用，如交通工具的運動、體育運動、自然災(zāi)害等。

（2）《高中物理知識拓展》中的“曲線運動的動力學(xué)分析”部分，深入探討了曲線運動中力的作用和加速度的變化，以及相關(guān)實際案例的分析。

（3）《物理學(xué)家傳記》中的牛頓傳記部分，了解牛頓的生平及其科學(xué)探索過程，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)家的敬仰之情。

2.鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究

（1）研究連接體問題中的力的相互作用，如不同質(zhì)量的物體通過繩子連接在一起時的運動規(guī)律，以及如何運用牛頓運動定律進行求解。

（2）探索曲線運動中的加速度與力的關(guān)系，如圓周運動、斜拋運動等，分析加速度方向與速度變化的關(guān)系。

（3）研究牛頓運動定律在交通工具設(shè)計中的應(yīng)用，如汽車制動系統(tǒng)、飛機的起飛與降落等，了解物理知識在工程實踐中的重要性。

（4）調(diào)查生活中與牛頓運動定律相關(guān)的現(xiàn)象，如運動場上的投擲項目、自行車行駛時的平衡等，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和學(xué)以致用的能力。

1.連接體問題的拓展

-研究兩個或多個物體通過繩子、桿等連接在一起時的運動規(guī)律。

-探討不同質(zhì)量、不同連接方式對連接體運動的影響。

-分析連接體問題中的摩擦力、空氣阻力等非理想因素。

2.曲線運動的拓展

-深入學(xué)習(xí)圓周運動、斜拋運動等曲線運動的動力學(xué)原理。

-探討曲線運動中加速度、速度、力的關(guān)系，以及能量轉(zhuǎn)化過程。

-分析曲線運動在實際生活中的應(yīng)用，如運動項目、車輛行駛軌跡等。

3.牛頓運動定律在交通工具設(shè)計中的應(yīng)用

-研究汽車制動系統(tǒng)的工作原理，如何通過牛頓運動定律實現(xiàn)有效制動。

-了解飛機起飛、降落過程中牛頓運動定律的應(yīng)用，如升力、阻力的產(chǎn)生與控制。

-探討高鐵、磁懸浮列車等現(xiàn)代交通工具設(shè)計中物理原理的重要性。

4.生活中的牛頓運動定律現(xiàn)象

-觀察并分析運動場上的投擲項目，如標槍、鉛球等，了解牛頓運動定律在運動技巧中的應(yīng)用。

-研究自行車行駛時的平衡原理，如轉(zhuǎn)向、制動等動作與牛頓運動定律的關(guān)系。

-調(diào)查日常生活中的物理現(xiàn)象，如電梯運動、物體下落等，體會物理知識在實際生活中的應(yīng)用。教學(xué)反思與改進在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解牛頓運動定律在復(fù)雜運動問題中的應(yīng)用時存在一些困難。為了評估教學(xué)效果并找出需要改進的地方，我計劃進行以下反思活動：

1.分析學(xué)生的課堂表現(xiàn)：觀察學(xué)生在課堂上的參與程度、提問回答情況以及小組討論的效果。這有助于了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中是否真正掌握了知識點，以及哪些環(huán)節(jié)需要加強。

2.收集學(xué)生的反饋意見：在課后向?qū)W生發(fā)放問卷，了解他們對本節(jié)課教學(xué)的滿意度以及認為需要改進的地方。這樣可以直接了解學(xué)生的需求，為我們改進教學(xué)提供依據(jù)。

3.組織同行聽課：邀請其他老師聽課，從第三方的角度評估教學(xué)效果，提出意見和建議。

針對反思活動中發(fā)現(xiàn)的問題，我將制定以下改進措施：

1.針對學(xué)生理解困難的知識點，如連接體問題和曲線運動中的加速度方向判斷，設(shè)計更具針對性的例題和練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固知識。

2.在課堂上增加互動環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生提問和發(fā)表觀點，提高學(xué)生的參與度。同時，加強對學(xué)生思考問題的引導(dǎo)，幫助他們建立正確的物理思維。

3.豐富教學(xué)手段，如運用多媒體、實驗等資源，增強學(xué)生對物理現(xiàn)象的直觀感受，提高學(xué)習(xí)興趣。

4.加強對學(xué)生的個別輔導(dǎo)，關(guān)注學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，幫助他們克服學(xué)習(xí)難題，提高學(xué)習(xí)效果。

5.定期與同行進行教學(xué)交流，分享教學(xué)經(jīng)驗和心得，共同提高教學(xué)水平。

在未來的教學(xué)中，我將按照以上改進措施進行實踐，不斷調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)方法，以提高教學(xué)效果。同時，持續(xù)關(guān)注學(xué)生的需求和反饋，努力為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù)。重點題型整理1.連接體問題

題目1：兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體通過一根不可伸長的繩子連接，放在水平地面上。當(dāng)用水平力F作用在m1上時，求兩物體的加速度以及繩子的張力。

解答：根據(jù)牛頓第二定律，對m1有F=m1a，對m2有T=m2a。由于兩個物體通過繩子連接，它們的加速度相同，即a1=a2=a。因此，我們可以得到T=F*(m2/m1)。

題目2：一輛小車和一塊質(zhì)量為m的物體通過一根長度為L的桿連接。當(dāng)小車以恒定速度v繞圓形軌跡運動時，求物體相對于小車的速度和桿的張力。

解答：由于小車繞圓形軌跡運動，物體將沿著切線方向受到向心力的作用。設(shè)桿的張力為T，根據(jù)牛頓第二定律，對物體有T=mv^2/L。物體相對于小車的速度即為v。

題目3：兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體通過一根不可伸長的繩子連接，從高度h處自由下落。求兩物體落地時的速度以及繩子斷裂的條件。

解答：由于兩物體通過繩子連接，它們的加速度相同。根據(jù)牛頓第二定律，對m1有m1g-T=m1a，對m2有m2g=m2a。解得a=(m1+m2)g/(m1+m2)。落地時的速度v=sqrt(2gh)。繩子斷裂的條件為T>m1g，即m2g>m1g。

2.曲線運動問題

題目4：一個物體以速度v0沿水平方向拋出，受到重力作用做拋體運動。求物體在水平方向和豎直方向上的速度分量，以及運動軌跡的形狀。

解答：物體在水平方向上的速度分量始終為v0，豎直方向上的速度分量vy=gt。運動軌跡為拋物線。

題目5：一個物體在水平圓盤上以角速度ω做勻速圓周運動。求物體的向心加速度以及所需向心力。

解答：物體的向心加速度a=ω^2r，其中r為圓周運動的半徑。所需向心力F=ma=mω^2r。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.連接體問題

-兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體通過一根不可伸長的繩子連接，從高度h處自由下落。求兩物體落地時的速度以及繩子斷裂的條件。

2.曲線運動問題

-一個物體以速度v0沿水平方向拋出，受到重力作用做拋體運動。求物體在水平方向和豎直方向上的速度分量，以及運動軌跡的形狀。

3.牛頓運動定律的應(yīng)用

-設(shè)計一個實驗，驗證牛頓第二定律。要求：明確實驗?zāi)康?，設(shè)計實驗步驟，預(yù)測實驗結(jié)果，分析實驗誤差。

作業(yè)反饋：

1.連接體問題

-學(xué)生在解題過程中容易