资源简介

运动和力的关系复习
课程基本信息
课例编号 学科 物理 年级 高一 学期 上学期
课题 运动和力的关系复习
教学目标
教学目标： 1. 回顾本章主要内容，建立概念、规律之间的联系。 2. 梳理本章重要的研究思想与方法，培养科学思维。 3. 运用牛顿运动定律解决问题： （1）探究加速度与力、质量关系实验中小车受力的问题 （2）设计“加速度计”。 教学重点： 梳理研究思想与方法。 教学难点： 设计“加速度计”。
教学过程
时间 教学环节 主要师生活动
0.5分钟 环节一：引入 教师：同学们好，这节课我们来复习必修1的第四章——运动和力的关系。我们将分成三个部分来进行：知识梳理与整合，研究思想与方法，应用与体会。
3分钟 环节二： 知识梳理与整合 （回顾人们对运动与力关系的认识的历史） 教师：人们对运动与力关系的认识经历了漫长而曲折的过程。历史上，有许多科学家作出了杰出的贡献。这里我们着重提四位人物…… （回顾牛顿运动定律） 教师：牛顿第一定律又叫惯性定律。它指出，…… （对牛顿第二定律的理解） 教师：牛顿第二定律的表达式是F=ma，这个公式左边是力，右边有加速度，涉及运动。它将力和运动联系了起来。一方面，我们可以从物体的受力情况出发，推知物体的运动情况；反过来，也可以根据物体的运动情况得知物体的受力情况。在这中间，起到沟通运动和力的桥梁作用的正是牛顿第二定律。 F=ma是一个瞬时表达式，F与a具有“同时产生、同时变化、同时为零”的瞬时对应关系。表达式中，F与a都是矢量，它们不仅在数量上，而且在方向上也有对应关系。牛顿第二定律的表达式也可以按某一方向去写。此外还需要注意的是，牛顿第二定律仅在惯性参考系中成立。
11分钟 环节三： 研究思想与方法 （理想实验） 教师：下面我们来梳理本章重要的研究思想与方法。这一章一个重要的思想方法是理想实验…… （实验探究） 教师：（控制变量法）本章另一个重要的研究方法是科学探究。我们通过实验来探究加速度与力、质量的关系。在研究某个物理量和多个变量的关系时，我们往往采用控制变量法…… 学生活动：（实验设计）实验的整体思路确定后，我们需要考虑如何测量相关的物理量。我们研究的对象是小车。小车的质量可以通过天平测得。另外两个物理量需要我们重点考虑。一是如何给小车提供恒力F并测量力的大小？二是如何测量小车的加速度a？ 学生活动：（数据处理）实验得到的数据需要进行处理。为了更直观地分析，我们用图像来处理数据……对于a与m，我们猜测a与m成反比，那么如何通过图像来检验我们的猜想呢？ （整体与隔离） 学生活动：在应用牛顿运动定律分析问题时，第一个步骤是选择研究的对象。在前面的课上我们分析了冰壶的运动、滑雪者的运动，在这些问题情境中运动的物体只有一个，研究对象很明确。如果在问题情境中有多个物体时，选择哪个物体作为研究对象就是需要认真思考的问题了。我们来看一道例题…… 例：物块A、B的质量分别为mA和mB，两者放在光滑的水平面上，在水平推力F的推动下沿水平面运动。A、B两物块间的压力FN是多大？
8分钟 环节四： 应用与体会 （小车所受拉力分析） 教师：接下来我们应用牛顿运动定律解决前面的一个遗留问题。在探究加速度与力、质量关系的实验中，我们用槽码通过滑轮牵引小车。我们说小车所受的拉力可近似认为与槽码所受的重力相等，前提是槽码的质量比小车的质量小很多。为什么说是近似相等呢？ 为了讨论方便，我们假设小车在光滑的水平面上运动，设小车的质量为m，槽码的质量为m0，绳的拉力为FT。我们分别以小车和槽码为研究对象，可以做出这样的受力分析图。槽码和小车都沿着绳运动，加速度a的大小相同。为了求解拉力FT，我们分别研究槽码和小车，列出牛顿第二定律的方程…… （设计“加速度计”） 学生活动：下面我们看一个实际问题：设计一个“加速度计”，用来测量地铁起动时的加速度。地铁启动时沿水平方向加速。但是加速度不容易直接测量。那么，能否通过一定手段，把加速度转化成容易测量的物理量呢？根据牛顿第二定律，加速度是和力相联系的。我们可以通过一些手段测出物体受力，那么加速度就容易知道了。请同学们先尝试自己设计方案。 教师：下面我们来看看同学们的想法。一位同学设计的方案是利用弹簧的弹力…… 另一位同学想到了我们之前研究过的一个模型。悬线偏离竖直方向的角度θ与车的加速度大小相关。据此，他设计出右图这样的装置……
1分钟 环节五： 小结 教师：本章综合了前三章的知识，研究的问题主要是物体的直线运动。但是，对于运动和力关系的讨论并不限于直线运动。我们将会在必修2的学习中看到，牛顿运动定律也适用于曲线运动。届时，我们会用牛顿运动定律讨论两种典型的曲线运动：抛体运动和圆周运动。我们会发现，各种复杂运动竟遵循同样的规律，而这规律又是如此的简洁深刻。这正是物理学的魅力所在。 以上就是我们对运动和力的关系这一章的复习。希望同学们通过这一章的学习，能够加深对运动和力关系的理解，为后续的学习打好基础。今天的课就上到这里，同学们再见！

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