本章复习与测试教案设计范例

专题复习 牛顿运动定律

卢龙县潘庄中学 赵晓影

教学目标

1．知识目标：

（1）掌握牛顿第一、第二、第三定律的文字内容和数学表达式；

（2）掌握牛顿运动定律基本题型的解题思路和技巧；

（3）了解牛顿运动定律的适用范围．

2．能力目标：

（1）培养学生正确的解题思路和分析解决动力学问题的能力；

（2）使学生掌握合理选择研究对象的技巧．

3．情感态度与价值观目标：

渗透物理学思想方法的教育，使学生掌握具体问题具体分析，灵活选择研究对象，建立合理的物理模型的解决物理问题的思考方法．

教学重点、难点分析

1．在高一新课的学习中，学生较系统地学习了牛顿运动定律的基本知识，教师也介绍了一些解题方法，但由于学生掌握物理知识需要有一个消化、理解的过程，不能全面系统地分析物体运动的情境，在本章的复习中需要有效地提高学生物理学科的能力，在系统复习物理知识的基础上，对学生进行物理学研究方法的教育．本单元的重点就是帮助学生正确分析物体运动过程，掌握解决一般力学问题的程序．

2．本单元的难点在于正确、合理地选择研究对象和灵活运用中学的数学方法，解决实际问题．难点的突破在于精选例题，重视运动过程分析，正确掌握整体与隔离法的使用．

教材分析

教材是经全国中小学教材审定委员会2003年初审通过的普通高中课程标准实验教科书，物理必修1的第三章，版本为人民教育出版社

学情分析

我所教的学生入学成绩很差，学习习惯也不太好。学点知识相当费劲，得多重复，多练习才能学会解决容易题和中档题。本节课的任务是巩固本章的基础知识和基本技能。

教学过程设计

一、引入

在前面的一段时间，我们共同学习了这一章的新授课内容，为了更好的学习后边的内容这堂课我们上一节复习课。本节课的内容有两个方面：一、基础知识复习；二基本题型复习复习。希望学生对动力学的规律有较深刻的理解，并能在实际中正确运用．

二、教学过程

师生共同回顾基础知识

一、牛顿第一定律

1.内容

一切物体总保持匀速直线运动 状态或静止 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变

这种状态。

2.意义

(1)指出力不是维持 物体运动的原因,而是改变 物体运动状态的原因,即力是 的原因。

(2)指出了一切物体都有 ,因此牛顿第一定律又称 。

3.惯性

(1)定义:物体具有保持原来匀 状态或 状态的性质。

(2)量度: 是物体惯性大小的唯一量度, 大的物体惯性大, 小的物体惯性小。

(3)普遍性:惯性是物体的 属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况 关。

二、牛顿第三定律

1.作用力和反作用力

两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这个物体也施加了力。

2.作用力和反作用力的特点

(1)大小相等 ;

(2)方向相反 ;

(3)作用在同一条直线上

。

3.表达式 4.意义

建立了相互作用物体之间的联系及作用力与 的相互依赖关系。

共同探究1：一对相互作用力和一

对平衡力的异同

请同学们以放在桌面上静止的球为例，通过受力分析，归纳总结一对相互作用力和一对平衡力的异同，完成下表。

一对相互作用力

一对平衡力

共同点

作用对象

不

同

点

作用时间

作用性质

作用效果

三、牛顿第二定律

1．内容：物体加速度的大小跟作用力成 ，跟物体的质成 ．加速度的方向与 相同．

2．表达式： . 3．适用范围

(1)只适用于 参考系(相对地面静止或 运动的参考系)．

(2)只适用于 物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况. 四、应用----超重和失重

1.实重和视重

(1)实重：物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关。

(2)视重：弹簧测力计(或台秤)的示数。当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力(或对台秤的压力)将不再等于物体的重力。

共同探究2：超重、失重和完全失重的比较

概念

产生条件

超重

失重

完全失重

运动状态

原理方程

五、整体法和隔离法

1.整体法

当连接体内(即系统内)各物体的加速度

相同时,可以把系统内的所有物体看成一个整体

,分析其受力和运动情况,运用牛顿第二定律对整体

列方程求解的方法。

2.隔离法

当求系统内物体间相互作用的内力时,常把某个物体从系统中隔离出来,分析其受力和运动情况,再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法。

3.外力和内力

如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的外力

,而系统内各物体间的相互作用力为内力。应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力

;如果把某物体隔离出来作为研究对象,则内力将转换为隔离体的外力

。

学生探究基本题型：

1、已知受力情况分析运动

如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4 m．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.试求：

(1)刷子沿天花板向上的加速度．

(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．

1、已知受力情况分析运动

解析

(1)刷子受力如图所示，对刷子沿斜面方向由牛顿第二定律得：

Fsin θ－mgsin θ－Ff＝ma

垂直斜面方向上受力平衡，有：

Fcos θ＝mgcos θ＋FN

其中Ff＝μFN

由以上三式得：a＝2 m/s2.

