必修一 第四章牛顿运动定律全章教学设计.docx

必修一 第四章牛顿运动定律全章教学设计.docx

《必修一 第四章牛顿运动定律全章教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《必修一 第四章牛顿运动定律全章教学设计.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

必修一第四章牛顿运动定律全章教学设计

年月日

课题名称

牛顿第一定律

初备教师

复备教师

教学目标

⑴体会伽利略的理想实验思想。

⑵理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系。

⑶理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。

课堂教学过程（突破目标过程）

二次备课

导入：

问题：

力和运动之间究竟有什么关系？

亚里士多德:

必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来.

伽利略：

斜面实验、理想实验

在水平面上以一定速度运动的物体，若没有摩擦阻力，物体将保持这个速度永远运动下去.所以，力不是维持物体运动的原因！

笛卡儿：

如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。

牛顿：

维持物体运动的是物体的固有属性

力是改变物体运动状态的原因!

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.解读：

（1）一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态

说明：

物体的运动不需要力来维持

（2）维持物体运动的是物体的固有属性---提出惯性概念

（3）除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态

说明：

力是改变物体运动状态的原因

二.物体的惯性

1、一切物体总有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。

即保持原有速度的性质！

2、惯性的大小（状态即速度改变的难易程度）由质量决定。

小结：

亚里士多德---运动需要力来维持。

伽利略----力是改变物体运动状态的原因。

笛卡儿----……保持静止……或匀速直线运动

牛顿------一切物体总保持…或…状态,除非…力迫使它改变...

随堂练习

1.下列关于牛顿第一定律建立的说法中正确的是（）

A.它是通过理论推导出来的

B.它是通过实验直接得出的

C.它是可以通过实验验证的

D.它是以实验事实为基础，通过推理、想象而总结

出来的

2.下列说法中错误的是（）

A.正在运动的物体，如果所受的外力同时消失，将沿直线继续运动

B.原来静止的物体，只有受到力的作用才会运动起来

C.原来静止的物体，不受外力作用仍保持静止

D.原来静止的物体，如果所受的外力突然同时消失，将停止运动

3.关于运动和力的关系，下列说法正确的是（）

A.物体受到力的作用，运动状态一定改变

B.物体不受到力的作用，一定保持静止状态

C.物体运动状态的改变，一定是受到力的作用

D.物体运动状态没有发生改变，一定是没有受到力的作用

4.做伽利略实验时,每次做实验都用同一小车,从高度相同的斜面上运动下来,使它在三种平面上开始运动时的速度相同，则下列有关这个实验的说法中错误的是（）

A.在同样条件下，小车受到的阻力越小，它前进得就越远

B.小车受到的阻力越小，它的速度减小得就越慢

C.小车的速度减小是由于受到了阻力

D.这个实验直接得出了牛顿第一定律

5、下面几个说法中正确的是[]

