高二物理第四章《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》章末復(fù)習(xí)教案(新人教版必修1)
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111第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律章末復(fù)習(xí)一、 教材分析本章是在前面對(duì)運(yùn)動(dòng)和力分別研究的基礎(chǔ)上的延伸研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,建立起牛頓運(yùn)動(dòng)定律。牛頓運(yùn)動(dòng)定律是動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ),是力學(xué)中也是整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律,正確地理解慣性概念,理解物體間的相互作用的規(guī)律,熟練地運(yùn)用牛頓第二定律解決問題,是本章的學(xué)習(xí)要求,也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)今后的知識(shí),提高分析解決問題的能力奠定基礎(chǔ)。本章還涉及到了許多重要的研究方法,如:在牛頓第一定律的研究中采用的理想實(shí)驗(yàn)法;牛頓第二定律中的控制變量法;運(yùn)用牛頓第二定律處理問題時(shí)常用的整體法與隔離法,以及單位的規(guī)定方法,單位制的創(chuàng)建等。對(duì)這些方法要認(rèn)真體會(huì)、理解,以提高認(rèn)知的境界。為了更扎實(shí)地理解牛頓第二定律,本章第二節(jié)安排了實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,并提供了參考案例,實(shí)驗(yàn)操作方便,規(guī)律性強(qiáng),結(jié)論容易獲得,控制變量法在此得到了實(shí)踐。第五節(jié)牛頓第三定律的研究引入了傳感器計(jì)算機(jī)的組合,現(xiàn)代氣息濃厚,實(shí)驗(yàn)效果很好。物理知識(shí)來源于生活,最終應(yīng)用于生活,本章的后兩節(jié)就是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用二、 教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能1、理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,知道物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。2、理解牛頓第一定律,知道它是邏輯推理的結(jié)果,不受力的物體是不存在的。3、理解慣性的概念,知道質(zhì)量是慣性大小的量度2、過程與方法 1、培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力,要能透過現(xiàn)象了解事物的本質(zhì),不能不加研究、分析而只憑經(jīng)驗(yàn),對(duì)物理問題決不能主觀臆斷正確的認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系2、幫助學(xué)生養(yǎng)成研究問題要從不同的角度對(duì)比研究的習(xí)慣3、培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理的能力,知道物體的運(yùn)動(dòng)是不需要力來維持的。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、利用一些簡(jiǎn)單的器材,比如:小球、木塊、毛巾、玻璃板等,來對(duì)比研究力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,現(xiàn)象明顯,而且更容易推理。2、培養(yǎng)科學(xué)研究問題的態(tài)度。3、利用動(dòng)畫演示伽利略的理想實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生理解問題。4、利用生活中的例子來認(rèn)識(shí)慣性與質(zhì)量的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生大膽發(fā)言,并學(xué)以致用。三、 教學(xué)重點(diǎn)1、慣性是物體的固有屬性,質(zhì)量是物體慣性大小的量度;運(yùn)用慣性概念,解釋有關(guān)實(shí)際問題。2、通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量加速度、力、質(zhì)量,分別作出加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系圖像;根據(jù)圖像寫出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系式,體會(huì)“控制變量法”對(duì)研究問題的意義。3、牛頓第二定律的內(nèi)容,會(huì)用正交分解法和牛頓第二定律解決實(shí)際問題。4、物理公式既確定物理量之間的關(guān)系,又確定物理量單位間的關(guān)系;基本單位、導(dǎo)出單位和單位制;國際單位制中力學(xué)的三個(gè)基本單位;單位制在物理學(xué)中的重要意義。5、通過對(duì)具體實(shí)例的觀察和演示實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)力的作用是相互的;能找出某個(gè)力對(duì)應(yīng)的反作用力,掌握牛頓第三定律的內(nèi)容,運(yùn)用牛頓第三定律解釋生活中的有關(guān)問題。6、動(dòng)力學(xué)兩類基本問題求解基本思路和一般步驟。7、共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用;應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決超、失重問題。四、 教學(xué)難點(diǎn)1、理想實(shí)驗(yàn)的推理過程;對(duì)牛頓第一定律的理解。2、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、分析?shí)驗(yàn)思路、制定實(shí)驗(yàn)方案、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論;認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)處理時(shí)變換坐標(biāo)軸的技巧,了解將”不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化為可測(cè)物理量”的實(shí)驗(yàn)方法,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差作初步分析。