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科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）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教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課為人教版物理必修1第四章第7節(jié)，課題為“用牛頓運動定律解決問題（二）”。主要內(nèi)容包括：

1.進一步理解牛頓第二定律和第三定律在實際問題中的應(yīng)用。

2.學(xué)習(xí)如何運用牛頓運動定律解決復(fù)雜運動問題，如非勻速直線運動、曲線運動等。

3.通過實例分析，掌握運用牛頓運動定律解決實際問題的方法和步驟。

4.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，提高學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，主要包括：

1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)牛頓運動定律在復(fù)雜運動問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)方法分析、解決實際問題的能力。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實驗、分析等方法，探究牛頓運動定律在實際問題中的作用，提高學(xué)生的探究能力。

3.科學(xué)態(tài)度與價值觀：通過學(xué)習(xí)牛頓運動定律，使學(xué)生認識到物理知識在生活中的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。

4.創(chuàng)新與實踐：培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識創(chuàng)新性地解決實際問題的能力，如設(shè)計實驗、分析數(shù)據(jù)等。

5.團隊合作：在課堂討論和小組活動中，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識，提高溝通能力。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

（1）牛頓第二定律和第三定律在復(fù)雜運動問題中的應(yīng)用。

（2）如何運用牛頓運動定律解決非勻速直線運動、曲線運動等問題。

（3）掌握運用牛頓運動定律解決實際問題的方法和步驟。

（4）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新實踐能力。

2.教學(xué)難點

（1）理解并運用牛頓第二定律和第三定律分析非勻速直線運動、曲線運動等問題。

（2）在實際問題中，如何準確地找出作用力和反作用力。

（3）如何將實際問題轉(zhuǎn)化為牛頓運動定律所能解決的問題。

（4）在解決實際問題時，如何處理各種干擾因素，得出正確的結(jié)論。

舉例說明：

以非勻速直線運動為例，學(xué)生需要掌握如何根據(jù)牛頓第二定律分析物體所受的合外力，進而找出作用力和反作用力。在解決實際問題時，學(xué)生需要將物體所受的合外力分解為各個方向上的力，并根據(jù)牛頓第三定律分析各個力之間的相互作用。通過這種方式，學(xué)生可以更好地理解牛頓運動定律在實際問題中的應(yīng)用。

再以曲線運動為例，學(xué)生需要掌握如何根據(jù)牛頓第二定律分析物體在曲線運動過程中的加速度和受力情況。在解決實際問題時，學(xué)生需要關(guān)注物體在曲線運動過程中的速度變化和受力分析，從而得出正確的結(jié)論。通過這種方式，學(xué)生可以更好地理解牛頓運動定律在實際問題中的應(yīng)用。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.問題驅(qū)動法：通過提出與實際問題相關(guān)的問題，激發(fā)學(xué)生的思考和探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)過程中。

2.案例分析法：通過分析具體的實例，讓學(xué)生深入理解牛頓運動定律在實際問題中的應(yīng)用，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

3.分組討論法：將學(xué)生分成小組，讓他們在討論中共同解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用多媒體設(shè)備，通過動畫、視頻等形式展示復(fù)雜的運動過程，直觀地呈現(xiàn)牛頓運動定律的應(yīng)用，增強學(xué)生的理解和記憶。

2.虛擬實驗：利用教學(xué)軟件進行虛擬實驗，讓學(xué)生親身體驗實驗過程，加深對牛頓運動定律的理解和運用。

3.互動式教學(xué)：利用教學(xué)軟件的互動功能，與學(xué)生進行實時互動，解答學(xué)生的疑問，及時給予反饋，提高教學(xué)效果。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標：引起學(xué)生對“用牛頓運動定律解決問題（二）”的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道如何用牛頓運動定律解決復(fù)雜運動問題嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于非勻速直線運動、曲線運動的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受牛頓運動定律在實際問題中的應(yīng)用。

簡短介紹牛頓運動定律的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.牛頓運動定律基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標：讓學(xué)生了解牛頓運動定律的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解牛頓運動定律的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細介紹牛頓運動定律的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.牛頓運動定律案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解牛頓運動定律的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的非勻速直線運動、曲線運動案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學(xué)生全面了解牛頓運動定律的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用牛頓運動定律解決實際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與非勻速直線運動、曲線運動相關(guān)的主題進行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學(xué)生的表達能力，同時加深全班對非勻速直線運動、曲線運動的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)牛頓運動定律的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括牛頓運動定律的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)牛頓運動定律在現(xiàn)實生活或?qū)W習(xí)中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進一步探索和應(yīng)用牛頓運動定律。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于非勻速直線運動、曲線運動的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。拓展與延伸1.提供了與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料，包括牛頓運動定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用、牛頓運動定律的歷史背景等。這些材料可以幫助學(xué)生更深入地了解牛頓運動定律的原理和應(yīng)用，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

2.鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究，例如：

-研究其他物理定律在實際問題中的應(yīng)用，如牛頓第三定律在碰撞現(xiàn)象中的應(yīng)用。

-探索牛頓運動定律在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，如對人體運動機制的研究。

-思考牛頓運動定律在環(huán)境保護和能源轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用，如摩擦力對物體運動的影響。

-嘗試解決一些與牛頓運動定律相關(guān)的實際問題，如設(shè)計一個小型的實驗裝置，驗證牛頓第二定律。板書設(shè)計1.目的明確：板書設(shè)計應(yīng)緊扣本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，突出牛頓運動定律在解決問題中的應(yīng)用，以及學(xué)生需要掌握的重點和難點。

2.結(jié)構(gòu)清晰：板書應(yīng)按照教學(xué)流程進行設(shè)計，分為導(dǎo)入、基礎(chǔ)知識講解、案例分析、小組討論、課堂展示與點評、課堂小結(jié)等部分，使學(xué)生能夠清晰地了解教學(xué)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。

