第二节 牛顿第二定律　两类动力学问题 第一课时(共2课时)教学案例 一、考纲要求 牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用 属Ⅱ类要求 二、教材分析 《牛顿第二定律》是高中物理新课程必修2第三章第二节的内容，是动力学部分的核心内容，它具体地、定量地描述加速度与它所受外力以及质量的关系；此定律是联系运动学与力学的桥梁，它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻，所以本节课的复习教学对动力学是至关重要的。 三、学情分析 高三复习目的明确，巩固高一、高二的基础知识，进一步夯实基础，以全面复习知识点为主，构建高中物理的知识网络。《牛顿运动定律》是在复习《直线运动》和《相互作用》（《功和能》还没复习）的基础上进行。通过前面的对“力和运动”的复习，学生已经具备运动分析和受力分析的基本方法，而对力和运动联系的综合问题的分析存在一定的困难，本节课的复习特别是对牛顿第二定律的理解，有助于学生巩固“力和运动”的知识，并能更好地应用。 四、教学目标 [课时安排]：共2课时 第一课时 重点：两类动力学问题。 难点：对牛顿第二定律的理解，特别是瞬时性； 求解瞬时加速度。 第二课时 重点：单位制、动力学图像问题、整体法和隔离法。 难点：物理模型——传送带模型中的动力学问题。 五、教学策略与手段 问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。 六、教学过程 教学活动 教学设计 [知识链接]（用PPT显示） 一、运动 （一）速度与加速度的定性关系：当速度变化时， 速度加减看方向：______________； 变化快慢看大小：_______________。 答：v与a方向关系：同向加速，反向减速 a的大小：a大变化快， a小变化慢 （二）匀变速直线运动的基本规律（知三求二） 1．速度与时间的关系式：_______________. 2．位移与时间的关系式：_______________. 3．位移与速度的关系式：_______________. 答： 二、力 （一）受力分析的基本思路 1．确定研究对象： 顺序（先易后难，先上后下）；方法（整体法和隔离法） 2．受力分析 顺序：给定力、场力(重力、电场力、磁场力等)、 弹力、摩擦力、其它力。 方法：条件法、假设法（假设分离法、假设存在法、假设接触面光滑法）、状态法、相互作用法（牛顿第三定律法）、 3．检查 多力（找施力物体）；少力（状态法） （二）力的合成与分解 1．力的运算法则 平行四边形定则、三角形定则 2．对力的处理方法 力的合成法（少力），力的正交分解法（多力），力的三角形法（平衡问题） ►设计意图：对本节涉及的相关知识（力和运动两部分）进行总结归纳，让学生自然过渡到本节课的复习。 ►教学方式：老师提问，学生写公式或口述答案，教师讲评总结。 ►教学反馈：学生对知识和概念掌握得比较好。但实践能力差。 [知识系统化] ►引入：牛顿第一定律：力是产生加速度的原因，力和加速度的定量关系是什么呢？牛顿第二定律回答了这个问题。 一、牛顿第二定律 1．内容：物体加速度的大小跟作用力成________，跟物体的质量成_______，加速度的方向跟作用力的方向_________． 2．表达式：F合＝ma. 3．适用范围 (1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面___________或____________的参考系． (2)牛顿第二定律只适用于____物体(相对于分子、原子等)、_______运动(远小于光速)的情况． 答：1、正比，反比，相同． 3．（1）静止；匀速直线运动． (2)宏观；低速． ►教师引导：进行分析类比，加深印象。1、分清加速度的两个表达式：定义式和决定式；并由此说明“加速度”的桥梁作用——联系着运动和力。（存在问题：学生不易区分两个公式，可以类比电容的两个表达式） 2、与“相对论”的适用范围进行对比。 4、理解 ►同向性举例： 已知小球质量m、车的加速度a。请对小球进行受力分析： 小结：结合物理的运动状态，用力的合成法进行处理。先分析重力、合力，再分析利用平行四边形定则分析弹力，可知弹力与杆的具体方向无关。 ►独立性举例：对站在向上加速的自动扶梯的人进行受力分析。 注意：本题不是分解力，而是分解加速度(沿力所在的两个轴的方向分解。) ►同体性：简单说明在整体法和隔离法中要特别注意各量对应关系。第二课时再拓展。 （1）六个性质 因果性 力是产生加速度的原因 同向性 F合与a同向 局限性 ①只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子 ②物体的加速度必须是相对于地面静止或匀速直线运动（即a=0）的参考系（惯性系）而言的 同体性 F=ma中,F,m,a对应同一物质或同一系统(整体法和隔离法) 独立性 作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律。 沿两个方向分解：Fx合= max , Fy合= may (力的正交分解：平行a；垂直a) 瞬时性 a与F对应同一时刻 ►教学设计：精选例题，对前5个性质进行简单说明。 ►教学反馈：学生直接分析弹力方向沿杆向上。 ►教学反思：可以针对性提问：重力和弹力的大小与a方向有关吗？ ►教学反馈：学生会遗忘分析摩擦力或，认为摩擦力的方向与运动方向相反。 ►教学反思：注意从摩擦力方向“沿切面”和水平合加速度的方向两方面进行引导。 （2）牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型 a、渐变模型：弹簧（或橡皮绳）（弹力可认为瞬时不变） 例1：水平弹簧振子的弹力变化情况 例2：有些空气阻力也跟弹力（F＝kx）类似。如f=kv b、突变模型：刚性绳（或接触面）（弹力可突变）。 (1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间． (2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变． ►教学设计：提问法 （3）牛顿第二定律瞬时性的“两种”题型 a 、渐变过程分析： 速度与加速度的定性关系 当弹簧被压缩到A点，撤去外力，物体从A到O的运动性质分析。 b、求解瞬时加速度 一轻弹簧上端固定，下端挂一物块甲，甲和乙用一细线相连，如图所示，甲和乙的质量均为m，两者均处于静止状态．当甲、乙之间的细线被剪断的瞬间，甲、乙的加速度大小记作a甲、a乙，那么(　D　) ►问：为突破难点——剪断细线，细线弹力会突变。如果附近有未剪断的细线，弹力会突变吗？——学生的错误答案：不会。 ►变式：把轻弹簧换成细线，答案（ A ） ►解题指导： 1、渐变过程分析关键： 速度与加速度的定性关系 2、求解瞬时加速度 的关键：作突变前后的受力分析图， 找突变力与瞬时不变的力 改编目的：把轻弹簧换成经细线，两种题型可以对比：连接固定端和甲之间，如果是弹簧，在外部条件瞬间变化情况下（甲、乙之间的细线被剪断的瞬间）弹力不会发生变化，而如果是细线，弹力会发生突变（虽然未剪断）。 二、两类动力学问题 1．已知物体的受力情况，求物体的_______________． 2．已知物体的运动情况，求物体的_______________． 3、两类动力学问题的解题的基本思路 答：1、运动情况2、受力情况 3、 ►教学反馈：学生能很快找出联系：两个过程、两个分析、两类公式和两种题型。 2016高考总复习《优化方案》课后达标检测P224 题11 2014年10月，“辽宁舰”解缆起航，继续进行“歼－15”舰载机起降训练，如图所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为l1＝1.6×102 m的水平跑道和长度为l2＝20 m的倾斜跑道两部分组成，水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h＝4.0 m．一架质量为m＝2.0×104 kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F＝1.2×105 N，方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的