3、加速度與物體所受的合力之間的關(guān)系(正比性、同體性、瞬時(shí)性和矢量性)。4、利用物理公式得出單位之間的關(guān)系;根據(jù)物理量單位之間的關(guān)系,判斷運(yùn)算表達(dá)式是否錯(cuò)誤。5、運(yùn)用牛頓第三定律解決受力分析中的相互作用力問題;區(qū)分平衡力和作用力與反作用力。6、物體的受力分析與運(yùn)動(dòng)情況分析。7、超重失重現(xiàn)象的理解。五、 教學(xué)過程一知識(shí)復(fù)習(xí) 本課學(xué)習(xí)內(nèi)容是第三章牛頓運(yùn)動(dòng)的第1節(jié)第3節(jié),即牛頓第一定律;物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變;牛頓第二定律。 本課學(xué)習(xí)目的是以下三點(diǎn): 知道伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí),知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過程和結(jié)論,知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法;理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義;知道什么是慣性,會(huì)正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象。 理解力是使物體產(chǎn)生加速度的原因,理解質(zhì)量是慣性大小的量度。 理解加速度與力的關(guān)系,理解加速度與質(zhì)量的關(guān)系,知道得出這兩個(gè)關(guān)系的實(shí)驗(yàn);知道國際單位制中力的單位是如何定義的;理解牛頓第二定律的內(nèi)容,知道牛頓第二定律表達(dá)式的確切含義;會(huì)用牛頓第二定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。二要重點(diǎn)講解: 1力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 (1)伽利略理想實(shí)驗(yàn).伽利略理想實(shí)驗(yàn)說明了物體維持自己的運(yùn)動(dòng)并不需要力.如果我們能夠細(xì)心觀察、分析一些常見物體的運(yùn)動(dòng),也很容易驗(yàn)證伽利略的結(jié)論.滾動(dòng)的足球會(huì)停下來,不是因?yàn)闆]有維持它運(yùn)動(dòng)的力,而是因受到摩擦阻力的作用.瓦片可以在水平冰面上滑行很遠(yuǎn)才停止,就是所受摩擦力很小的緣故.假設(shè)冰面對(duì)瓦片無阻力且空氣阻力也可忽略,瓦片將會(huì)沿冰面一直滑行下去,而無需施加任何沿運(yùn)動(dòng)方向的外力. 在實(shí)際生活中,我們很難找到使物體不受任何阻力的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,這就顯示了伽利略理想實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性.理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法. (2)運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)自身的屬性.自然界中的任何物體都處在永不停止的運(yùn)動(dòng)中.我們看到一幢大樓是靜止的,這其實(shí)是以地面為參照物的觀察結(jié)果.若以太陽為參照物,大樓一方面與地球一起繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng),另一方面還要隨地球一起繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng).整個(gè)宇宙中,大到恒星、星系,小到原子、電子,都處在永不停止的運(yùn)動(dòng)中.可見運(yùn)動(dòng)是物體自身的屬性,只要物體存在,它就必然要運(yùn)動(dòng).從這個(gè)意義上講,物體的運(yùn)動(dòng)也無需外力去維持. 2慣性. (1)慣性是物體的固有性質(zhì).牛頓第一定律告訴我們,物體在不受外力作用時(shí)將保持自己原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),這是一切物體所固有的性質(zhì)即物體的慣性.任何物體都具有慣性,這與物體是運(yùn)動(dòng)著的還是靜止的無關(guān),也與物體正在作何種運(yùn)動(dòng)無關(guān). (2)物體的慣性與物體的受力狀況無關(guān).牛頓第一定律所描述的狀態(tài)是一種理想狀態(tài),即物體不受外力作用的狀態(tài).實(shí)際上任何物體均與周圍物體發(fā)生相互作用,不受外力作用的物體是不存在的.但物體受到外力作用并不會(huì)引起物體慣性的變化.若物體所受外力的合力為零,物體將保持自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止.顯然,物體的慣性與不受外力時(shí)相同.若物體作變速運(yùn)動(dòng),也不能說物體就不具有慣性.如物體在重力作用下作自由落體運(yùn)動(dòng),物體的速度不斷增加,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷改變,但并不說明物體的慣性已經(jīng)消失.在運(yùn)動(dòng)中的任一時(shí)刻,若給物體施一大小與重力相等、方向與重力相反的外力,則物體將保持那一時(shí)刻的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng).這說明了,物體的慣性并沒有發(fā)生變化.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是受外力作用的結(jié)果,但運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化并不是物體慣性的變化,物體的慣性與是否受外力以及所受合外力是否為零均無關(guān). 3物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變. 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化與物體所受外力和物體的慣性均有關(guān).力是物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而慣性決定著物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度. (1)力是物體產(chǎn)生加速度的原因.