高一物理第四章力与运动全章教案 人民版.docx

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高一物理第四章力与运动全章教案人民版

2019-2020年高一物理第四章力与运动全章教案人民版

三维目标

1.知识与技能

（1）伽利略理想实验；

（2）惯性概念；

（3）掌握牛顿第一定律的内容；

（4）理解力是改变物体运动状态的原因；

（5）能用牛顿第一定律解释惯性现象．

2.过程与方法

　培养学生严谨的逻辑推理能力；培养学生的口头表达能力．学习科学的实验方法．

3.情感态度与价值观

　对任何现象的发生不能够想当然，要有严谨、认真的科学态度．

教学重点对伽利略理想实验的理解；牛顿第一运动定律．

教学难点对伽利略理想实验的理解．

教学方法启发式、探究式、引导式的讲授法、

教学用具小黑板、小车、木块、气垫导轨滑块

课时安排1课时

教学过程

（一）导入新课

前一章我们学习了怎样描述物体的运动，但没有进一步讨论物体为什么会做这种或那种运动。

要讨论这个问题，必须知道运动和力的关系。

在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科叫做运动学；研究运动和力的关系的分科，叫做动力学。

动力学知识在生产和科学研究中是很重要的，设计各种机器，控制交通工具的速度，研究天体运动，计算人造卫星的轨道等等，都离不开动力学知识。

动力学的奠基人是英国科学家牛顿。

牛顿在1687年出版了他的名著《自然哲学的数学原理》。

在这部名著中，牛顿提出了三条运动定律，这三条定律称为牛顿运动定律，是整个动力的基础。

这一章我们要学习的就是牛顿运动定律。

在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态提出问题：

怎样才能让小车运动起来呢？

（学生答：

要用力去推它）师讲：

从这个例子很容易得到：

物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢？

本节课我们就来探究这个问题。

（二）新课教学

一、历史的回顾

　1、人类对力和运动关系的最初认识及亚里士多德其人．（见扩展资料）

　　2、伽利略理想实验：

（1）动画模拟该实验，并指出不能够真正试验的原因．或做课本所讲的气垫导轨实验（有视频资料），并指出为什么只是近似验证．由实验结果推出亚里士多德观点的错误，矛盾的焦点蚀是试实验条件的不同．

㈠用手推小车,小车前进;停止用力,小车就停止.（教师一边演示,也引导学生讨论问题,焦点—力是维持物体运动的原因还是改变物体运动状态的原因.）

通过例1讨论应该使学生明确：

小车原先静止,手推小车施了推力,迫使小车改变了静·止状态开始运动,手离开了小车,推力撤去,但小车在摩擦阻力作用下,速度逐渐减小,最终停止,是力使物体运动状态改变了.

㈡让足球在兰球场上、足球草地上以同样初速前进,在哪种场地上滚得更远？

为什么？

如果地面绝对光滑,足球又当怎样？

通过例2讨论应该使学生明确：

摩擦阻力越小,足球滚得越远,滚的时间越长.假想地面绝对光滑,足球就会永远运动.即物体运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因.

指导学生阅读“历史的回顾”课本内容,认识牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的.

师生点评：

亚里士多德观点来自日常经验所带来的错误.因为他没有经过科学分析,忽略了摩擦作用.

伽利略理想实验：

十七世纪意大利著名实验物理学家伽利略通过观察、实验、分析、推理,指出亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的.运动的小车能够停止是因为它受到摩擦阻力作用的结果.伽利略依据摩擦阻力使小车速度改变的可靠事实,设计了一个无摩擦的理想实验,并进行了科学的推理.如课本P46图3－2

甲图让小球沿一斜面从静止滚下,小球将滚上男另一斜面,如无摩擦,小球将上升到原来高度.他推论说,如果减小第二个斜面倾角（如图乙）小球在这个斜面上达到原来高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾角,便它最终成水平面（如图丙）小球就再也达不到原来高度,而沿水平面以恒定速度持续运动了.

由此,伽利略推出:

一切运动着的物体在没有受到外力作用时,它的速度将保持不变,并且一直运动下去.

