牛顿运动定律的应用教案
教科版必修一3.5《牛顿运动定律的应用》word教案

【课题】教科版《物理1》第三章牛顿运动定律第五节牛顿运动定律的应用------------汽车安全运行【设计思想】本节内容取自于《普高课程标准实验教科书物理必修1》08版,但在09版必修1中,本节教材被删除了。
但作为牛顿运动定律的应用是很好的素材,兼顾对牛顿运动定律的复习和定律内容与实际应用的结合,因此占有很重要的位置,对这章的学习是一种深化。
选择这节课想达到以下三个目的:1.学会应用牛顿运动定律解决两类动力学基本问题,并学会这两类基本问题的处理方法和基本步骤;2.学会应用物理知识解决实际问题的方法和思路,学会合理近似、理想化处理实际问题,体会物理来源于生活而服务于生活;3.在物理教学中渗透德育教育:珍爱生命,遵守交通法规,安全出行,人人有责;本节教学内容的基本特点:从汽车行驶的生活情景中提炼出做匀减速运动的物理模型,充分应用牛顿运动定律,寻找力和运动之间的关系,围绕动力学两类基本问题:已知运动求受力,已知受力求运动,设计了5个问题,学会应用牛顿运动定律解决两类动力学基本问题,并学会这两类基本问题的处理方法和基本步骤。
通过对问题的分析,学会合理近似、理想化处理实际问题,体会物理来源于生活而服务于生活,同时,引入汽车安全运行设施的一些知识,培养学生的安全意识。
根据教学的总体目标,根据学生的情况和教学资源,本节课主要采取的教学方式:以学生为主体,老师为主导的引导加探究教学;教学过程中的关键环节的处理方法:在应用规律寻找物理量之间关系的时候,渗透控制变量法和理想化处理问题的方法,帮助学生获得直观感受;归纳出汽车安全行驶的要素。
【《课标》研读】知识性行为动词2个;技能性行为动词1个;体验性行为动词2个。
由此不难看出,新课程在重视知识的同时,更加强调学生的体验过程。
【教学目标】(一)知识与技能1.了解什么是汽车安全运行距离,并会利用匀变速直线运动规律求解汽车安全运行距离,深化对牛顿运动定律的理解和认识。
2.会利用匀变速直线运动规律结合牛顿运动定律求解交通事故中的受力问题。
人教版高中物理必修第一册《5 牛顿运动定律的应用》优秀教学教案教学设计

5.牛顿运动定律的应用1.知道动力学的两类问题:从受力确定运动情况和从运动情况确定受力;理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁。
2.掌握解决动力学问题的基本思路和方法,会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题。
1.从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况,可以由□01牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过□02运动学的规律确定物体的运动情况。
2.从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的□03加速度,结合受力分析,再根据□04牛顿第二定律求出力。
判一判(1)若已知物体的受力情况,可以由运动学公式求出加速度。
()(2)若物体所受合外力恒定,且合外力方向与物体运动方向在同一条直线上,则根据牛顿第二定律求出物体做匀变速直线运动的加速度,再根据运动学公式求速度、位移等物理量。
()(3)若物体做匀加速直线运动,则可以根据运动学公式求出加速度,进而根据牛顿运动定律求力。
()(4)若已知物体的运动情况,可以根据牛顿第二定律求出加速度。
()提示:(1)×(2)√(3)√(4)×想一想(1)物体的运动方向是否一定与物体所受合力的方向一致?为什么?提示:不一定。
物体的运动情况由物体所受的合力和物体的初始状态共同决定。
如物体以某一初速度v0冲上光滑斜面,合力方向沿斜面向下,而物体的运动方向沿斜面向上。
所以受力情况决定了加速度,但与速度没有直接关系。
(2)加速度在解决动力学的两类问题中有什么作用?提示:加速度是联系物体的受力情况和运动情况的桥梁,无论是已知受力情况求解运动情况,还是已知运动情况求解受力情况,都需要根据已知条件确定加速度这个桥梁。
所以充分利用已知条件,确定加速度的大小和方向是解决动力学问题的关键。
课堂任务从受力确定运动情况仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
将质量为m的冰壶沿冰面以速度v0投出,如何求解它能滑行的距离?活动1:如图所示,以一定速度v0将冰壶沿冰面投出,冰壶滑行时受什么力?提示:重力、支持力和冰面对它的摩擦力。
牛顿教案6篇

牛顿教案6篇牛顿教案篇1★教材分析牛顿运动定律是动力学的基础,正确认识力和运动的关系,是学好物理的关键,教学中应联系生活、贴近实际,以激发学生学习的兴趣。
l、理解力和运动的关系是本节课的重点,通过实验和生活的例子进一步体会,力不是维持物体运动的原因,而是改变运动状态的原因。
这对以后研究问题,受力分析都是非常重要的。
2、惯性与质量的关系是这节课的难点,通过举例反复体会。
★学生分析1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因,人们正确认识这个问题,经历了漫长的历史过程,同样学生要正确认识它,也要克服日常经验带来的错误认识,所以一开始就用了两个实验,让他们通过观察、思考,来澄清错误的认识。
2、惯性是一个重要的概念。
虽然学生在初中接触过,但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。
不理解一切物体都有惯性,而且惯性大小与质量有关。
要解决这问题也不是一蹴而就的,需要通过实例分析慢慢接受。
★新课标要求(一)知识与技能1、理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持。
2、理解牛顿第一定律,知道它是逻辑推理的结果,不受力的物体是不存在的。