物體在不受外力作用或所受外力的合力為零時(shí)均保持自己原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化,只有當(dāng)物體所受合外力不為零時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)改變,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),物體的速度必然發(fā)生變化(大小變化,方向變化或大小、方向均變化),因而此時(shí)物體的合力必定不為零.這就是說,物體有加速度時(shí),物體所受外力的合力必定不為零,即力是物體產(chǎn)生加速度的原因. (2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度,在同樣外力作用下,質(zhì)量越大的物體,改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就越困難.例如,用同樣大小的水平力推兩輛原靜止在水平面上的小車,一輛空車,一輛裝滿貨物.要使它們達(dá)到相同的速度,實(shí)車比空車所需時(shí)間要長(zhǎng).物體的慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性,慣性越大,說明物體保持自己原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力越大,亦即改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就越困難.可見質(zhì)量越大,物體的慣性越大.質(zhì)量越小,物體的慣性越小.物體的慣性大小可以用質(zhì)量去量度. 初中時(shí)我們學(xué)過“質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少”,這與我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的“質(zhì)量是物體慣性大小的量度”并不矛盾,這是質(zhì)量所具有兩種物理意義. 4正確理解牛頓第二定律 同一性 牛頓第二定律中是物體(或系統(tǒng))所受的合外力,a是指同物體(或同系統(tǒng))的加速度,而m是該物體(或該系統(tǒng))的質(zhì)量,即、m、a對(duì)應(yīng)與同一研究對(duì)象,這就是研究對(duì)象的同一性。 矢量性 合外力F和加速度a均是矢量,所以牛頓第二定律=ma是一個(gè)矢量關(guān)系式。物體的加速度a的方向始終與物體所受的合外力F的方向一致,此即a、F的同向性(或矢量性),而決不能理解為與物體的速度方向相同或相反。 因果性 物體受到的合外力不為零就一定產(chǎn)生加速度,力是產(chǎn)生加速度的原因。=ma中的“=”號(hào)說明與ma的數(shù)量相等,方向相同,不能把ma與看作是相同的物理量,ma不是一個(gè)力。 瞬時(shí)性 牛頓第二定律所揭示的規(guī)律具有瞬時(shí)性,表現(xiàn)為:加速度與合外力對(duì)應(yīng)于同一時(shí)刻,即合外力為零時(shí),加速度為零,物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng);合外力為恒力時(shí),加速度不變,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng);而當(dāng)合外力為變力或物體變質(zhì)量時(shí),加速度隨著變化,物體做變加速運(yùn)動(dòng)。注意:因?yàn)榱梢园l(fā)生突變,所以加速度也可以發(fā)生突變,而速度不能突變。 獨(dú)立性 牛頓第二定律=ma中,若物體同時(shí)受到幾個(gè)外力的作用,一個(gè)外力對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)加速度,某方向的合外力對(duì)應(yīng)在該方向產(chǎn)生一個(gè)加速度,每個(gè)加速度的方向與所對(duì)應(yīng)的外力方向相同。求解某方向的問題時(shí)就只考慮該方向的力所產(chǎn)生的加速度,這就是a和F的獨(dú)立性。 相對(duì)性 在牛頓第二定律中,加速度a與參照物的選取有關(guān)。在處理問題時(shí),必須選取相對(duì)于地球保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體為參照物,這就是牛頓第二定律的相對(duì)性。通常我們選取地球?yàn)閰⒄瘴?,若物體的加速度不是相對(duì)與地球的,則必須將其轉(zhuǎn)化為相對(duì)與地球的加速度,然后才可代入=ma中求解。 統(tǒng)一性 在國際單位制中,F(xiàn)的單位為牛(N),質(zhì)量的單位為千克(kg),加速度的單位為米/秒2(m/s2)只有采用國際單位制,才存在關(guān)系式=ma,所以應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)必須注意單位的統(tǒng)一性。 適用性 牛頓第二定律只適用與宏觀物體相對(duì)慣性參照系做低速運(yùn)動(dòng)的情形。所謂慣性參照系是指參照物本身沒有加速度,相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照物可以看作慣性系。所謂低速是指物體運(yùn)動(dòng)速度比光速小得多,當(dāng)研究電子、質(zhì)子等接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí),牛頓第二定律就不再適用了。 牛頓第二定律的初步應(yīng)用應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí),常見的較簡(jiǎn)單的問題有兩類:第一類是已知物體的受力狀況,應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度,再進(jìn)一步去研究物體的運(yùn)動(dòng);第二類是已知物體的運(yùn)動(dòng)狀況,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度,再應(yīng)用牛頓第二定律去求解未知力.對(duì)于這兩類問題,都應(yīng)在分析研究對(duì)象的受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀況的基礎(chǔ)上列方程.通??刹捎萌缦碌幕窘忸}步驟: (1) 確立研究對(duì)象,并分析其受力狀況; (2) 分析運(yùn)動(dòng)狀況,確定加速度方向; (3) 建立恰當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,用正交法分解物體所受的各外力.通常使加速度方向與 某一坐標(biāo)軸重合. (4) 以速度方向?yàn)檎较蚪⑷缦路匠探M(設(shè)a與x軸重合)并解之: 課堂小結(jié)六、111- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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