本章复习与测试名师课堂实录

《牛顿运动定律的应用》教学设计

一、教学任务分析

本节内容以受力分析、力的合成与分解、匀加速直线运动规律、牛顿运动定律等基础知识和相应的技能为基础，是对牛顿运动定律的综合提高和延伸，也为以后的物理学习打下良好的基础。

通过对典型示例的分析和讨论，归纳出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。

二、教学目标

1、知识与技能

（1）能结合物体的运动进行准确的受力分析，并对相关受力进行合成与分解，特别是正交分解。

（2）掌握用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。

2、过程与方法

（1）通过对典型示例的分析、讨论过程，认识分析、归纳等科学方法，感受用牛顿运动定律解决实际问题的一般规律和方法。

（2）通过练习培养学生的推理能力、分析综合能力、应用数学方法处理物理问题的能力。

3、情感、态度与价值观

通过对典型示例的分析、讨论，激发学生学习科学的兴趣，培养学生严谨的科学态度及共同协作的困难精神，逐步形成科学的思维方式和思维习惯。

三、教学重点与难点

重点：怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。

难点：如何应用数学方法处理物理问题。

四、教学过程设计

本设计包括物体受力分析、正交分解、牛顿第二定律及运动学公式的应用。

本设计的基本思路是：以典型示例为切入点，应用牛顿运动定律解决实际问题，通过分析、讨论，归纳得出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。

本设计要突出的重点是：怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。方法是：以典型示例为切入点，通过应用牛顿第二定律和运动学公式求解过程中的分析、讨论，总结出加速度是联系运动和力的桥梁和纽带，同时归纳出应用牛顿运动定律解题的两种最基本的

1

情况：已知物体受力求物体运动状态的变化；已知物体运动状态的变化求物体受力，然后通过练习和作业，进一步熟悉应用牛顿运动定律解决简单实际问题的规律和方法。

本设计要突破的难点是：数学方法（圆的相关知识）在物理教学中的应用。

FNcosfsinmg

FNsinfcosma①

②

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让学生讨论通过上述方程组如何求FN和f

（sinθ+cosθ=1的应用）

五、教学流程

1、教学流程图

学生活动

等时圆

提问公式1

模型推导

总结牛顿运

师生互探

课件

动定律解题

课堂小结

等时圆模型回顾公式

规律和方法

学生活动

正交分解

提问公式2

学生讨论

教师点评

相似规律的

总结

变式训练

强化巩固

等时圆规律

2、引入新课

通过多媒体课件让学生观察：

1、三个小球从同一圆的最高点沿不同的轨道同时滚下，同时到达圆边界。

2、三个小球从同一圆的不同点沿不同的轨道同时滚下，同时到达圆的最低点。

三个问题：

（1）同学们观察到什么现象？

（2）同学们知道用什么规律解释这种现象？

（3）同学们能说出牛顿第二定律的表达式及匀变速直线运动的三个表达式

2 12xv0tat2vtv0at

吗？

【学生活动】牛顿第二定律F=ma 匀变速直线运动公式

【课件设计意图】激发学生学习物理的兴趣，引导学生克服困难，推导物理规律，使物理和生活联系起来。

3、新课讲解

教师：本节课我们就利用上面的公式处理几个生活中的案例。

拓展应用

1：等时圆模型

(1)

物体沿着位于同一竖直圆上的所有光滑弦由静止下滑，到达圆周最低点时间均相等，且为t＝



解：斜面长s=2Rcosθ

1sat2Rmgsin()22gagcos小球加速度

m2

2R

2(2)

物体沿着位于同一竖直圆上的所有过顶点的光滑弦由静止下滑，到达圆周低端时间相等也为t＝

解：斜面长s=2Rcosθ

2

mgsin()2gcos小球加速度a

mRg2R

1sat222【设计意图】教会学生如何用牛顿运动定律和运动学公式解决问题，培养学生应用数学知识解决物理问题的能力。

变式训练1：如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面

3

相切于M点，与竖直墙相切于A点．竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心．已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；

c球由C点自由下落到M点. 则(

) A．a球最先到达M点

B．b球最先到达M点

C．c球最先到达M点

D．b球和c球都可能最先到达M点

2、变式训练2：如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为(

) A．2∶1

B．1∶1

C.

3∶1

D．1∶3

【设计意图】巩固等时圆模型，使学生体会到学习物理的兴趣。

2：正交分解的应用

如图所示，倾角为θ斜面体上放一质量为m的物体，二者在水平力F的作用

下向左做加速度为a的匀加速直线运动，求物体对斜面体的压力和摩擦力？

讨论：(1) a=gtanθ时，f=0N

(物体受两个力，直接合成）

(2) a

建立平面直角坐标系xoy, 水平x轴：FNsinθ－fcosθ=ma-------①

竖直y轴:

FNcosθ＋fsinθ=mg-------②

①×sinθ＋②×cosθ

得：FN=masinθ＋mgcosθ

根据牛顿第三定律，物体对斜面体的

压力大小为FN=masinθ＋mgcosθ

②×sinθ－①×cosθ

得：f=mgsinθ－macosθ

根据牛顿第三定律，

物体对斜面体的摩擦力

为f=mgsinθ－macosθ

(2) a>gtanθ时，f方向沿斜面向下

4

a

FN

θ

θ

F

mg

建立平面直角坐标系xoy, 水平x轴：FNsinθ＋fcosθ=ma-------①

竖直y轴:

FNcosθ－fsinθ=mg-------②

①×sinθ＋②×cosθ

得：FN=masinθ＋mgcosθ

根据牛顿第三定律，物体对斜面体的

压力大小为FN=masinθ＋mgcosθ

①×cosθ－②×sinθ

得：f=macosθ－mgsinθ

根据牛顿第三定律，

物体对斜面体的摩擦力

为f=macosθ－mgsinθ

【设计意图】引导学生找到正确的方法——正交分解法，教会学生如何建立直角坐标系(沿运动方向），三角函数（sin2θ+cos2θ=1）应用，进一步培养学生应用数学解决物理问题的能力。

总结：用牛顿第二定律解题的方法和步骤

1、明确研究对象

2、进行受力分析，画出物体受力示意图；进行运动分析，分清已知与未知量。

3、规定正方向或建立直角坐标系

4、根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。

①物体受两个力：

合成法

②物体受多个力：正交分解法

沿运动方向

垂直于运动方向

加速度a是联系力和运F合maFxmaFy0动的桥梁

可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。

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作业

课后1、2、3题

12xv0tatF2am 运动学公式v

1 牛顿第二定律公式

tv0at22vvt02ax

板书

2.案例规范解题

设计

牛顿运动定律的应用

教学

反思

本节课主要目的是应用牛顿运动定律处理物理问题，在引入牛顿运动定律的应用时，充分激活学生思维，从易到难，符合学生的思维发展规律，容易为学生所接受，可以较大程度的调动学生参与教学活动的积极性，提高学生学习物理的兴趣，通过练习培养学生的推理能力、分析综合能力、应用数学方法处理物理问题的能力，使学生学会探索自然规律的基本方法，从而使学生获得基本的探究能力和创造性地解决实际问题的能力。

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