3、理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度.(二)过程与方法1、培养学生分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质,不能不加研究、分析而只凭经验,对物理问题决不能主观臆断.正确的认识力和运动的.关系.2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯.3、培养学生逻辑推理的能力,知道物体的运动是不需要力来维持的。
(三)情感、态度与价值观1、利用一些简单的器材,比如:小球、木块、毛巾、玻璃板等,来对比研究力与物体运动的关系,现象明显,而且更容易推理。
2、培养科学研究问题的态度。
3、利用动画演示伽利略的理想实验,帮助学生理解问题。
4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。
培养学生大胆发言,并学以致用。
★教学重点1、理解力和运动的关系。
2、理解牛顿第一定律,知道惯性与质量的关系。
牛顿运动定律的应用教案

按比赛规则,投掷冰壶运动员的队友,可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面,减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。
(1)运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶,若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02,冰壶能在冰面上滑行多远?g取10m/s2。
(2)若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出,其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面,冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%,冰壶多滑行了多少距离?分析(1)对物体进行受力分析后,根据牛顿第二定律可以求得冰壶滑行时的加速度,再结合冰壶做匀减速直线运动的规律求得冰壶滑行的距离。
(2)冰壶在滑行10m后进入冰刷摩擦后的冰面,动摩擦因数变化了,所受的摩擦力发生了变化,加速度也会变化。
前一段滑行10m的末速度等于后一段运动的初速度。
根据牛顿第二定律求出后一段运动的加速度,并通过运动学规律求出冰壶在后一段过程的滑行距离,就能求得比第一次多滑行的距离。
解:(1)选择滑行的冰壶为研究对象。
冰壶所受的合力等于滑动摩擦力F f。
设冰壶的质量为m,以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系,滑动摩擦力F f的方向与运动方向相反,则F f=-µ1FN=-µ1mg根据牛顿第二定律,冰壶的加速度为a1=F f/m=-µ1mg/m=-μ1g=-0.02×10m/s2=-0.2m/s2加速度为负值,方向跟x轴正方向相反。
将v0=3.4m/s,v=0代入v2-v02=2a1x1,得冰壶的滑行距离为冰壶滑行了28.9m。
(2)设冰壶滑行10m后的速度为v10,则对冰壶的前一段运动有v102=v02+2a1x10冰壶后一段运动的加速度为a2=-µ2g=-0.02×0.9×10m/s2=-0.18m/s2滑行10m后为匀减速直线运动,由v2-v102=2a2x2,v=0,得第二次比第一次多滑行了(10+21-28.9)m=2.1m第二次比第一次多滑行了2.1m。
牛顿运动定律的应用教案

牛顿运动定律的应用教案
教学目标:
1.掌握牛顿运动定律的基本内容和应用方法。
2.理解物体运动状态改变的原因,培养学生分析和解决问题的能力。
3.培养学生的创新精神和科学探究精神。
教学内容:
1.牛顿第一定律及其应用。
2.牛顿第二定律及其应用。
3.牛顿第三定律及其应用。
教学重点:
1.牛顿第一定律及其应用。
2.牛顿第二定律及其应用。
教学难点:
1.牛顿第二定律的应用。
2.复杂情况下牛顿运动定律的应用。
教学方法:
1.讲解法:对牛顿运动定律的内容和应用方法进行讲解。
2.案例分析法:通过典型案例的分析,让学生掌握牛顿运动定律的应用方
法。
3.实验法:通过实验验证牛顿运动定律,培养学生的实验能力和观察能力。
教具和多媒体资源:
1.黑板和粉笔。
2.投影仪和PPT。
3.实验器材(小车、重物、弹簧测力计、滑轮等)。
教学过程:
1.导入新课:通过复习牛顿运动定律的基本内容,引出本节课的主题。
2.讲解内容:分别讲解牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律及其应
用方法。
3.案例分析:通过典型案例的分析,让学生掌握牛顿运动定律的应用方法。
4.实验验证:通过实验验证牛顿运动定律,培养学生的实验能力和观察能
力。
5.课堂讨论:让学生分组讨论,分享学习心得和解题经验。
6.小结与布置作业:对本节课的内容进行总结,布置相关练习题,巩固所学
知识。
7.反思与提升:根据学生反馈情况,反思教学过程,不断提升教学质量。
必修教材1第三章第8课时教案:牛顿运动定律综合应用

§4-8 牛顿运动定律综合应用教学内容:牛顿运动定律综合应用教学目标:1、灵活运用牛顿运动定律分析动态问题;2、学会分析问题和解决问题的能力;3、综合地运动所学知识分析问题以及数学方法处理物理问题的能力;教学方法: 分析法、排错法 教学难点:动态分析 教学过程:一、弹簧渐变模型【例1】(基训P 30T 4)物体m 在光滑的水平面上受一水平恒力F 作用向前运动,如图所示,其正前方固定一劲度系数足够大的弹簧,当物体接触弹簧后A 、立即作减速运动;B 、仍做匀加速运动;C 、在一段时间内仍做加速运动,速度继续增大;D 、当弹簧压缩量最大时,物体的加速度不为零分析:物体压缩弹簧,弹簧弹力增大,弹簧大小等于物体所受合力大小,方向与弹力方向相同,与初速度方向相反,故物体做减速运动。
