3.5牛顿运动定律的应用导学案周经伟

3.5牛顿运动定律的应用

编辑：周经伟审核：王永华使用时间：2012年12月

学习目标

1．知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。

2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

学习重点应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

学习难点物体的受力分析及运动状态分析，解题方法的灵活选择和运用。正交分解法的应用。

知识链接运动学公式，牛顿第二定律，正交分解法

学习过程

一、自主探究案（课前预习）

探究一、理解牛顿第一定律的含义

揭示了力与运动的关系，力不是维持物体运动的原因，而是。

对于牛顿第一定律，你还有哪一些理解？

探究二、理解牛顿第二定律是力与运动联系的桥梁

牛顿第二定律确定了_______________的关系，使我们能够把物体的___________情况和_________情况联系起来。

类型一：从受力确定运动情况

如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的___________，再通过__________就可以确定物体的运动情况。

类型二：从运动情况确定受力

如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的___________。

探究三、能运用牛顿第三定律分析物体之间的相互作用

物体之间的作用力和反作用力总是

当一个物体的受力不容易分析的时候，我们能不能分析对它施加力的物体？

分析的时候应该注意什么问题？

通过小组讨论，你解决了哪些问题？

还有哪些问题需要帮助？

．一个静止在水平面上的木箱，质量为2 kg，在水平拉力F=6 N

的作用下从静止开始运动，已知木箱与水平面

间滑动摩擦力是4N，求物体2 s末的速度及2 s

内的位移。（g取10 m/s2）

2．如图所示，是电梯上升的v～t图象，若

电梯的质量为100kg，则钢绳对电梯的拉力在0～2s之间、2～6s之间、6～9s 之间分别为多大？（g取10m/s2）

二、课堂互动案

引言：牛顿第二定律确定了_______________的关系，使我们能够把物体的___________情况和_________情况联系起来。

类型一：从受力确定运动情况

如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的________，再通过_______规律确定物体的运动情况。

例题1：一个静止在水平地面上的物体，质量是2 kg，在6.4 N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2 N。求物体在4 s 末的速度和4 s内的位移。

（1）从题目中找出关于物理情景的描述。

（2）研究对象是谁？它共受几个力的作用，画出

受力图。合力沿什么方向？大小是多少？

（3）物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？

____________________________________

（4）完整写出解答过程。

拓展一：将例题1中的“摩擦力是4.2 N”改为“动摩擦因数是0.25 ”，其他条件均不变，求物体在4 s末的速度和4 s内的位移。

（g=10m/s2

）

（1）物体受到的摩擦力应该怎样求？大小是多

少？方向向哪？

（2）画出受力图，写出解答过程。

拓展二：将例题1中的“水平拉力”改为“斜向上与水平方向成37°角”，大小仍为6.4 N，其他条件均不变，求物体在4 s末的速度和4 s内的位移。已

知cos37°=0.8，g=10m/s2

。

（1）从题目中找出关于物理情景的描述。

（2）研究对象是谁？它共受几个力的作用，画出受力

图。合力沿什么方向？

（3）拉力与运动方向成一定夹角时，如何求合力？

（4）完整写出解答过程。

你对例题1的物理情景还有哪些创新性的拓展？说出来和大家一起分享。

类型二：从运动情况确定受力情况

如果已知物体的运动情况，根据________公式求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的___________。

例题2 一个滑雪的人，质量是75 kg ，以v 0=2 m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=30°，在t =5 s 的时间内滑下的路程x =60 m ，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。

（1）从题目中找出关于物理情景的描述。 （2）研究对象是谁？找出关于运动状态的描述。 （3）求出人的加速度，并画出受力图。合力沿什么方

向？大小是多少？ （4）怎样求人受的阻力？完整写出解答过程。

学以致用（随堂反馈）

一架救灾直升机从距离地面16 m 的高处让一箱物资由静止开始落下，经2 s 物资落地，已知物资的质量为10 kg ，它下落过程中所受空气阻力可认为大小不变。求空气阻力的大小。（取g =10 m/s 2）

（1）找出关于物理情景的描述。属于哪一类型的问

题？解题的思路应该是什么？

（2）研究对象是谁？受几个力的作用，画出受力图。

合力方向向哪？（3）写出解答过程。

三、课堂小结，布置作业 求解两类动力学问题的基本思路和方法是什么？

法。

3．作业：（1）书面作业p87，1、2、3、4、5。（2）完成“应用提升案”。

四、能力提升案（课后反馈练习。根据题目难易，分为A、B、C、D四个层次，完成后上交。）

1．（A类）关于牛顿第二定律的下列说法中，正确的是（）A．物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合力大小决定，与物体的速度无关

B．物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定，与速度方向无关

C．物体所受合力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的

D．一旦物体所受合力为零，则物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了

2．（A类）如图所示，重为10N的物体以v在粗糙的水平面上向左运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1。现在给物体施加水平向右的拉力F，其大小为20N，则物体受到的摩擦力和加速度大小是

（g取10m/s2）：（）

A．1N，20m/s2；B．0，21m/s2；

C．1N，21m/s2；D．1N，19m/s2

3．（B类）某绿化用撒水车的牵引力不变，所受的阻力与重力的关系是F f=kmg（k为常数）没有撒水时，做匀速直线运动，撒水时它的运动将是（）

A．做变加速运动B．做初速度不为零的匀加速直线运动

C．做匀减速运动D．仍做匀速直线运动

4．（B类）从静止开始做匀加速直线运动的汽车，经过t=10s，发生位移x=30m．已知汽车的质量m=4×103kg，牵引力F=5.2×103N．求：（1）汽车运动的加速度大小；（2）运动过程中汽车所受的阻力大小

5．（C类）一位滑雪者如果以某初速度v0冲上一倾角为θ=370长为x=20m 的山坡，受到的阻力为f=320N恰好能到达坡顶，如果已知雪橇和滑雪者的质量为m=80k g，求滑雪人的初速度是多大？（g取10m/s2）

6．（C类）如图所示，质量为m=2kg的物体与竖直墙间的

动摩擦因数为0.2，若受到与竖直线夹角为θ=30°的斜向上的推

力F作用而沿竖直墙壁滑动，其加速度的大小为5m/s2，g取

10m/s2，求

（1）若物体向上匀加速运动，推力的大小为多少？

（2）若物体向下匀加速运动，推力的大小为多少？