A．静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用

B．当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态

C．当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用

D．物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向

作业：

板书设计：

一、牛顿第一定律

1.内容：

2.解读：

（1）一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态

说明：

物体的运动不需要力来维持

（2）维持物体运动的是物体的固有属性---提出惯性概念

（3）除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态

说明：

力是改变物体运动状态的原因

二.物体的惯性

1、一切物体总有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。

即保持原有速度的性质！

2、惯性的大小（状态即速度改变的难易程度）由质量决定。

教学反思与总结

课题名称

探究加速度与力、质量的关系

初备教师

复备教师

教学目标

（

1）学会通过实验探究物体加速度与力、质量的关系。

（2）在实验中掌握打

点计时器的用法。

（3）对自己的实验结果进行归纳分析。

课堂教学过程（突破目标过程）

二次备课

导入：

惯性（质量）维持运动状态（速度）

力改变运动状态（速度），产生加速度

影响物体加速度a的因素？

质量、力

控制变量法：

a、F、m间的关系？

猜想：

m一定时，F大，a大-------a∝F

F一定时，m大，a小--------a∝

实验探究1：

加速度a与合外力F的关系

保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度a与外力F的关系

问题：

1如何测量加速度？

2小车受到哪些外力？

如何测量小车受到的合外力？

实验过程

（1）用天平测出小车和小盘的质量M和m，并把数据记录下来（要求：

M>>m）

2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上

（3）平衡摩擦力

（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力

（5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为m1的小物体，重复上述实验

（5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为m1的小物体，重复上述实验

数据采集

在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，利用

计算打每条纸带的加速度ai（i=1、2、……），并记录在表格中

数据处理及分析：

用纵坐标表示加速度a，横坐标表示牵引力F，作a—F图象

a—F图象是一条过原点的倾斜直线

实验探究2：

加速度a与物体的质量m的关系

用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车质量m，作a—m图象

a—m为曲线能否说明a与m成反比？

a—

图象是一条过原点的倾斜直线

小结：

1、要平衡小车的摩擦力-----使小车合力变为绳的拉力

2、拉小车的钩码质量应远小于小车的质量------使小车

合力最终近似等于钩码的重力

3、图象法处理实验数据技巧.

结论：

1在物体质量m一定时，其加速度a与所受合外力F成正比

2在物体所受外力F一定时，其加速度a与质量m成反比

随堂练习

1：

在探究“加速度与力、质量的”关系实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是（）

A．小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力

B．小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车的拉力。

C．只有平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力

D．只有平衡摩擦力后,且小车的质量远大于吊盘与砝码的总质量时小车所受合力可以认为等于吊盘和砝码的重力

2：

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．

（1）本实验应用的实验方（）

（2）下列说法中正确的是（）

A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小

B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量

C.在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出图像。

D．当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小

3在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中错误的是（）

A．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源

D．小车运动的加速度，可从天平测出装砂小桶和砂的质量m及小车质量M直接用公式

求出.

4．关于本节的实验操作，下列说法中符合实际的是（）

A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

5．如图所示是某同学做探究“加速度与力、质量的关系”实验时，已接通电源正要释放纸带时的情况．请你指出该同学的五个差错．

作业：

板书设计：

控制变量法：

a、F、m间的关系？

猜想：

m一定时，F大，a大-------a∝F

F一定时，m大，a小--------a∝

实验探究1：

加速度a与合外力F的关系保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度a与外力F的关系

实验探究2：

加速度a与物体的质量m的关系

1、要平衡小车的摩擦力-----使小车合力变为绳的拉力

2、拉小车的钩码质量应远小于小车的质量------使小车

合力最终近似等于钩码的重力

教学反思与总结

课题名称

牛顿第二定律

初备教师

复备教师

教学目标

1．掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式．

2.理解公式中各物理量的意义及相互关系．

3．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的

课堂教学过程（突破目标过程）

二次备课

导入：

m一定时，a∝F

F一定时，a∝

牛顿第二定律

一、内容

物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

加速度的方向跟作用力的方向相同。

其中作用力指物体所受到的所有外力的合力

对牛顿第二定律的理解

1瞬时性

由于a∝F，则物体的加速度与物体所受的力总是同时存在，同时变化，则时消失，无先后之分

2同一性

F、m、a三者对应同一个物体

3因果性

只要物体所受合力不为0（无论合力多么小），物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因

4矢量性

物体加速度的方向与物体所受合力的方向总是相同

二、表达式

由F∝ma，得F＝kma

当质量是m=1kg的物体在某个力的作用下获得加速度a=1m/s2，由公式F=ma我们知道这个力的大小就是F=ma=1kg×1m/s2=1kg∙m/s2

此时k=1，上面的表达式就变成了最简单的表达式

F=ma

3、牛顿第二定律的应用

（1）由牛顿第二定律F＝ma可知，合力F的方向与加速度a的方向相同．解题时，若已知加速度的方向，就可推知合力的方向；反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向．

（2）求合力F时，要灵活选用力的合成法或正交分解法等方法处理．

①合成法：

当物体受两个力时，一般用合成法求合力．

正交分解法:

当物体受三个或多个力时，一般用正交分解法求合力．

随堂练习

1、下列说法正确的是：

（）

A、两个质量不同的物体，所受合力大的物体，加速度一定大。

B、两个质量不同的物体，所受合力小的物体，加速度一定小。

C、两个质量不同的物体，所受合力相同，加速度一定相同。

D、两个质量不同的物体，所受合力不同，加速度可能相同。

2　如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg.（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；

（2）求悬线对球的拉力．

3.如图所示，光滑平面上放有靠在一起的两物体m1、m2，外力F从左向右施加在m1上，使它们一起水平向右做加速运动，求m1和m2之间的相互作用力是多大？

4.如图所示，自动扶梯与水平面夹角为θ，上面站着质量为m的人，当自动扶梯以加速度a加速向上运动时，求扶梯对人的弹力FN和扶梯对人的摩擦力Ff。

作业：

板书设计：

牛顿第二定律

一、内容：

对牛顿第二定律的理解1瞬时性2同一性3因果性4矢量性

二、表达式

当质量是m=1kg的物体在某个力的作用下获得加速度a=1m/s2，由公式F=ma我们知道这个力的大小就是F=ma=1kg×1m/s2=1kg∙m/s2=1N.此时k=1，上面的表达式就变成了最简单的表达式

F=ma

三、牛顿第二定律的应用

教学反思与总结

课题名称

力学单位制

初备教师

复备教师

教学目标

1．掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式．

2.理解公式中各物理量的意义及相互关系．

3．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的

课堂教学过程（突破目标过程）

二次备课

导入：

张飞身高9尺,姚明身高2.26米

20世纪末美国曾发射一个火星探测器,在设定环绕轨道半径时，没有进行单位换算，导致探测器离火星过近,温度过高而起火，随后脱离轨道坠入火星的大气层.致使美国损失价值1.25亿美元的火星探测器

春秋战国时期，由于诸侯割据，政权分散，度量衡也无法保持一致。

秦始皇统一全国（公元前221）后,为适应生产和政治的需要，即推行“一法度衡石丈尺，车同轨，书同文字”。

颁发了统一度量衡诏书，制定了一套严格的管理制度，这些措施有利于中央集权，保证了度量衡的准确一致，为中国两千多年封建社会的度量衡制奠定了基础。

在1875年以前全世界没有统一的单

位，如长度的单位：

法国人：

米英国人：

英尺中国人：

尺

新课进行时

一、问题：

1.什么是基本量？

什么是基本单位？

大千世界的基本单元：

时、空、物质----力学基本量

什么是导出单位？

什么是单位制？

衍生出来的物理量

2.力学中的三个基本物理量和基本单位有哪些？

3.国际单位制的基本量和基本单位有哪些？

4.计算中采用国际单位进行运算作用是什么？

二、基本物理量与衍生物理量

力学基本物理量：

长度、质量、时间

衍生量：

面积、体积、密度、速度、加速度、力、压强、功等

基本单位与导出单位

三、单位制：

1、Cm·g·s制2、m·kg·s制-------国际单位制

七个基本物理量与其国际单位

随堂练习:

给出下列物理量或单位,请按要求填空:

A.米；B.牛顿；C.加速度；D.米/秒2；E.质量；F.千克；G.时间；H.秒；I.分钟；J.位移；K.厘米；L.千克/米3；M.焦耳；

1.在国际单位制中作为基本单位的是______.

2.属于导出单位的是________________。

3.属于物理量的是___________________

四、力学国际单位制（SI）在解题中的应用

1.在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可。

2.物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系。

因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误。

3.力学单位制使我们知道在运用公式进行计算中，要将各物理量的单位统一在同一单位制中。

4.力学单位制可以帮助我们检查记忆中物理公式是否正确和检查运算过程与结果。

随堂练习1、下列单位属于导出单位的是（）

A、小时B、牛C、焦D、瓦

2、下列单位全是国际单位的是（）

A、N，kg，mB、m，s，gC、kg，m，AD、kg，m，s

4.下列单位中，属于国际单位制的基本单位的有（）

A.毫米（mm）B.米（m）C.克（g）D.千克（kg）E.牛（N）F.焦耳（J）

3、现有下列物理量或单位，按下面的要求填空：

A.密度B.kgC.ND.mE.毫克F.sG.g/cm3H.PaI.aJ.m/sK.功率L.cm①属于物理量的是

②力学中的基本单位的有,力学中的导出单位的有.