弹簧压缩量增大时,弹力增大,加速度增大,物体减速得越来越快,速度减小,当压缩最短时,弹力最大,加速度最大,速度减至最小为零。
讨论:(1)试分析物体被反弹的情况。
弹簧伸长⇒弹簧伸长量减小⇒弹力减小⇒加速度减小⇒速度增大⇒当弹簧恢复原长时弹力为零⇒加速度为零⇒速度最大。
(2)(实验班)若弹簧为竖直状态,一个物体从高处下落,试分析小球合外力变化情况,速度变化情况。
分析:当小球接触弹簧后开始压缩时,弹簧弹力增大,物体的加速度减小,速度增大;当弹力等于物体重力时,加速度等于零,物体速度达到最大。
以后弹力继续增大,弹力大于物体重力,合外力与速度反向,方向向上,物体开始减速运动,弹簧继续压缩,弹力进一步增大,加速度进一步增大,速度减小得越来越快,当压缩最短时,弹力最大,加速度最大,速度减小至零。
(3)在(2)中小球的反弹过程中,情况怎样? 提示:过程与(2)相反。
小结:①动态渐变问题的处理方法是先从某个力的变化,判断合外力的变化,再判断加速度的变化,速度的变化的变化。
即由物体受力情况分析物体的运动情况。
②分阶段处理,先找特殊状态,然后找过程,分过程处理分析。
高中物理 第4章 第5节 牛顿运动定律的应用教案 新人教版必修第一册-新人教版高一第一册物理教案
第5节牛顿运动定律的应用学习目标核心素养形成脉络1.明确动力学的两类基本问题.(重点)2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.(难点)一、从受力确定运动情况1.牛顿第二定律确定了运动和力的关系,使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来.2.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加速度,再通过运动学规律确定物体的运动情况.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,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力.思维辨析(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向.( )(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向.( )(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的.( )(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的.( )提示:(1)√(2)×(3)√(4)×基础理解(1)(2019·江苏月考)2018年10月23日,港珠澳大桥正式开通.建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装,每节沉管隧道重约G=8×108 N,相当于一艘中型航母的重量.通过缆绳送沉管到海底,若把该沉管的向下沉放过程看成是先加速运动后减速运动,且沉管仅受重力和缆绳的拉力,则拉力的变化过程可能正确的是( ) 提示:选C.设沉管加速的加速度为a1,减速的加速度为a2,加速过程由牛顿第二定律得:G-F1=ma1,得:F1=G-ma1,F1<G;减速过程由牛顿第二定律得:F2-G=ma2,得:F2=G+ma2,F2>G,故A、B、D错误,C正确.(2)(多选)如图,在车内用绳AB与绳BC拴住一个小球,其中绳BC水平.若原来的静止状态变为向右加速直线运动,小球仍相对小车静止,则下列说法正确的是( )A.AB绳拉力不变B.AB绳拉力变大C.BC绳拉力变大D.BC绳拉力不变提示:选AC.对球B受力分析,受重力、BC绳子的拉力F2,AB绳子的拉力F1,如图,根据牛顿第二定律,水平方向F2-F1sin θ=ma,竖直方向F1cos θ-G=0,解得F1=Gcos θ,F2=G tan θ+ma因静止时加速度为零,故向右加速后,AB绳子的拉力不变,BC绳子的拉力变大.(3)求物体的加速度有哪些途径?提示:途径一由运动学的关系(包括运动公式和运动图象)求加速度;途径二根据牛顿第二定律求加速度.已知物体的受力求运动情况问题导引如图所示,汽车在高速公路上行驶,有两种运动情况:(1)汽车做匀加速运动.(2)汽车关闭油门滑行.试结合上述情况讨论:由物体的受力情况确定其运动的思路是怎样的?要点提示通过分析物体的受力情况,根据牛顿第二定律求得加速度,然后由运动学公式求出物体运动的位移、速度及时间等.【核心深化】1.由物体的受力情况确定其运动的思路物体受力情况→牛顿第二定律→加速度a→运动学公式→物体运动情况2.解题步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力示意图;(2)根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的合外力(包括大小和方向);(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度;(4)结合给定的物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动参量.关键能力1 从受力确定运动情况(2019·浙江湖州高一期中)滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一,如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏,小明与冰车的总质量是40 kg ,冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05,在某次游戏中,假设小明妈妈对冰车施加了40 N 的水平推力,使冰车从静止开始运动10 s 后,停止施加力的作用,使冰车自由滑行(假设运动过程中冰车始终沿直线运动,小明始终没有施加力的作用).