第四章第六節(jié) 用牛頓運(yùn)動定律解決問題一

1、第四章第六節(jié) 用牛頓運(yùn)動定律解決問題一 第四章第六節(jié) 用牛頓運(yùn)動定律解決問題一 嚴(yán)謹(jǐn)勤奮求實(shí)革新 第四章第6節(jié)用牛頓運(yùn)動定律解決問題一 主備：于亞坤副主備：張淼審定：劉峰 【教學(xué)目標(biāo)】：1、知識與技能： 1能運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解答一般的動力學(xué)問題。2理解應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的基本方法，即首先對研究對象進(jìn)行受力和運(yùn)動狀況分析，然后用牛頓定律把二者聯(lián)系起來。3在分析解題過程中學(xué)習(xí)體會可以采用一些具體的方法，比如如何建立恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系進(jìn)行解題。 2、過程與方法： 在分析解體過程中學(xué)習(xí)體會一些具體有效的方法，比如如何建立恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系進(jìn)行解題等；培養(yǎng)學(xué)生審題能力、分析問題的能力、利用數(shù)學(xué)工具解決物理問題

2、的能力、必要的表述能力3、情感態(tài)度與價值觀： 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，養(yǎng)成優(yōu)良的思維習(xí)慣，讓學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思索，互相合作的優(yōu)良習(xí)慣鍛煉學(xué)生自己分析、歸納、總結(jié)的能力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】 物體的受力分析；數(shù)學(xué)能力；應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決兩類問題的方法和思路；用牛頓定律解題的規(guī)范性。【教學(xué)難點(diǎn)】 應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決兩類問題的方法和思路；用牛頓定律解題的規(guī)范性?！窘虒W(xué)方法】：【課時安排】：【教學(xué)過程】：新課導(dǎo)入 引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回憶牛頓定律內(nèi)容新課教學(xué) 圖片：利用牛頓運(yùn)動定律可以解決很多問題。例如：天體運(yùn)動、發(fā)射衛(wèi)星、車輛制定，道路交通、體育競技；以劉翔為例，向?qū)W生介紹他的教練研究采集他起跑、加速、中途跑的速度、加

3、速度的數(shù)據(jù)，隨時調(diào)整訓(xùn)練計劃。 但這些問題都比較復(fù)雜，由于我們目前知識的局限，還解決不了，這節(jié)課我們只介紹一些最簡單的例子。 例1：一個物體靜止在水平地面上，質(zhì)量是2kg，在6.4n的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動。物體與地面的摩擦力是4.2n，求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。 1規(guī)范的受力分析 2針對學(xué)生的答案過程，給出修改看法，得出解決本題思路 3給出規(guī)范的解題過程，點(diǎn)出計算題解題要求：公式、單位、必要文字說明。4討論：假設(shè)無第一問如何求解？ 5)引申：這一類題目是運(yùn)用已知的力學(xué)規(guī)律，對物體的運(yùn)動作出明確的預(yù)見它是物理學(xué)和技術(shù)上進(jìn)行正確分析和制定的基礎(chǔ)，如發(fā)射人造地球衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定

4、軌道，帶電粒子在電場中加速后獲得速度等都屬這一類題目 太和中學(xué)高一物理組團(tuán)結(jié)奮進(jìn)和諧奉獻(xiàn) 嚴(yán)謹(jǐn)勤奮求實(shí)革新 例2：一個滑雪的人，質(zhì)量m=75kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角為300，在t=5s的時間內(nèi)滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力包括摩擦和空氣阻力。 提問1：本題和第一題有什么異同？提問2：分析思路與例1是否不同教師引導(dǎo)：分析已知條件 提問3：加速度對應(yīng)什么物理量？學(xué)生思索，分組討論 同：都是解決力與運(yùn)動的問題；異：過程相反 例1是已知力求運(yùn)動例2是已知運(yùn)動求力 思路相同，過程相反，關(guān)鍵是求解加速度通過運(yùn)動學(xué)公式求解加速度；加速度對應(yīng)合外力；教師引導(dǎo)：分析受力學(xué)生