③属于国际单位制中的单位有.

作业：

板书设计：

一、基本物理量与衍生物理量

1力学基本物理量：

长度、质量、时间

2衍生量：

面积、体积、密度、速度、加速度、力、压强、功等

3基本单位与导出单位

二、单位制：

1、Cm·g·s制

2、m·kg·s制-------国际单位制

三、力学国际单位制（SI）在解题中的应用

教学反思与总结

课题名称

牛顿第三定律

初备教师

复备教师

教学目标

（1）知道力的作用是

相互的，理解作用力和反作用力的概念;

（2）理解牛顿第三定律的确切含义，能用该定律解释生活中的有关问题;

能区分平衡力与作用力和反作用力。

课堂教学过程（突破目标过程）

二次备课

导入：

复习：

一、作用力与反作用力

力是物体对物体的作用

作用力与反作用力：

　　两物体间力的作用总是相互的。

一个物体对另一个物体有力的作用，后一个物体一定同时对这个物体也有力的作用。

相互作用的这一对力叫做作用力与反作用力

1.弹力的作用是相互的。

2.摩擦力的作用是相互的

3.磁力的作用是相互的

新课

二、实验探究：

1：

两只弹簧测力计

A弹簧不动，用B弹簧拉A

B弹簧不动，用A弹簧拉B

A、B对拉，同时两弹簧运动

实验结论：

作用力反作用力大小相等、方向相反，作用在同一直线

2：

力传感器、数据采集器及计算机

三、牛顿第三定律

1内容：

两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

2公式表达为：

F=-F′

3适用范围：

牛顿第三定律是个普遍定律。

所阐明的作用力与反作用力的关系不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种关系与作用力性质、物体质量大小、作用方式（接触还是不接触）、物体运动状态及参考系的选择均无关。

问题：

以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”，但石头“安然无恙”，是不是鸡蛋对石头的力小，石头对鸡蛋的力大？

随堂练习

1、给物块一个初速度，使它在粗糙的水平地面上滑行,请找出物体所受力的反作用力？

2、消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（　　）

A．绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力

B．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力

C．绳子对儿童的拉力大于儿童的重力

D．消防员对绳子的拉力大于儿童对绳子的拉力

四、作用力和反作用力与一对平衡力的比较

区别：

1作用对象

2作用时间

3力的性质

4力的效果

随堂练习

1粗糙的水平面上有一木箱，现用一水平力拉着木箱匀速前进，则木箱所受的拉力Ｆ、摩擦力Ｆｆ、重力Ｇ与支持力ＦＮ，下列说法正确的是（　）

Ａ．Ｆ与Ｆｆ是一对作用力和反作用力

Ｂ．木箱对地面的压力与木箱所受地面的支持力ＦＮ是一对作用力和反作用力

Ｃ．Ｇ与ＦＮ是一对平衡力

Ｄ．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力ＦＮ是一对平衡力

2关于相互作用力或平衡力，下列说法正确的是（）

A．作用力和反作用力的合力为零

B．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力和反作用力

C．人推着木箱加速前进时，人推木箱的力和木箱给人的力大小也相等

D．马拉车的力总是等于车拉马的力，它们是一对平衡力

3在甲乙两队拔河的这个事件中，下面说法正确的是（）

A.甲队输了比赛，是因为甲队拉乙队的力小于乙队拉甲队的力

B.甲队赢了比赛，是因为甲队拉乙队的力大于乙队拉甲队的力

C.只有处于僵持阶段时，甲队拉乙队的力才等于乙队拉甲队的力

D.不论谁输谁赢，甲队拉乙队的力总等于乙队拉甲队的力

小结:

1、作用力与反作用力的概念

2、作用力与反作用力总是等大、反向、共线（牛顿第三定律）；异体、同性、共存亡；

3、一对平衡力总是等大、反向、共线（平衡条件）；同体、对立（合力为零）。

作业：

板书设计：

一、牛顿第三定律

1内容：

两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

2公式表达为：

F=-F′

3适用范围：

二、作用力和反作用力的特点

1作用对象：

异体

2作用时间：

依存

3力的性质：

同性

4力的效果：

不能抵消

教学反思与总结

课题名称

用牛顿定律解决问题

（一）

初备教师

复备教师

教学目标

（1）能运用牛顿定律解答一般的动力学问题。

（2）理解运用牛顿定律解题的基本方法。

即首先对研究对象

进行受力分析和运动情况分析，然后用牛顿定律把二者联系起来。

（3）在分析解题过程中学习如何建立恰当的坐标

系进行解题等。

课堂教学过程（突破目标过程）

二次备课

导入：

复习：

1受力分析要点

2运动分析要点

新课

能解决的问题：

一、由受力情况求运动情况

例1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的摩擦力是4.2N.求：

1物体在4s末时的速度.

24s末撤去水平拉力，那么物体经过多长时间停下来？

小结

1.确定研究对象,并对该物体进行受力分析,画出受力示意图;

2.根据正交分解法,求出物体所受的合力;

3.根据牛顿第二定律列方程,求出加速度;

4.结合给定的运动学参量,选择运动学公式求未知量并加以讨论.

随堂练习1

某城市的一条水平道路上，规定车辆行驶速度不得超过60km/h。

在一次交通事故中，肇事车是一辆卡车，量得这辆卡车紧急刹车时留下的刹车痕迹长25.0m。

经过测试得知这种轮胎与路面的动摩擦因数为0.8，请利用你所学过的知识帮交警判断一下该车是否超速。

（g取10m/s2）

二、由运动情况求受力情况

例题2.一个滑雪的人,质量m＝75kg,以V0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ＝30°,在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m,求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）.

小结

1.确定研究对象,结合给定的运动学参量,选择运动学公式求加速度;

2.对研究对象进行受力分析,画出受力示意图;

3.根据正交分解法,表示出物体所受的合力;

4.根据牛顿第二定律列方程,求出未知力.

随堂练习2

2011年8月11日，我国的“辽宁号”航母出海试验，中国成为拥有航母的国家之一。

已知该航母飞行甲板长度L=300m,歼15战斗机质量为10吨，起飞速度要达到60m/s,战机被弹射装置弹出时的速度为v0=30m/s,假设战机滑行时作匀加速运动，其阻力恒为

求为使战斗机安全起飞，发动机产生的推力至少为多大？

动力学的两类基本问题：

F=ma始终是联系运动和力的桥梁

随堂练习3

F

如图所示，水平地面上放置一个质量为m的物体，在与水平方向成θ角的斜向右上方的拉力F＝的作用下沿水平地面从静止开始向右运动，物体与地面间的动摩擦因数为μ。

求：

ts后物体的速度大小。

作业：

板书设计：

例题规范解答

教学反思与总结

课题名称

超重、失重

初备教师

复备教师

教学目标

1.知道物理学中超重和失重现象的含义，能够通过牛顿定律对它们进行定量的分析，并能分析和说明一些简单的相关问题；

2.培养学生的分析推理能力和实验观察能力

课堂教学过程（突破目标过程）

二次备课

导入：

人在空中自由下落时人的身体是什么感觉呢？

问题1:

用台秤测物体的重量时，人们读出是什么值？

台秤测的是：

物体对它的压力F’，读数转换成质量。

弹簧测力计测的是物体对弹簧的拉力T’

问题2：

压力或者拉力一定等于重力吗？

一、概念建立

1.实重：

由于地球吸引而使