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4.欣赏自然界的内在联系，感受科学的神奇。

★内容分析：

牛顿运动定律是经典力学的核心内容，定律精准地描述了力与运动之间的关系；加速度是联系运动和力的纽带。物理，就是用数学方程来描述各物理量之间的关系:物理必修一的前两章讲述了加速度与其他运动学物理量之间的关系，第三章讲述了受力分析的基本思路和力的合成方法；第四章的牛顿运动定律描述了物体所受的合外力与加速度之间的关系。到此，物体的受力与运动之间的关系得以量化表现，可以用数学方程来表达。

最简单的动力学问题是单个物体单个阶段的问题；但实际问题往往涉及多个物体或多个阶段就需要采用隔离分析法：分别对每个物体的运动过程进行分段，确保物体在每个阶段做匀变速直线运动。

★学情分析：

在第一、二章学习了匀变速直线运动的规律，第三章学习了受力分析及力的合成与分解；本章内容把力和运动之间的关系用数学方程表现出来了；学生需要通过实例分析才能逐步理解牛顿运动定律的真实含义，并在实例分析过程中培养解决问题的一般思路。

在第一、二章学习匀变速直线运动的时候，学生已初步接触隔离分析法，把时间分成若干段，使研究对象在每个阶段的运动都可视为匀变速直线运动。用数学方程描述各物理量之间的关系，设定未知量越少越好。各阶段之间的分界点速度既是前一阶段的末速度，又是后一阶段的初速度，可设为未知量；两个物体同时运动，可把时间设为未知量……。

学习了受力分析及力的合成与分解，初步学习了共点力平衡的问题，对于多个物体的平衡问题，采用了隔离分析法：分别对两个物体进行受力分析，求解相关的力学物理量。两个物体之间的联系是：两个物体之间的相互作用力，大小相等，方向相反。

根据认知心理学规律，可以在已有的基础上，对学生的知识进行重构，将原本独立的现象联结起来，将原来肤浅的认识加以深化，将原来陌生的隔离分析法变得熟练。

★设计思路：

在学生对牛顿运动定律有着初步认识的基础上进行点拨：物理规律提示了各物理量之间的定量关系。学习物体的首要任务在于对生活现象建模，并用数学方程描述各物理量的关系，然后根据运算结果对物理现象进行解释或预测。为此，设计了一道交通事故的处理问题，引导学生对物理情境进行分析，构建匀减速直线运动的模型，找到各运动学物理量之间的关系；然后根据受力分析得到合力的表达式；最后依据牛顿第二定律列出方程，估算汽车的初速度。

对于复杂的问题，如何进行隔离分析是本节课的重点。设计的一道多阶段的问题：用水平拉力使物体加速一段时间，再撤除拉力，求物体的总位移。引导学生把整个过程隔离成两个阶段：有拉力作用阶段和没有拉力作用的阶段；物体在每个阶段都做匀变速直线运动，可采用第一道例题的解题方法。在完成分析和解题任务之后，帮助学生找到分解问题的一般策略。

另外一类复杂的问题是涉及多个物体运动的问题，对每个物体进行受力分析，并根据牛顿运动定律列出方程；列方程的时候要找出两个物体公共的物理量，比如相互作用力，运动时间等；这样可以使方程中的未知量最少。

★教学过程

一、复习牛顿定律

1.简述牛顿第二定律的内容，数学表达式和意义；

2.解读牛顿第二定律：描述运动学物理量与力学物理量之间的关系；就像连接两个景点的旅游路线。不同的景点之间有着不同的路线，不同的物理量之间有着不同的方程。热门的景点有着较为固定的路线，常见的物理现象使用典型的物理方程：写出运动学的常见方程，求合力的一般方程。

二、实例分析

1、（单个物体单个阶段）汽车在水平路面急刹之后留下一道直的印迹，交警可以快速估算出汽车刹车前的速度。交代问题的背景：没有监控录像，但可以查表得知地面动摩擦因数等于0.6。让学生设计合理方案，估算汽车的初速度。

设置四个问题帮助学生找到解题思路：（1）汽车在刹车之后做什么运动？（2）如何计算汽车的加速度大小？（3）减速阶段已知哪些物理量？（4）选择哪个运动学公式求汽车的初速度？由学生思考后回答。

老师给出规范的答题过程，竖直方向N-mg=0是牛顿方程，根据滑动摩擦定律有f=μN；水平方向有-f=ma；联解方程得到a=-μg。由于匀减速直线运动过程涉及到四个物理量：末速度v2=0，量得位移x=12m，加速度已求出a=-6m/s2 ；待求物理量为v0；能把这四个物理量联系起来的运动学公式是2ax=v22-v12；把数据代入方程求出v0=12m/s。

引导学生对解题思路进行总结；把问题进行拓展：汽车在急刹之后前进的距离跟哪些因素有关?这个问题采用的方法同上，只不过是进行字母运算，最后还要根据位移的表达式进行判断。

（单个物体多个阶段）水平地面的动摩擦因数为0.5；质量为2kg的滑块原来静止在地面上，受到大小为24N的水平拉力而开始运动，5s后撤除拉力，求滑动运动的总位移。

设置三个问题帮助学生找到解题思路：（1）滑块在水平面上做什么运动？（2）如何隔离运动过程？（3）各个阶段之间有何联系？由学生思考并讨论。

观察学生的解题过程，对学生存在的错误进行纠正。老师展示规范的答题过程。