5、討論：滑雪人共受幾個力的作用？這幾個力各沿什么方向？它們之中哪個力是待求的？哪個力實(shí)際上是已知的？ 提問4：如果已知合力和其中一個分力及另兩個分力的方向，如何求解分力的大??？ 引導(dǎo)學(xué)生找到正確的、簡單的方法正交分解法。教會學(xué)生如何建立直角坐標(biāo)系，復(fù)習(xí)三角函數(shù)。【課堂總結(jié)】 比較兩例題不同之處？ 聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁是什么？解題步驟？ 依據(jù)學(xué)生回答小結(jié)： 1.牛頓第二定律反映的是，加速度、質(zhì)量、合外力的關(guān)系，而加速度可以看成是運(yùn)動的特征量，所以說加速度是連接力和運(yùn)動的紐帶和橋梁，是解決動力學(xué)問題的關(guān)鍵 2.一般解題步驟1確定研究對象2分析對象受力3分析運(yùn)動狀況 4畫出簡單圖示，建立坐標(biāo)，列方程求解

6、學(xué)習(xí)：一木塊在傾角為37°的斜面上， 1假設(shè)斜面粗糙，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，則當(dāng)木塊以某一初速度上滑時，其加速度的大?。?2假設(shè)斜面粗糙，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，木塊質(zhì)量為3kg，木塊受到沿斜面向上的大小為25.8n的推力作用，則木塊由靜止開始運(yùn)動的加速度大小為多少； 3其它條件同上問，假設(shè)木塊由靜止開始受到沿斜面的推力作用，在6s內(nèi)運(yùn)動的位移是54m，求恒定推力的大小和方向？ 太和中學(xué)高一物理組團(tuán)結(jié)奮進(jìn)和諧奉獻(xiàn) 嚴(yán)謹(jǐn)勤奮求實(shí)革新 【板書制定】用牛頓運(yùn)動定律解決問題例1：解答：物體受力圖如右圖所示。 物體所受合外力f2.2n，方向水平向右。 f由fma，得a1.

7、1m/s2 m物體在4s末的速度at4.4m/s 1物體在4s內(nèi)的位移xat28.8m 2 例2：解答：如右圖所示，建立直角坐標(biāo)系，把重力g沿x軸和y軸的方向分解，得到gxmgsingymgcos 滑雪人所受合力的方向沿著山坡向下，從而產(chǎn)生沿向下的加速度。 1利用運(yùn)動學(xué)公式x0tat2， 22(x0t)2 解得a4m/s2t依據(jù)牛頓第二定律f=ma，有g(shù)xf阻ma 由此解出阻力f阻gxmamgsinma67.5n一、兩類問題1、已知力求運(yùn)動2、已知運(yùn)動求力 著山坡 二、解題步驟：1確定研究對象2分析對象受力3關(guān)注對象運(yùn)動狀況 4畫出簡單圖示，建立坐標(biāo)，列方程求解【作業(yè)】：完成課后學(xué)習(xí)【教學(xué)反思

8、】： 太和中學(xué)高一物理組團(tuán)結(jié)奮進(jìn)和諧奉獻(xiàn) 擴(kuò)大閱讀：第四章 第六節(jié) 用牛頓運(yùn)動定律解決問題(一) 課時活頁訓(xùn)練 1一平滑斜劈，在力f推動下向左勻加速運(yùn)動，且斜劈上有一木塊恰好與斜劈堅持相對靜止，如圖4612所示，則木塊所受合力的方向?yàn)?) a水平向左圖4612b水平向右c沿斜面向下d沿斜面向上 解析：選a.因?yàn)槟緣K的加速度向左，所以合力方向水平向左，故a正確 2手提一根不計質(zhì)量的、下端掛有物體的彈簧上端，豎直向上做加速運(yùn)動當(dāng)手突然停止運(yùn)動后的極短時間內(nèi)，物體將要() a馬上處于靜止?fàn)顟B(tài)b向上做加速運(yùn)動c向上做勻速運(yùn)動d向上做減速運(yùn)動 解析：選b.當(dāng)手突然停止運(yùn)動后極短的時間內(nèi)，彈簧形變量的變化