求:(1)冰车的最大速率;(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小.[思路点拨] (1)由题知,冰车先做匀加速运动后做匀减速运动,当小明妈妈停止施加力的作用时,速度最大,由牛顿第二定律求得加速度,由速度公式求解最大速率.(2)由位移公式求出匀加速运动通过的位移,撤去作用力冰车做匀减速运动,由牛顿第二定律求得加速度,由运动学速度位移关系求得滑行位移,即可求出总位移.[解析] (1)以冰车及小明为研究对象,由牛顿第二定律得F -μmg =ma 1①v m =a 1t ②由①②式得v m =5 m/s.(2)冰车匀加速运动过程中有x 1=12a 1t 2③冰车自由滑行时有μmg =ma 2④v 2m =2a 2x 2⑤又x =x 1+x 2⑥由③④⑤⑥式得x =50 m. [答案] (1)5 m/s (2)50 m 关键能力2 等时圆模型如图所示,ad 、bd 、cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆,每根杆上套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a 、b 、c 处释放(初速度为0),用t 1、t 2、t 3依次表示各滑环到达d 所用的时间,则( )A .t 1<t 2<t 3B .t 1>t 2>t 3C .t 3>t 1>t 2D .t 1=t 2=t 3[思路点拨] (1)先求出滑环在杆上运动的加速度. (2)位移可用2R cos θ表示. (3)由x =12at 2推导t .[解析] 小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用,下滑的加速度可认为是由重力沿细杆方向的分力产生的, 设细杆与竖直方向夹角为θ,由牛顿第二定律知mg cos θ=ma ①设圆心为O ,半径为R ,由几何关系得,滑环由开始运动至d 点的位移为x =2R cos θ②由运动学公式得x =12at 2③由①②③式联立解得t =2R g小滑环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关,故t 1=t 2=t 3. [答案] D 等时圆模型常见情况运动规律例图质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间 相等续 表常见情况 运动规律 例图质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间 相等两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点,质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等1.如图所示,AB 和CD 为两条光滑斜槽,它们各自的两个端点均分别位于半径为R 和r 的两个相切的圆上,且斜槽都通过切点P .设有一重物先后沿两个斜槽,从静止出发,由A 滑到B 和由C 滑到D ,所用的时间分别为t 1和t 2,则t 1与t 2之比为( )A .2∶1B .1∶1 C.3∶1D .1∶ 3解析:选B.设光滑斜槽轨道与竖直面的夹角为θ,则重物下滑时的加速度为a =g cosθ,由几何关系,斜槽轨道的长度s =2(R +r )cos θ,由运动学公式s =12at 2,得t =2sa= 2×2(R +r )cos θg cos θ=2R +rg,即所用时间t 与倾角θ无关,所以t 1=t 2,B 项正确.2.(2019·浙江期中)我国现在服役的第一艘航母“辽宁号”的舰载机采用的是滑跃起飞方式,即飞机依靠自身发动机从静止开始到滑跃起飞,滑跃仰角为θ.其起飞跑道可视为由长度L 1=180 m 的水平跑道和长度L 2=20 m 倾斜跑道两部分组成,水平跑道和倾斜跑道末端的高度差h =2 m ,如图所示.已知质量m =2×104kg 的舰载机的喷气发动机的总推力大小恒为F =1.2×105N ,方向始终与速度方向相同,若飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为飞机重力的0.15,飞机质量视为不变,并把飞机看成质点,航母处于静止状态.(1)求飞机在水平跑道运动的时间; (2)求飞机在倾斜跑道上的加速度大小.解析:(1)设飞机在水平跑道的加速度大小为a 1,由牛顿第二定律得F 1-f =ma 1 解得a 1=4.5 m/s 2由匀加速直线运动公式L 1=12at 2解得t =4 5 s.(2)设沿斜面方向的加速度大小为a 2,在倾斜跑道上对飞机受力分析,由牛顿第二定律得F -f -mg sin θ=ma 2,其中sin θ=hL 2解得a 2=3.5 m/s 2.答案:(1)4 5 s (2)3.5 m/s 2已知物体的运动情况求受力问题导引一运动员滑雪时的照片如图所示, (1)知道在下滑过程中的运动时间. (2)知道在下滑过程中的运动位移.结合上述情况讨论:由物体的运动情况确定其受力情况的思路是怎样的?要点提示 先根据运动学公式,求得物体运动的加速度,比如v =v 0+at ,x =v 0t +12at 2,v 2-v 20=2ax 等,再由牛顿第二定律求物体的受力.【核心深化】1.基本思路分析物体的运动情况,由运动学公式求出物体的加速度,再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力,进而可以求出物体所受的其他力,流程图如下所示:2.