师强调指出:

伽利略推论是不能用实验证明的,因为物体完全不受外力是不可能做到的.物体不受阻力的条件也是无法实现的.但是,随科技进步将摩擦阻力减到很小是可以做到的.下面用汽垫导轨实验近似验证上述结论.

（2）分析伽利略理想实验：

它是一个理想化的过程，但并不是凭空想象的来的，而在抽象思维过程中所创造出的一种科学推理，理想化实验是物理学中重要的研究方法．

　　（3）介绍伽利略．

二、牛顿第一运动定律

　　1、牛顿第一运动定律（惯性定律）：

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．

　　2、惯性：

物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质．

　　3、注意：

（通过实例分析）

（1）惯性与惯性定律不同．

（2）惯性是物体的固有性质，任何时候物体都具有惯性，与物体处于什么状态无关．

　　（3）力和运动的关系：

力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．

　　4、实例参考（要让学生充分参与讨论）：

　　分析刹车时人往前倾；启动时人往后仰．

做小实验：

惯性实验器演示惯性现象，并分析．

让学生举例分析，并指出哪些惯性现象有利，哪些惯性现象有害．

（ 三）课堂小结

（1）历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。

（2）伽利略得到力和运动关系的研究方法。

（3）牛顿第一定律的内容；

（4）惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。

（四）作业：

伽利略的理想实验与牛顿第一定律2课时

三维目标

1、知识与技能

（1）知道物体运动状态的改变既包括速度大小的改变，又包括速度方向的改变，同时也包括速度大小和方向同时改变。

（2）知道力是物体运动状态改变的原因，同时也是产生加速度的原因。

（3）知道质量是物体惯性大小的量度，并能用来解释一些简单的现象。

2、过程与方法

进一步培养学生的分析能力和推理能力

3、情感态度与价值观

培养学生严谨、认真的科学态度．

教学重点正确认识什么是物体运动状态的改变；质量是物体惯性大小的量度。

教学难点理解惯性的意义

教学方法讲授法、举例法、分析归纳法

课时安排2课时

教学过程

一、导入新课

1．问题：

牛顿第一定律的内容是什么？

2．引入：

牛顿第一定律告诉我们：

物体如果没有受到力的作用，将保持原来的运动状态不变，直到有外力迫使它改变这状态为止。

那么，什么是物体运动状态的改变？

导致物体运动状态发生改变的原因是什么呢？

这就是我们本节课要共同学习的问题。

二、新课教学

1．力是物体产生加速度的原因。

①举例说明什么是物体运动状态的改变

a：

列车出站时，在机车牵引力作用下，由静止开始运动，并且速度不断增大。

b：

列车进站时，由于受到阻力的作用，速度不断减小，最后停下来。

c：

抛出的手榴弹，射出的炮弹，由于受到重力的作用，速度的大小和方向都不断发生改变；

②通过对上述实例的分析，得到：

a：

物体的运动状态的改变→指的是物体的速度发生了变化。

包括三种情形：

即速度的大小改变；速度的方向改变；或速度的大小、方向同时改变。

b：

在上述例子中，物体的运动状态都发生了改变，原因是受到了力的作用。

→力是物体运动状态发生改变的原因。

c：

当物体的运动状态发生改变时，物体具有加速度。

得到：

力是使物体产生加速度的原因。

2：

质量是物体惯性大小的量度。

①实例分析：

a：

用相同的牵引力分别拉一辆空车和一辆装满货物的车，使它们由静止开始运动，它们的运动情况改变相同吗？

b：

改变情况不相同。

空车的质量小，在较短的时间内可以达到某一速度，产生的加速度大，运动状态容易改变；装满货物的车，质量大，要在较长的时间内才能得到相同的速度，产生的加速度小，运动状态难改变。

②总结得到：

质量是物体惯性大小的量度

（即质量大的物体惯性大，运动状态难改变，质量小的物体惯性小，运动状态易改变）

③引言过渡：

惯性的大小在实际中是经常要加以考虑的，下边同志们阅读课文最后一段，并解答投影片上的问题。

④用投影片出示思考题：

a：

当我们要求物体的运动状态容易改变时，应该怎么办？

举例说明。

b：

当我们要求物体的运动状态不易改变时，应该怎么办？

举例说明。

三、课堂小结

（1）知道力是物体运动状态改变的原因，同时也是产生加速度的原因。

（2）知道质量是物体惯性大小的量度，并能用来解释一些简单的现象。

四、作业

教学后记

影响加速度的因素

三维目标 

1、知识与技能

（1）理解加速度与力和质量的关系；

（2）理解牛顿第二定律的内容，知道公式的确切含义；

（3）知道得到牛顿第二定律的实验过程;

（4）知道控制变量法.