9、極小，依據(jù)胡克定律可分析，此時彈簧的彈力變化也很小，彈力仍然會大于重力，合力向上，物體仍向上做加速運(yùn)動 3.如圖4613所示，小車以加速度a向右勻加速運(yùn)動，車中小球質(zhì)量為m，則線對球的拉力大小為() amg2a2bm(ag)圖4613cmgdma答案：a 4.(201*年山東臨沂高一測試)如圖4614所示，在平滑地面上，水平外力f拉動小車和木塊一起做無相對滑動的加速運(yùn)動小車質(zhì)量是m，木塊質(zhì)量是m，力大小是f，加速度大小是a，木塊和小車之間動摩擦因數(shù)是.則在這個過程中，圖4614木塊受到的摩擦力大小是() mf amgb. mm c(mm)gdma 解析：選bd.因?yàn)閙、m在力f的作用下一起做無

10、相對滑動的加速運(yùn)動，所以取m、m為一整體，由牛頓第二定律可知f(mm)a，設(shè)木塊m受的摩擦力向右，大小為ff，由牛頓第二定律得：ffma， mf 以上兩式聯(lián)立可得：ff，所以b、d正確 mm 5.如圖4615所示，表示某小球所受的合力與時間的關(guān)系，各段的合力大小相同，作用時間相同，設(shè)小球從靜止開始運(yùn)動由此可判定() a小球向前運(yùn)動，再返回停止b小球向前運(yùn)動，再返回不會停止圖4615c小球始終向前運(yùn)動d小球在4s末速度為0 解析：選cd.由牛頓第二定律可知：在01s，小球向前做勻加速直線運(yùn)動，1s末速度不為零；在1s2s，小球持續(xù)向前做勻減速直線運(yùn)動，2s末速度為零；依次類推，可知選項(xiàng)c、d正確

11、，a、b錯誤 6雨滴從空中由靜止落下，假設(shè)雨滴下落時空氣對其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，如圖4616所示的圖象能正確反映雨滴下落運(yùn)動狀況的是() 圖4616 解析：選c.對雨滴受力分析，由牛頓第二定律得：mgffma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，在vt圖象中其斜率變小，應(yīng)選項(xiàng)c正確 7如圖4617所示，物體a的質(zhì)量為ma，放在平滑水平桌面上，如果在繩的另一端通過一個滑輪加豎直向下的力f，則a運(yùn)動的加速度為a.將力去掉，改系一物體b，b的重力和f的值相等，那么a物體的加速度()圖4617 a仍為ab比a小c比a大d無法判斷 f 解析：選b.用力f拉時有am；系物體b時，

12、a、b兩個物體a 都具有加速度，且兩者加速度都由b物體的重力提供，即af ，故比a小b正確 mamb 8設(shè)灑水車的牽引力不變，所受的阻力與車重成正比，灑水車在平直路面上原來勻速行駛，開始灑水后，它的運(yùn)動狀況將是() a持續(xù)做勻速運(yùn)動b變?yōu)樽鰟蚣铀龠\(yùn)動c變?yōu)樽鰟驕p速運(yùn)動d變?yōu)樽鲎兗铀龠\(yùn)動 解析：選d.設(shè)灑水車的總質(zhì)量為m，原來勻速時f牽ffkmg，灑水后m減小，阻力減小，由牛頓第二定律得：f牽kmgma， f牽 akg，可見：a隨m的減小而增大，灑水車做變加速運(yùn)動，m 只有d正確 9如圖4618所示，底板平滑的小車上用兩個量程為30n，完全相同的彈簧測力計甲和乙系住一個質(zhì)量為2kg的物塊在水平地

