本章复习与测试教案设计范例

教学设计：牛顿运动定律专题复习

前言：

思想指导：

1高中物理力电知识体系的要求。

高中物理力学知识以物理运动为核心。研究物体运动过程中力和运动的关系；研究物体运动过程中功和能的关系；研究物体运动过程中冲量和动量的关系。

2高考试题特点的要求。

高中阶段试题对不同运动形式考察的侧重点有所不同，高考试题也具有相同的特点。

从牛顿运动定律角度分析各运动形式题目特点。

合力为零。受力分析

力的合成分解

应用平行四边形结合数平衡态

学分析力的关系

F恒=ma恒。受力分析

力的合成分解

应用牛二律结合匀变速直匀变速直线运动

线运动规律解题

F变=ma变。受力分析 应用牛顿第二定律分析加速度的变化

非匀变速直线运 根据力和速度的方向判断速度大小的变化。

动

不能应用匀变速直线运动的规律定量解题。

变力作用

牛顿第二定律是瞬时表达式

F恒=ma恒. 运动的合成和分解是考察重点，恒力作用下的曲线匀变速曲线运动

运动都需分解为两个方向的直线运动，而后应用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律解题。

非匀变速曲线运动

Fn=man。以圆周运动为代表，高考要求径向的牛顿第二定律结合圆周运动的规律解决问题。

变力作用，牛顿第二定律是瞬时值表达式。

无论在何种力的作用下，从力和运动关系的角度分析各种形式运动的考察重点相对固定的，而不同形式的运动考察的重点又有所区别。无论何种力作用下同一形式运动的解题思维过程是相对固定的，因此按照运动的形式分专题复习是有意义的。

3解题思维过程的需要。

根据运平衡态

动形式、

判

选受运题目条断匀变速直线运动

审

列择力动运件和规题式

对分分动

解象析析律的特性非匀变速直线运动

题质点选择

解题的匀变速曲线运动

想动

：作方法。

据分：力运非匀变速曲线运动

力析画

动和运受

运动力动性、

的质运

关

动系过

程

图

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牛顿运动定律

教学目标：较深刻的体会牛顿运动定律的内涵，学生会应用牛顿运动定律和力的基本概念分析受力，会应用牛顿运动定律分析运动性质，会正确选择解决问题的规律和方法。学生形成解决力和运动问题的一般思维过程。

任务分析：

1、本节内容属规律的应用（高级规则学习）

2、起点能力：学生对知道惯性、牛顿三定律的内容、运动学基本概念，具备应用定律解决问题的初步能力。

3、学习条件：高级规则的学习方式有接受、问题解决两种方式。对于惯性、力和运动的关系采取接受式的学习方式，教师深刻剖析定律的内涵。之后采取问题解决学习方式，举例讲解与问题解决相结合。

4、终点能力：体会牛顿定律的内涵，将惯性等概念与实际问题结合，运用惯性等概念指导具体问题的分析，理解力和运动的关系这一核心的物理思想。学生形成解决力与运动问题的一般思维过程：受力、运动分析，判断运动的特征，依据运动的特点和规律内涵选择解决问题的规律方法，列式解题。学生会应用牛顿运动定律和力的基本概念分析受力，会应用牛顿运动定律分析运动性质，会选择规律方法。

教学重点：牛顿第一、第二定律的理解和应用。

教学难点：力和运动关系的体会和应用。

教学过程：

一、牛顿第一定律

1、重要性：对牛顿第一定律的深入理解是掌握“力和运动”这一高中物理核心思想的基础。

2、内容：

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

3、关于这个定律可以从以下三个方面来理解和认识．

（1）定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态．而所说的物体，在空间上是指所有的任何一个物体．在时间上，是指每个物体总是具有这种属性．即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体．这种“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质叫惯性．一句话，牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性．

（2）定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”这实际上是给力下的定义，即力是改变物体运动状态的原因（力并不是产生和维持物体运动的原因）．

（3）牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律．实际上，不受外力作用的物体是不存在的．物体所受到的几个力的合力为零时，其效果就跟不受外力相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止．

4、对“惯性、牛顿第一定律”的深刻理解和应用。

1）速度不能突变

由于一切物体在任何情况下都有惯性，即保持原来的速度，所以当外力作用使物体速度改变时，速度是从原来的速度开始变化，速度不能突变不能任意变化而要遵循一定的规律。

2）物体的状态由外力和速度共同决定

由于惯性物体要保持原来的速度。当有外力作用时，外力要改变物体的速度，物体仍要保持原来的速度，物体内在的这种性质和外力就共同决定物体的运动状态。

阅读：

当物体受到外力作用时，物体的运动状态将发生变化，它同样具有惯性，这时物体的惯性表现为物体内在的抵抗能力，受外力作用的物体作变速运动，物体的速度每时每刻都要发生变化，但不管任何时刻，物体都表现出要维持其即时速度不变的性质，由于外力的作用，物体（第 2 页

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定律列式解题。

如：把握短暂的速度变化过程，从速度不能突变来认识“抛、接、起跳、缓冲、碰撞”这些速度快速变化的过程。在审题时，应以力和运动关系的思想指导对题目中速度改变过程及受力的分析。应思考清楚力和运动的定性关系，使牛顿第一定律更具操作性。

例1 ：如图1-1所示，一个铁球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，接触弹簧后将弹簧压缩，在压缩的全过程中，分析速度和加速度的变化。不要认为小球接触弹簧就弹回，不要认为小球所受重力和弹力相等时弹回是“速度不能突变”的体现。

图1-1

例2：某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，紧接着他用双腿弯曲的办法缓冲，使身体重心又下降了0.5m。在着地过程中，地面对他地双脚地平均作用力估计为自身重力的多少倍。

分析：本题可用牛顿第二定律来解，也可应用动能定理来解，但都需明确“缓冲”二字的运动过程。

答案：5倍

例3：如图所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B间静摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，当拉力大小分别是F=10N和F=20N时，A、B的加速度各多大？

A

B

F

解：先确定临界值，即刚好使A、B发生相对滑动的F值。当A、B间的静摩擦力达到5N时，既可以认为它们仍然保持相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动，A在滑动摩擦力作用下加速运动。这时以A为对象得到a =5m/s2；再以A、B系统为对象得到 F =（mA+mB）a =15N ⑴当F=10N<15N时， A、B一定仍相对静止，所以aAaBF3.3m/s2 mAmB⑵当F=20N>15N时，A、B间一定发生了相对滑动，用质点组牛顿第二定律列方程：FmAaAmBaB，而a A =5m/s2，于是可以得到a B =7.5m/s2

例4：匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球，若升降机突然停止，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中（

） （不定项选择题）

A.速度逐渐减小 B.速度先增大后减小. C.加速度逐渐增大. D.加速度逐渐减小. 答案：ac

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例5：下图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上。 已知两板间距d=0.1 m，板的长度l=0.5 m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×10－5C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g取10 m/s2。

（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？

（2）若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=0.3 m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？

答案：1）约104V 2) 4 m/s 分析：本题首先要清楚物体在电场中和出电场后的运动情况。根据力和运动的关系判断物体的运动。

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