2、过程与方法

培养学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力．

3、情感态度与价值观

善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合．培养学生的实验能力、分析总结能力和解决问题的能力。

教学重点归纳出a与F和m的关系

教学难点 实验和总结定律的过程．

教学方法实验探究法、实验法（控制变量）、归纳法

课时安排1课时

教学过程

（一）导入新课

牛顿第一定律正确地揭示了运动和力的关系，力不是维持速度的原因，而是改变速度的原因。

物体的速度反映了物体的运动状态，所以物体的速度（大小、方向）发生了变化也就是物体的运动状态发生了变化。

一、力是物体产生加速度的原因

1.物体运动状态改变时的现象特征

2.力是产生加速度的原因

二、质量是物体惯性大小的量度

在相同的力作用下，质量小的物体产生的加速度大，运动状态容易改变，我们说它的惯性小；质量大的物体产生的加速度小，运动状态难改变。

我们说它的惯性大。

1.质量是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性越大。

2.改变物体惯性的方法和作用

（二）新课教学

一、加速度和力的关系：

（控制质量不变）

1、实验装置：

两辆质量相同的小车，放在光滑的水平板上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里放有数量不等的砝码，使两辆小车在不同的拉力下做匀加速运动。

2、两点说明

a.砝码跟小车相比质量较小，细绳对小车的拉力近似地等于砝码所受的重力。

b.用一只夹子夹住两根细绳，以同时控制两辆小车。

3、实验方法：

a.在两砝码盘中放不同数量的砝码，使两小车所受的拉力不同。

b.打开夹子让两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后关上夹子让它们同时停下来。

C.比较两辆车在相等的时间里，所发生的位移的大小.

结果:

所受拉力大的那辆小车，位移大

４、分析推理：

a.由公式得到在时间t一定时，位移s和加速度a成正比；

b.由实验结果得到：

小车的位移与他们所受的拉力成正比；

５、结论：

对质量一定的物体，加速度跟作用在物体上的力成正比，即：

二、加速度和质量的关系（控制外力不变）

1、实验装置（同上）

2、实验方法

使两辆小车所受拉力相同，而在一辆小车上加放砝码，以增大质量，研究加速度和质量之间的关系。

3、实验现象

在相同的时间里，质量小的那辆小车的位移大。

４、分析推理，得到结论：

在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比，即

a1/a2=m2/m1或a∝

（三）课堂小结

1.控制变量法

2.牛顿第二定律F合＝ma

3.解题步骤方法

（四）作业：

教学后记

探究物体运动与受力的关系

三维目标：

1、知识与技能

（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。

2、过程与方法

以实验为基础，通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。

培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。

3、情感态度与价值观

渗透物理学研究方法的教育，使学生知道结论是如何得出的；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法，把物理与实际生活紧密结合．