13、面上，當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動時，兩彈簧測力計的示數(shù)均為15n當(dāng)小車做勻加速直線運(yùn)動時，彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)?0n這時小車的運(yùn)動的加速度大小是() 圖4618 a1m/s2b3m/s2c5m/s2d7m/s2 解析：選c.開始兩彈簧測力計的示數(shù)均為15n，當(dāng)彈簧測力計甲的示數(shù)為10n時，彈簧測力計乙的示數(shù)將增為20n，對物體在水平方向應(yīng)用牛頓第二定律得：20102×a得：a5m/s2，故c正確 10.如圖4619所示，ab、ac、ad都是平滑的軌道，a、b、c、d四點(diǎn)在同一豎直圓周上，其中ad是豎直的，o為圓心，一小球從a點(diǎn)由靜止開始，分別沿ab、ac、ad軌道滑下至b、c、d點(diǎn)所用時

14、間分別為t1、t2、t3，則() at1t2t3bt1t2t3 ct1t2t3dt3t1t2圖4619 解析：選a.在ab上，設(shè)bad，則斜面長l2rcos，小球在ab上加速度agsingcos 121 由l2rcos2at2gcost2， 4r 所以tg，t與無關(guān) 11某卡車駕駛員駕車在某市行駛，急剎車過程中車輪在路面上留下一條筆直的痕跡長為12m該市規(guī)定卡車在市區(qū)行駛速度不得超過36km/h，交警在技術(shù)手冊中查知該車輪與路面間的動摩擦因數(shù)0.8，g取10m/s2，請判斷這個司機(jī)是否已經(jīng)超速違章？ 解析：由牛頓第二定律知：ffmgmaag8m/s2由v22ax得： v2ax2×8&

15、#215;12m/s13.86m/s>36km/h已超速答案：超速 12(201*年營口測試)固定平滑細(xì)桿與水平地面成一定傾角，在桿上套有一個平滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向向上的推力f作用下向上運(yùn)動.02s內(nèi)推力的大小為5.0n,24s內(nèi)推力的大小變?yōu)?.5n，小環(huán)運(yùn)動的速度v隨時間變化規(guī)律如圖4620所示，取重力加速度g10m/s2.求： 圖4620 (1)小環(huán)在加速運(yùn)動時的加速度a的大小；(2)小環(huán)的質(zhì)量m； (3)細(xì)桿與水平地面之間的夾角.解析：(1)由圖象得：小環(huán)的加速度v2v1a0.5m/s2. t2t1 (2)當(dāng)小環(huán)做勻速直線運(yùn)動時，重力沿細(xì)桿向下的分力等于5.0n，由牛頓第二定律

16、得：f2f1ma，得： m1kg. (3)設(shè)細(xì)桿與水平地面的夾角為，則：f2mgsinma，解得：30°.答案：(1)0.5m/s2(2)1kg(3)30° 13如圖4621所示，一質(zhì)量為5kg的滑塊在f15n的水平拉力作用下，由靜止開始做勻加速直圖4621線運(yùn)動假設(shè)滑塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)是0.2，g取10m/s2，問： (1)滑塊運(yùn)動的加速度； (2)滑塊在力f作用下，經(jīng)5s通過的位移； (3)如果力f作用8s后撤去，則撤去f后滑塊還能滑行的距離解析：(1)依據(jù)牛頓第二定律，fffma1 ffffmg 得a1mm150.2×5×1022m/s1m/s.5 1 (2)滑塊在力f和摩擦力ff的作用下做勻加速直線運(yùn)動，由x121 a1t22×1×52m12.5m. (3)滑塊在力f和摩擦力ff的作