3.簡潔明了：板書內(nèi)容應(yīng)簡潔明了，突出重點，準確精煉。使用關(guān)鍵詞、圖表、示意圖等輔助工具，幫助學(xué)生快速理解和記憶。

4.藝術(shù)性和趣味性：板書設(shè)計應(yīng)具有一定的藝術(shù)性和趣味性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。可以運用色彩、字體、圖標等元素，使板書更具吸引力。

示例：

-在導(dǎo)入部分，可以設(shè)計一幅有趣的插圖，展示牛頓運動定律在生活中的應(yīng)用，引發(fā)學(xué)生的興趣。

-在基礎(chǔ)知識講解部分，可以使用圖表或示意圖，清晰地展示牛頓運動定律的原理和公式。

-在案例分析部分，可以設(shè)計一幅示意圖，展示非勻速直線運動、曲線運動的過程，引導(dǎo)學(xué)生深入理解。

-在小組討論部分，可以設(shè)計一個互動的表格，讓學(xué)生填寫討論成果，增加參與感。

-在課堂展示與點評部分，可以設(shè)計一個展示臺，讓學(xué)生上臺展示和點評，提高表達能力和自信。典型例題講解1.例題一：物體在斜面上的運動

題目：一個物體沿著斜面滑下，已知斜面傾角為30°，物體從靜止開始滑下，求物體滑到斜面底端時的速度。

解答：根據(jù)牛頓第二定律，物體所受的合外力等于質(zhì)量乘以加速度，即F=ma。在這個問題中，物體所受的合外力由重力和斜面的支持力組成。重力分解為平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力，斜面的支持力垂直于斜面。根據(jù)牛頓第二定律，物體在斜面上的加速度a可以表示為a=gsinθ-μgcosθ，其中g(shù)為重力加速度，θ為斜面傾角，μ為動摩擦系數(shù)。由于物體從靜止開始滑下，初始速度為0，可以使用運動學(xué)公式v^2=u^2+2as求得物體滑到斜面底端時的速度v。

2.例題二：拋體運動

題目：一個物體以速度v沿水平方向拋出，拋出點高度為h，求物體落地時的水平和豎直方向速度。

解答：在拋體運動中，物體在水平方向上不受外力，因此在水平方向上的速度保持不變。在豎直方向上，物體受到重力的作用，根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度a=mg/m，其中m為物體質(zhì)量，g為重力加速度。使用運動學(xué)公式v^2=u^2+2gh求得物體落地時的豎直方向速度v。由于水平方向速度保持不變，物體落地時的水平方向速度仍為v。

3.例題三：非勻速直線運動

題目：一個物體在水平面上做非勻速直線運動，已知物體在時間t1內(nèi)的位移為s1，速度為v1；在時間t2內(nèi)的位移為s2，速度為v2。求物體在時間t1+t2內(nèi)的平均速度。

解答：根據(jù)平均速度的定義，物體在時間t1+t2內(nèi)的平均速度可以表示為v_avg=(s1+s2)/(t1+t2)。由于物體做非勻速直線運動，不能直接使用勻速直線運動的平均速度公式。需要根據(jù)物體在時間t1和t2內(nèi)的位移和速度，分別求出加速度a1和a2，然后根據(jù)牛頓第二定律求出物體在時間t1+t2內(nèi)的加速度a。最后，使用運動學(xué)公式v_avg=(v1+v2)/2求得物體在時間t1+t2內(nèi)的平均速度。

4.例題四：曲線運動

題目：一個物體做勻速圓周運動，半徑為r，速度為v。求物體運動的周期T和向心加速度a。

解答：在勻速圓周運動中，物體的速度大小保持不變，但方向不斷變化。物體運動的周期T可以表示為T=2πr/v，其中r為圓周運動的半徑，v為物體的速度。向心加速度a可以表示為a=v^2/r。根據(jù)牛頓第二定律，物體所受的向心力F=ma，其中m為物體的質(zhì)量。將向心力的表達式代入，可以得到ma=mv^2/r，化簡后得到a=v^2/r。

5.例題五：牛頓運動定律的應(yīng)用

題目：一個物體在水平面上受到一個恒力F的作用，求物體在時間t內(nèi)的位移s。

解答：根據(jù)牛頓第二定律，物體所受的合外力等于質(zhì)量乘以加速度，即F=ma。在這個問題中，物體所受的合外力由恒力F組成，因此物體的加速度a=F/m，其中m為物體的質(zhì)量。使用運動學(xué)公式s=ut+1/2at^2求得物體在時間t內(nèi)的位移s，其中u為物體的初始速度，由于物體從靜止開始運動，初始速度u=0。課堂課堂評價是了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況的重要手段。通過提問、觀察、測試等方式，教師可以及時發(fā)現(xiàn)問題并進行解決。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)關(guān)注以下幾個方面：

（1）學(xué)生對牛頓運動定律的理解程度。通過提問，了解學(xué)生對牛頓運動定律的基本概念、組成部分和原理的掌握情況。

（2）學(xué)生運用牛頓運動定律解決實際問題的能力。通過觀察學(xué)生在課堂討論、小組合作和課堂展示中的表現(xiàn)，了解學(xué)生是否能夠運用所學(xué)知識解決實際問題。

（3）學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新實踐能力。通過評價學(xué)生在案例分析、小組討論和課堂展示中的表現(xiàn)，了解學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新實踐能力。

2.作業(yè)評價

作業(yè)評價是對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的進一步了解和反饋。教師應(yīng)認真批改學(xué)生的作業(yè)，及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，鼓勵學(xué)生繼續(xù)努力。在作業(yè)評價過程中，教師應(yīng)關(guān)注以下幾個方