教学重点归纳出a与F和m的关系

教学难点使学生全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联

教学方法实验法（控制变量）、讲授法、举例法、分析归纳法

课时安排1课时

教学过程

（一）导入新课

由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因。

而物体运动状态的改变是物体运动速度发生变化，即加速度为零。

因而力又是产生加速度的原因，加速度与力有关。

由牛顿第一定律还可知：

一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，这种性质叫惯性。

而质量是物体惯性大小的量度，因而加速度跟质量有关。

那么物体运动的加速度跟物体质量及受力之间存在什么样的关系？

我们通过实验来探求。

（二）新课教学

1、实验过程

（1）加速度跟力的关系

使用两个相同的小车，满足m1=m2；在连小车前的绳端分别挂一个钩码和两个钩码，使F1=F2。

将二小车拉至同一起点处，记下位置。

放手后经一端时间使二小车同时停止，满足时间t相同。

读出二小车的位移填入表1：

（投影）

第一次

第二次

m/kg

F1/N

s/m

Fˊ/m

sˊ/m

小车1

小车2

0．2

0．2

0．2

0．1

0．32

0．15

0．3

0．1

0．31

0．10

改变F重复实验，F1/F2=2/1，a1/a2=s1/s2=0.32/0.15F1ˊ/F2ˊ=2/1，a1/a2=s1ˊ/s2ˊ=0.32/0.15

比较可得，在误差允许的范围内，a∝F。

读出二小车的位移填入表2：

（投影）

第一次

第二次

F/N

m/kg

s/m

m/kg

s/m

小车1

小车2

0．1

0．1

0．4

0．2

0．15

0．31

（2）加速度跟质量的关系

将小车1上加0．2kg砝码，使m1=2m2；二小车前面绳端都挂一个钩码，使F1=F2。

将二小车拉至同一起点处放开经一段时间使其同时停止，读出各小车位移记入表2：

（投影）

表2。

比较可得s1=1/2s2，s1/s2=m2/m1由a∝s，得a∝1/m

2．定律导出

（1）由上述实验结果，a∝F，a∝1/m可得出物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，即牛顿第二定律的基本关系。

写出数学表达式为a∝F/m或F∝ma。

（2）上式可写为等式F=kma，式中k为比例常数。

如果公式中的物理量选择合适的单位，就可以使k=1，则公式更为简单。

在国际单位制中，力的单位是牛顿。

牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的：

使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N，即1N=1kg·m/s2。

可见，如果都用国际单位制中的单位，就可以使k=1，那么公式则简化为F=ma，这就是牛顿第二定律的数学公式。

（3）当物体受到几个力的作用时，牛顿第二定律也是正确的，不过这时F代表的是物体所受外力的合力。

牛顿第二定律更一般的表述是：

物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

数学公式是：

F合=ma。

3．定律的理解

牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的，但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况，以及应用于变力作用的某一瞬时。

还应注意到定律表述的最后一句话，即加速度与合外力的方向关系，就是说，定律具有矢量性、瞬时性和独立性，所以掌握牛顿第二定律还要注意以下几点：

（1）定律中各物理量的意义及关系

F合是物体（研究对象）所受的合外力，m是研究对象的质量，如果研究对象是几个物体，则m为几个物体的质量和。

a为研究对象在合力F合作用下产生的加速度；a与F合的方向一致。

（2）定律的物理意义

从定律可看到：

一物体所受合外力恒定时，加速度也恒定不变，物体所做匀变速直线运动；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力为零时，加速度为零；物体就处于静止或匀速直线运动状态。

牛顿第二定律以简单的数字形式表明了运动和力的关系。

（三）课堂小结

1：

本节课我们主要学习了：

a：

什么是物体运动状态的改变？

b：

力是物体运动状态改变的原因；

c：

惯性是物体固有的属性，质量是惯性大小的量度。

2：

拓展：

a：

当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为运动状态不变；

b：

当物体所受合外力不为零时，惯性则表现为改变物体运动状态的难易程度。

（四）作业：

教学后记

牛顿第二定律1课时

三维目标 

1.知识与技能

（1）通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系；

（2）会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式；

（3）通过加速度与质量和和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的原因；

（4）认识加速度方向与合外力方向的矢量关系，认识加速度与和外力间的瞬时对应关系；

（5）能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题．

2、过程与方法

通过演示实验及数据处理，培养学生观察、分析、归纳总结的能力；通过实际问题的处理，培养良好的书面表达能力．

3、情感态度与价值观

培养认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯．

教学重点牛顿第二定律

教学难点 对牛顿第二定律的理解

教学方法实验法（控制变量）、归纳法

课时安排1课时

教学过程

（一）复习引入

1、我们讲了牛顿第一定律，它的内容是什么呢？

多媒体课件演示：

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。

也就是说，没有外力作用时，物体保持原来的状态，静止的保持静止、运动的保持匀速运动。

那如果有外力作用呢？

（引导回答）有外力作用----状态改变----速度改变----有加速度产生。

在上节课中我们还讲了：

质量是物体惯性大小的量度，质量越大的，状态越难改变。

这就涉及到三个物理量：

力、加速度和质量，三者之间到底有何关系呢？

我们这节课就来研究。

（二）新课教学

一、加速度、力和质量的关系

介绍研究方法（控制变量法）：

先研究在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系；再研究在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系．介绍实验装置及实验条件的保证：