1(2)

由L＝at2得：t＝2 s. 22、已知运动情况分析受力

如图所示,一个竖直固定在地面上的透气圆筒,筒中有一劲度系数为k的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体,它对滑块的阻力可调。滑块静止时,ER流体对其阻力为零,此时弹簧的长度为L。现有一质量也为m(可视为质点)的物体在圆筒正上方距地面2L处自由下落,与滑块碰撞(碰撞时间极短)后粘在一起,并以物体碰前瞬间速度的一半向下运动,ER流体对滑块的阻力随滑块下移而变化,使滑块做匀减速运动。当下移距离为d时,速度减小为物体与滑块碰撞前瞬间速度的四分之一,取重力加速度为g,忽略空气阻力,试求: (1)物体与滑块碰撞前瞬间的速度大小; (2)滑块向下运动过程中的加速度大小;

(3)当下移距离为d时,ER流体对滑块的阻力大小。

解析：(1)设物体与滑块碰撞前瞬间的速度大小为v0,由自由落体运动规律有v0=。

,由=2gL,解得(2)设滑块做匀减速运动的加速度大小为a,取竖直向下为正方向,则有-2ax=x=d,v1=

,v2=

,解得a=

。

(3)设下移距离d时弹簧弹力为F,ER流体对滑块的阻力为FER,对物体与滑块组成的整体,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得

F+FER-2mg=2ma

F=k(d+x0) mg=kx0

联立解得FER=mg+

-kd。

3、与图像结合问题

如图甲所示,质量为m=1 kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动,t=0.5 s时撤去拉力,利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(v-t图象)如图2乙所示,g取10 m/s。求:

(1)2 s内物块的位移大小x和通过的路程L; (2)0~0.5 s和0.5~1 s两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F。

点拨：分析从0~2 s这段时间内物体的运动状态。

解析：

(1)在2 s内,由题图乙知

1物块上升的最大距离x1=×2×1 m=1 m①

21物块下滑的距离x2=×1×1 m=0.5 m②

2所以位移大小x=x1-x2=0.5 m③

路程L=x1+x2=1.5 m。④

(2)由题图乙知,所求两个阶段加速度的大小

a1=4 m/s2⑤

a2=4 m/s2⑥

设斜面倾角为θ,斜面对物块的摩擦力为Ff,如图所示。

根据牛顿第二定律有

0~0.5 s内,F-Ff-mgsin θ=ma1⑦

0.5~1 s内,Ff+mgsin θ=ma2⑧

由⑤⑥⑦⑧式得F=8 N。

引导学生归纳总结：

1、已知受力情况分析运动与已知运动情况分析受力的解题思路；

2、V-t的图像的面积与斜率

温馨提示：分析图象问题时常见的误区

(1)没有看清横、纵坐标所表示的物理量及单位。

(2)没有注意坐标原点是否从零开始。

(3)不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义。

(4)忽视对物体的受力情况和运动情况的分析。

随堂检测：

1.如图所示,斜面体ABC放在粗糙的水平地面上。小滑块在斜面底端以初速度v0=9.6 m/s沿斜面上滑。斜面倾角θ=37°,滑块与斜面的动摩擦因数μ=0.45。整个过程斜面体保持静止不动,已知小滑块的质量m=1 kg,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s。试求: (1)小滑块回到出发点时的速度大小。

(2)定量画出斜面与水平地面之间的摩擦力Ff随时间t变化的图象

2

答案： (1)v=4.8 m/s (2)如解析图所示

2.公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离,当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120 m。设雨天时汽车轮胎与沥2青路面间的动摩擦因数为晴天时的 ,若要求安全距离仍为120 m,求汽车在雨5天安全行驶的最大速度。

答案： 20 m 板书设计：

专题复习 牛顿运动定律

一、基础知识复习

二、基本题型复习

1、已知受力情况分析运动

2、已知运动情况分析受力

受力分析

建系

选取正方向

牛二

Vt = V0 + a t x= vo t +

12

a t2Vt2-V02=2ax F合 a 运动情况

3、与图像结合问题

t轴上方----正值

面积------ V-t的图像

t轴下方----负值

斜率----加速度a