解题的一般步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力示意图. (2)选择合适的运动学公式,求出物体的加速度. (3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体所受的合力. (4)根据力的合成与分解的方法,由合力和已知力求出未知力.(2019·佛山高一检测)在科技创新活动中,小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运输车(如图甲所示).在光滑水平面AB 上(如图乙所示),机器人用大小不变的电磁力F 推动质量为m =1 kg 的小滑块从A 点由静止开始做匀加速直线运动.小滑块到达B 点时机器人撤去电磁力F ,小滑块冲上光滑斜面(设经过B 点前后速率不变),最高能到达C 点.机器人用速度传感器测量小滑块在ABC 过程的瞬时速度大小并记录如下.求:t /s 0 0.2 0.4 … 2.2 2.4 2.6 … v /(m ·s -1)0.40.8…3.02.01.0…(1)机器人对小滑块作用力F 的大小; (2)斜面的倾角α的大小.[思路点拨] (1)根据表格中的数据求各段的加速度. (2)各段受力分析,由牛顿第二定律求F 、α的大小. [解析] (1)小滑块从A 到B 过程中:a 1=Δv 1Δt 1=2 m/s 2由牛顿第二定律得:F =ma 1=2 N. (2)小滑块从B 到C 过程中加速度大小:a 2=Δv 2Δt 2=5 m/s 2由牛顿第二定律得:mg sin α=ma 2则α=30°.[答案] (1)2 N (2)30°(2019·浙江模拟)2019年1月4日上午10时许,科技人员在北京航天飞行控制中心发出指令,嫦娥四号探测器在月面上空开启发动机,实施降落任务.在距月面高为H =102 m 处开始悬停,识别障碍物和坡度,选定相对平坦的区域后,先以a 1匀加速下降,加速至v 1=4 6 m/s 时,立即改变推力,以a 2=2 m/s 2匀减速下降,至月表高度30 m 处速度减为零,立即开启自主避障程序,缓慢下降.最后距离月面2.5 m 时关闭发动机,探测器以自由落体的方式降落,自主着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑中,整个过程始终垂直月球表面作直线运动,取竖直向下为正方向.已知嫦娥四号探测器的质量m =40 kg ,月球表面重力加速度为1.6 m/s 2.求:(1)嫦娥四号探测器自主着陆月面时的瞬时速度大小v 2; (2)匀加速直线下降过程的加速度大小a 1; (3)匀加速直线下降过程推力F 的大小和方向.解析:(1)至月表高度30 m 处速度减为零,缓慢下降,距离月面2.5 m 时关闭发动机,探测器以自由落体的方式降落,由v 22=2g ′h 2得:v 2=2 2 m/s.(2)由题意知加速和减速发生的位移为:h =102 m -30 m =72 m由位移关系得:v 212a 1+0-v 21-2a 2=h解得:a 1=1 m/s 2.(3)匀加速直线下降过程,由牛顿第二定律得:mg ′-F =ma 1解得:F =24 N ,方向竖直向上.答案:(1)2 2 m/s (2)1 m/s 2(3)24 N 方向竖直向上由运动情况确定受力应注意的两点问题(1)由运动学规律求加速度,要特别注意加速度的方向,从而确定合力的方向,不能将速度的方向和加速度的方向混淆.(2)题目中所求的力可能是合力,也可能是某一特定的力,均要先求出合力的大小、方向,再根据力的合成与分解求分力.1.(2019·贵州遵义高一期末)如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M 点,与竖直墙相切于A 点,竖直墙上另一点B 与M 的连线和水平面的夹角为60°,C 是圆环轨道的圆心,已知在同一时刻:a 、b 两球分别由A 、B 两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别沿AM 、BM 运动到M 点;c 球由C 点自由下落到M 点.则( )A .a 球最先到达M 点B .c 球最先到达M 点C .b 球最先到达M 点D .b 球和c 球都可能最先到达M解析:选B.c 球从圆心C 处由静止开始沿CM 做自由落体运动,R =12gt 2c ,t c =2R g;a 球沿AM 做匀加速直线运动,a a =g sin 45°=22g ,x a =R cos 45°=2R ,x a =12a a t 2a ,t a =4Rg;b 球沿BM 做匀加速直线运动,a b =g sin 60°=32g ,x b =R cos 60°=2R ,x b =12a b t 2b ,t b =83R3g;由上可知,t b >t a >t c . 2.如图所示,有一质量m =1 kg 的物块,以初速度v =6 m/s 从A 点开始沿水平面向右滑行.物块运动中始终受到大小为2 N 、方向水平向左的力F 作用,已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1.求:(取g =10 m/s 2)(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小和方向; (2)物块向右运动到最远处的位移大小;(3)物块经过多长时间回到出发点A ?(结果保留两位有效数字) 解析:(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小F f =μmg =1 N物块向右运动时所受摩擦力的方向水平向左. (2)物块向右运动时的加速度大小a 1=F +F f m=3 m/s 2物块向右运动到最远处时的位移大小2a 1x =v 2,x =v 22a 1=6 m.(3)物块向右运动的时间:t 1=v a 1=2 s 物块返回时的加速度大小:a 2=F -F f m=1 m/s 2由x =12a 2t 22得物块返回过程的时间t 2=2xa 2=2 3 s ≈3.5 s物块回到出发点A 的时间t =t 1+t 2=5.5 s.