在砝码质量远远小于小车质量的条件下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力．介绍数据处理方法（替代法）：

根据公式可知，在相同时间内，物体产生加速度之比等于位移之比．

以上内容可根据学生情况，让学生充分参与讨论．本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机，变为定量实验．

1、加速度和力的关系

做演示实验并得出结论：

小车质量相同时，小车产生的加速度与作用在小车上的力成正比，即，且方向与方向相同．

2、加速度和质量的关系

做演示实验并得出结论：

在相同的力F的作用下，小车产生的加速度与小车的质量成正比，即．

二、牛顿第二运动定律（加速度定律）

1、实验结论：

物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同．即，或．

2、力的单位的规定：

若规定：

使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N．则公式中的＝1．（这一点学生不易理解）

3、牛顿第二定律：

物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同．

数学表达式为：

F＝ma或a=F/m

4、对牛顿第二定律的理解：

（1）公式中的是指物体所受的合外力．

举例：

物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动，使物体产生加速度的合外力是物体

所受4个力的合力，即拉力和摩擦力的合力．（在桌面上推粉笔盒）

（2）矢量性：

公式中的和均为矢量，且二者方向始终相同．由此在处理问题时，由合外力的方向可以确定加速度方向；反之，由加速度方向可以找到合外力的方向．

（3）瞬时性：

物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化．

举例：

静止物体启动时，速度为零，但合外力不为零，所以物体具有加速度．

汽车在平直马路上行驶，其加速度由牵引力和摩擦力的合力提供；当刹车时，牵引力突然消失，则汽车此时的加速度仅由摩擦力提供．可以看出前后两种情况合外力方向相反，对应车的加速度方向也相反．

（4）力和运动关系小结：

物体所受的合外力决定物体产生的加速度：

当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动

当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动

以上小结教师要带着学生进行，同时可以让学生考虑是否还有其它情况，应满足什么条件．

（三）课堂小结

1.控制变量法

2.牛顿第二定律F合＝ma

3.解题步骤方法

（四）作业

教学后记

牛顿第二定律2课时

三维目标

1、知识与技能

（1）进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。

（2）掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

（3）学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。

（4）学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。

2、过程与方法

（1）培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。

（2）帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。

（3）帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。

3、情感、态度与价值观

（1）利用我国的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。

（2）培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。

教学重点用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法

教学难点正确分析受力并恰当地运用正交分解法

教学方法创设情景一一导入课题一一实例分析一－实践体验一一交流总结

教学用具投影仪、多媒体等

课时安排1课时

教学过程

（一）引入新课

利用多媒体投影播放“神州”5号飞船的升空及准确定点回收情景的实况录像资料，教师提出问题，引导启发学生初步讨论。

l、我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？

2、利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？

（二）新课教学

1、从受力确定运动情况

投影展示例题1并布置学生审题：

一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。

物体与地面间的摩擦力是4.2N。

求物体在4s末的速度和4s内的位移。

问：

l、本题研究对象是谁？

它共受几个力的作用？

物体所受的合力沿什么方向？

大小是多少？

2、本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。

这个物体的运动是匀变速运动吗？

依据是什么？

3、FN和G在竖直方向上，它们有什么关系？

经分析发现该题属于已知受力求运动呢，还是已知运动求受力呢？

要求学生在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程，提醒学生写明依据并与投影答案相对照。

如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，就可以根据牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是动力学所要解决的另一类问题。

2、从运动情况确定受力

投影展示例2并布置学生审题：

一个滑雪的人质量是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）

问：

本题属于那类力学问题？

人共受几个力的作用？

各力方向如何？

它们之中哪个力是待求量？

哪个力实际上是己知的？

待求力是谁？

物体所受的合力沿