高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系5 牛顿运动定律的应用教案及反思
展开1.牛顿第二定律的应用是高中物理必修一的一个重要的应用型的知识点,它结合了受力分析和列方程,这个知识点是打破学生看待问题的角度,非常考验学生分析问题的过程和方法。
2.整体法与隔离法的接触,第一次是在平衡状态下的受力分析,曾经已经有了初步的接触和认识,这一节课内容,需要打破平衡状态,需要学生进一步熟练掌握整体法与隔离法,并且结合牛顿第二定律的应用来解决实际问题。
3.为了更好让学生接受动力学的整体法与隔离法,需要先让他们回顾平衡状态下用整体法与隔离法解决受力问题,然后再引导当有加速度的多物体运动情况时,应该如何应该整体法与隔离法。这样会比较符合让学生学习和认知过程。
4.在多物理的受力分析中,需要学生分清“一个系统”的内力和外力,在对他们来说是一个难点,需要慢慢接受。
5.动力学的整体法与隔离法应用,着重在于应用,在于方法的自我总结,总结出解决问题的思维方法,但往往“总结方法”往往对学生来说是一件比较难的事情,所以在例题的选取的时候,需要由浅入深,层层递进,引导学生。
学情分析
动力学整体法与隔离法是在学生充分掌握了牛顿第二定律的应用之后,接触到的一个较为复杂的物理思维方法,本节内容,主要引导学生学会应该牛顿第二定律结合整体法与隔离法解决多物理的受力分析,为进一步学习打下一个良好的基础。
这学习这一节内容之前,学生已经接触了整体法与隔离法受力分析和牛顿第二定律的应用,对两个知识点的方法已经有一定的储备,只要注意观察和分析,并结合这两个知识点的思维方法,可以很好的理解和掌握动力学的整体法与隔离法
设计思想
1.在教学中,首先应该让学生通过一条习题进行回顾“整体法与隔离法”处理多物体的受力分析问题。再一次巩固“整体法与隔离法”求内力和求外力的思维方法。。
2.从静止的物理情景到加速运动的物理情景,引导学生把“整体法与隔离法”与“牛顿第二定律的应用”结合在一起,引导学生思考问题。
3.通过同一个物理情景,在不同条件下,利用“整体法与隔离法”处理和分析物理问题,引导学生总结动力学“整体法与隔离法”的分析过程和思维方法。
4.从水平面的物理情景,进入到竖直方向上的物理情景,帮助加强和巩固学生利用“动力学整体法与隔离法”处理牵连体叠加体的过程和方法。
5.最后通过不同的的物理情景,让学生更加熟练掌握使用“动力学整体法与隔离法”处理物理问题的能力。
物理核心素养
[来源:学。科。网Z。X。X。K]
(一)物理观念
了解什么是整体法与隔离法,并且分清楚“系统”中的“内力”“外力”
通过牵连体的整体法与隔离法,初步建立多物体物理情景中牛顿二定律的应用模型
科学思维
能够在具体的物理情景中,学会选取两个或两个以上物体作为一个“系统”;
能在具体的问题中,分析和判断“系统”的内力和外力;
能根据选取的“系统”,利用整体法和隔离法,利用牛顿第二定律求出其加速度;
会利用“动力学整体法与隔离法”的两种思维方法处理实际问题。
(三)科学探究
能在“动力学整体法与隔离法”的学习中,发现问题、分析问题、建立模型、解决问题
(四)科学态度与责任
通过“平衡状态下的整体法与隔离法”——“动力学的整体法与隔离法”的螺旋式上升学习,形成勇于探索的科学态度
教学重难点
【教学重点】
引导学生分析和总结“动力学整体法与隔离法”的思维过程和方法。
【教学难点】
利用“动力学整体法与隔离法”处理实际问题。
教学过程
[新课导入]
在物理间的相互作用一节书的学习中,我们已经学会了利用“整体法与隔离法”分析多物体的受力情况,那我们通过屏幕上的一个物理情景,一起会再次巩固一下“整体法与隔离法”解决多物体受力情况的分析思维过程。
1.如图所示,用三条完全相同的轻质细绳1、2、3将A、B两个质量均为m的完全相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,轻绳1与竖直方向的夹角为45°,轻绳3水平,求轻质细绳1、2、3上的拉力分别为多大?
[新课教学]
【思考与总结】
课前巩固习题1中问题,轻质细绳1、2、3上的拉力分别属于AB小球系统的内力还是外力?
在多物体的受力分析问题中,什么时候用整体法?什么时候用隔离法?
【交流与讨论】
轻质细绳1、3上的拉力,属于AB系统的外力,应该用整体法,细绳2的拉力属于系统的内力,应该用隔离法。用整体法受力分析整体AB,用三力平衡的方法可以用几何关系求出T1和T3.然后再隔离小球B可以求出T2
回顾和总结思维过程:求外力用整体法,求内力用隔离法。
但这是共点力平衡的情况,回顾上一章节的的牛顿运动定律,引导学生思考:当物体不是平衡状态下的话,两个牵连物体应该如何分析。
例1.
若AB用一个绳子连在一起,在F的作用下一起匀加速向右运动,地面光滑。 A、B的质量各为mA=1Kg,mB=2Kg,
求(1)若F=30N,A、B之间的弹力多大?
(2)若F=30N,若A、B与地之间的动摩擦因素为μ=0.1,则A、B之间弹力多大?
(3)若中间的绳子换成劲度系数K=2N/cm的弹簧,若弹簧伸长量为2cm,与地面间μ=0.1,求此时拉力F的大小
A
B
F
分析解析:现在知道了外力F,需要求内力,引导学生回顾平衡状态下的整体法与隔离法是思维方法解答。
外力用整体法,内力用隔离法,结合牛顿第二定律列方程:
在解决上面两个问题中,引导学生,总结出:知外力——整体法牛顿第二定律——求出加速度——隔离法牛顿第二定律——求出内力的思维过程。
变式:已知内力求外力。
通过这题的分析和总结,得出逆向思维:知内力——隔离法牛顿第二定律——求出加速度——整体法牛顿第二定律——求出外力
这便是动力学整体法与隔离法的两种基本思维。
这是系统的加速度一样的情况,要是系统的物体加速度不一样,又应该如何分析呢?
当加速度不一样时候,可以用隔离法列方程解答。
教学反思
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