答案:(1)1 N 水平向左 (2)6 m (3)5.5 s3.(2019·陕西西安高一期末)在游乐场中,有一种大型游戏机叫“跳楼机”,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m 高处,然后由静止释放,为研究方便,可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2 s 后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4 m 高处时速度刚好减小到零,然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面,取g =10 m/s 2,求:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度大小;(2)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍.解析:(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为v ,下落时间t 1=1.2 s 由v =gt 1 代入数据解得v =12 m/s即座椅在自由下落结束时刻的速度是12 m/s.(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h ,总时间为t ,所以h =(40-4)m =36 m 匀加速过程和匀减速过程的最大速度和最小速度相等,由平均速度公式有h =v2t ,代入数据解得:t =6 s设座椅匀减速运动的时间为t 2,则t 2=t -t 1=4.8 s 即座椅在匀减速阶段的时间是4.8 s.设座椅在匀减速阶段的加速度大小为a ,座椅对游客的作用力大小为F由v =at 2,解得a =2.5 m/s 2由牛顿第二定律F -mg =ma 代入数据,解得F =1.25mg即在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的1.25倍. 答案:(1)12 m/s (2)1.25倍 一、单项选择题1.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m 后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m ,在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为( )A .自身所受重力的2倍B .自身所受重力的5倍C .自身所受重力的8倍D .自身所受重力的10倍解析:选B.由自由落体v 2=2gH ,缓冲减速v 2=2ah ,由牛顿第二定律F -mg =ma ,解得F =mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+H h =5mg ,故B 正确. 2.为了使雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的高度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动,那么如图所示的四种情况中符合要求的是( )解析:选C.设屋檐的底角为θ,底边长为2L (不变).雨滴做初速度为零的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得加速度a =mg sin θm =g sin θ,位移大小x =12at 2,而x =Lcos θ,2sin θcos θ=sin 2θ,联立以上各式得t = 4Lg sin 2θ.当θ=45°时,sin 2θ=1为最大值,时间t 最短,故选项C 正确.3.行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害,人们设计了安全带.假定乘客质量为70 kg ,汽车车速为90 km/h ,从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s ,安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )A .450 NB .400 NC .350 ND .300 N解析:选C.汽车的速度v 0=90 km/h =25 m/s ,设汽车匀减速的加速度大小为a ,则a =v 0t=5 m/s 2对乘客应用牛顿第二定律可得:F =ma =70×5 N =350 N ,所以C 正确.4.(2019·太原期末)在设计游乐场中“激流勇进”的倾斜滑道时,小组同学将划艇在倾斜滑道上的运动视为由静止开始的无摩擦滑动,已知倾斜滑道在水平面上的投影长度L 是一定的,而高度可以调节,则( )A .滑道倾角越大,划艇下滑时间越短B .划艇下滑时间与倾角无关C .划艇下滑的最短时间为2L gD .划艇下滑的最短时间为2L g解析:选C.设滑道的倾角为θ,则滑道的长度为:x =Lcos θ,由牛顿第二定律知划艇下滑的加速度为:a =g sin θ,由位移公式得:x =12at 2;联立解得:t =2Lg sin 2θ,可知下滑时间与倾角有关,当θ=45°时,下滑的时间最短,最短时间为2L g. 5.(2019·江苏扬州高一期中)如图所示,钢铁构件A 、B 叠放在卡车的水平底板上,卡车底板和B 间动摩擦因数为μ1,A 、B 间动摩擦因数为μ2,μ1>μ2卡车刹车的最大加速度为a ,a >μ1g ,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时,要求其刹车后s 0距离内能安全停下,则卡车行驶的速度不能超过( )A.2as 0B.2μ1gs 0C.2μ2gs 0D.