第四章《运动和力的关系》学习活动设计六:多物体受力情况分析和运动情况分析
1.教学目标
(1)进一步掌握应用牛顿定律解决动力学问题的基本思路和方法,熟练掌握判断两类动力学问题的方法;
(2)学会应用整体法和隔离法分析多物体受力情况和运动情况,会按照具体问题来选取合适的研究对象;
(3)通过典型问题分析,使学生了解事物联系的普遍性,培养学生用动力学观点解释事物联系的能力。
2.教学建议
多物体受力情况分析和运动情况分析,属于牛顿运动定律在研究复杂过程和多研究对象中的运用,教材中并没有体现出此类要求。课标要求学生能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。所以这部分教学内容应当在学生已经掌握运用牛顿定律对单个质点研究对象进行受力分析和运动情况分析的基础上,进一步锻炼学生利用牛顿定律解决复杂研究对象、复杂研究过程的能力。
整体法和隔离法是分析多物体受力情况和运动情况常用的两种方法,学生初识连接体问题时,往往会无从下手,经常根据“感性”认识判断物体的受力与运动情况。所以本节的教学重点是教会学生根据具体问题选取合适的研究对象,进一步判断要研究的问题属于两类动力学问题中的哪类,从而运用牛顿定律科学地分析物体受力情况与运动情况。本节教学的难点在于,当研究的多物体存在相对运动时,需要从时间、空间关系上去找不同研究对象之间的联系,进行列式计算。
3.教学过程设计:
可以从学生普遍的日常认识出发,通过简单的推理、分析来引发学生对于多物体受力情况和运动情况问题的思考,激发学生的学习兴趣,培养学生质疑的能力。
有条件的学校可以借助力传感器,使学生获得直观的感受,加强实验现象对学生的认知冲突,更好地引发学生探究热情。
(2)点评
牛顿第二定律解决了单个研究对象受力情况与运动情况之间的关系,但是当我们需要分析多个物理之间的运动情况与受力情况时,就需要结合牛顿第三定律来处理问题了。通过对相互作用的两个物体的运动分析,再利用牛顿第三定律可以分析两物体相互作用力的方向,在明确某个物体受力情况后,再结合牛顿第二定律进行具体的运动情况分析。所以处理多物体、多过程的物理问题时,就是要灵活选取研究对象(整体或某个物体),反复利用牛顿第二定律和牛顿第三定律进行推理分析,切忌按照主观感受进行判断。
在处理多物体相对运动问题时,在同一坐标系内画出各物体的运动图像(v-t图像),往往可以直观地比较各物体的运动情况,再分析复杂运动过程时能起到事半功倍的效果。