(μ1+μ2)gs 0解析:选C.设A 的质量为m ,卡车以最大加速度运动时,A 与B 保持相对静止,对构件A 由牛顿第二定律得f 1=ma 1≤μ2mg ,解得a 1≤μ2g ,同理,可知B 的最大加速度a 2≤μ1g ;由于μ1>μ2,则a 1<a 2≤μ1g <a ,可知要求其刹车后在s 0距离内能安全停下,则车的最大加速度等于a 1,所以车的最大速度v m =2μ2gs 0,故A 、B 、D 错误,C 正确.6.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14 m ,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g 取10 m/s 2,则汽车刹车前的速度为( )A .7 m/sB .14 m/sC .10 m/sD .20 m/s解析:选B.设汽车刹车后滑动的加速度大小为a ,由牛顿第二定律μmg =ma ,解得a =μg .由匀变速直线运动的速度位移关系式v 20=2ax ,可得汽车刹车前的速度为v 0=2ax =2μgx =2×0.7×10×14 m/s =14 m/s ,因此B 正确.7.(2019·洛阳期末)在汽车内的悬线上挂着一个小球m ,实验表明当汽车做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度θ,如图所示,若在汽车底板上还有一个跟它相对静止的物体M ,则关于汽车的运动情况和物体M 的受力情况分析正确的是( )A .汽车一定向右做加速运动B .汽车的加速度大小为g sin θC .M 只受到重力、底板的支持力作用D .M 除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力的作用 解析:选D.以小球为研究对象,分析受力情况,小球受重力mg 和细线的拉力F ,由于小球的加速度方向水平向右,根据牛顿第二定律,小球受的合力也水平向右,如图,则有mg tan θ=ma ,得a =g tan θ,θ一定,则加速度a 一定,汽车的加速度也一定,则汽车可能向右做匀加速运动,也可能向左做匀减速运动,故A 、B 错误;以物体M 为研究对象,M 受到重力、底板的支持力和摩擦力.M 相对于汽车静止,加速度必定水平向右,根据牛顿第二定律得知,一定受到水平向右的摩擦力,故D 正确,C 错误.8.高空作业须系安全带,如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动),此后经历时间t 安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A.m 2ght +mg B.m 2ght -mg C.m ght+mg D.m ght-mg 解析:选A.设高空作业人员自由下落h 时的速度为v ,则v 2=2gh ,得v =2gh ,设安全带对人的平均作用力为F ,由牛顿第二定律得F -mg =ma ,又v =at ,解得F =m 2ght+mg ,选项A 正确.二、多项选择题9.如图所示,质量为m =1 kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数为 0.3,当物体运动的速度为10 m/s 时,给物体施加一个与速度方向相反的大小为F =2 N 的恒力,在此恒力作用下(取g =10 m/s 2)( )A .物体经10 s 速度减为零B .物体经2 s 速度减为零C .物体速度减为零后将保持静止D .物体速度减为零后将向右运动解析:选BC.水平方向上物体受到向右的恒力和滑动摩擦力的作用,做匀减速直线运动.滑动摩擦力大小为F f =μF N =μmg =3 N .故a =F +F f m=5 m/s 2,方向向右,物体减速到0所需时间为t =v 0a=2 s ,故B 正确,A 错误;减速到零后F <F f ,物体处于静止状态,故C 正确,D 错误.10.从某一星球表面做火箭实验.已知竖直升空的实验火箭质量为15 kg ,发动机推动力为恒力.实验火箭升空后发动机因故障突然关闭,如图所示是实验火箭从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图象,不计空气阻力,则由图象可判断( )A .该实验火箭在星球表面达到的最大高度为320 mB .该实验火箭在星球表面达到的最大高度为480 mC .该星球表面的重力加速度为2.5 m/s 2D .发动机的推动力F 为37.50 N解析:选BC.火箭所能达到的最大高度h m =12×24×40 m =480 m ,故A 错误,B 正确;该星球表面的重力加速度g 星=4016 m/s 2=2.5 m/s 2,故C 正确;火箭升空时:a =408 m/s 2=5m/s 2,故推动力F =mg 星+ma =112.5 N ,故D 错误.11.如图所示,5块质量相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的动摩擦因数均相同,当用力F 推第1块木块使它们共同加速运动时,下列说法中正确的是( )A .由右向左,两块木块之间的相互作用力依次变小B .由右向左,两块木块之间的相互作用力依次变大C .第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.6FD .第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.6F解析:选BC.取整体为研究对象,由牛顿第二定律得F -5μmg =5ma .再选取1、2两块木块为研究对象,由牛顿第二定律得F -2μmg -F N =2ma ,两式联立解得F N =0.6F ,进一步分析可得,从右向左,木块间的相互作用力是依次变大的,选项B 、C 正确.12.(2019·江西吉安高一诊断)绷紧的传送带长L =32 m ,铁块与带间动摩擦因数μ=0.1,g =10 m/s 2,下列正确的是( )A .若皮带静止,A 处小铁块以v 0=10 m/s 向B 运动,则铁块到达B 处的速度为6 m/s B .若皮带始终以4 m/s 的速度向左运动,而铁块从A 处以v 0=10 m/s 向B 运动,铁块到达B 处的速度为6 m/sC .若传送带始终以4 m/s 的速度向右运动,在A 处轻轻放上一小铁块后,铁块将一直向右匀加速运动D .若传送带始终以10 m/s 的速度向右运动,在A 处轻轻放上一小铁块后,铁块到达B 处的速度为8 m/s解析:选ABD.若传送带不动,物体做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得,匀减速直线运动的加速度大小a =μg =1 m/s 2,根据v 2B -v 20=-2aL ,解得:v B =6 m/s ,故A 正确;若皮带始终以4 m/s 的速度向左运动,而铁块从A 处以v 0=10 m/s 向B 运动,物块滑上传送带做匀减速直线运动,到达B 点的速度大小一定等于6 m/s ,故B 正确;若传送带始终以4 m/s 的速度向右运动,在A 处轻轻放上一小铁块后,铁块先向右做匀加速运动,加速到4 m/s经历的位移x =v 22a =422×1m =8 m <32 m ,之后随皮带一起做匀速运动,C 错误;若传送带始终以10 m/s 的速度向右运动,在A 处轻轻放上一小铁块后,若铁块一直向右做匀加速运动,铁块到达B 处的速度:v B =2aL =2×1×32 m/s =8 m/s <10 m/s ,则铁块到达B 处的速度为8 m/s ,故D 正确.三、非选择题13.公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离.当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰.通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s .当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h 的速度匀速行驶时,安全距离为120 m .设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的25.若要求安全距离仍为120 m ,求汽车在雨天安全行驶的最大速度.解析:设路面干燥时,汽车与地面间的动摩擦因数为μ0,刹车时汽车的加速度大小为a 0,安全距离为s ,反应时间为t 0,由牛顿第二定律和运动学公式得μ0mg =ma 0① s =v 0t 0+v 202a 0②式中,m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度.设在雨天行驶时,汽车与地面间的动摩擦因数为μ,依题意有μ=25μ0③设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ,安全行驶的最大速度为v ,由牛顿第二定律和运动学公式得μmg =ma ④ s =vt 0+v 22a⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得v =20 m/s(72 km/h).答案:20 m/s14.风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力.如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图.一质量为1 kg 的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°.现小球在F =20 N 的竖直向上的风力作用下,从A 点静止出发沿直杆向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数μ=36.试求: (1)小球运动的加速度a 1;(2)若风力F 作用1.2 s 后撤去,求小球上滑过程中距A 点的最大距离x m ;(3)在上一问的基础上若从撤去风力F 开始计时,小球经多长时间将经过距A 点上方为2.25 m 的B 点.解析:(1)在力F 作用时有:(F -mg )sin 30°-μ(F -mg )cos 30°=ma 1 解得a 1=2.5 m/s 2.(2)刚撤去F 时,小球的速度v 1=a 1t 1=3 m/s 小球的位移x 1=v 12t 1=1.8 m撤去力F 后,小球上滑时有:mg sin 30°+μmg cos 30°=ma 2,a 2=7.5 m/s 2因此小球上滑时间t 2=v 1a 2=0.4 s。
牛顿运动定律应用教案
班级:姓名:组内评价:教师评价:牛顿运动定律的应用【学习目标】1.能根据物体的受力情况确定物体的运动情况.2.能根据物体的运动情况确定物体的受力情况【学习重点】会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题.知识回顾:1、牛顿第二定律的内容,公式:2、运动学主要公式:【学习过程】目标1:从受力确定运动情况情境引入:(1993年冰壶纳入冬奥会比赛)我们先看一下课本第97页上的例一。
【例题1】运动员把冰壶沿水平冰面投出,让冰壶在冰面上自由滑行,在不与其他冰壶碰撞的情况下,最终停在远处的某个位置。
按比赛规则,投掷冰壶运动员的队友,可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面,减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。
(1)运动员以 3.4 m/s 的速度投掷冰壶,若冰壶和冰面的动摩擦因数为 0.02,冰壶能在冰面上滑行多远?g 取 10 m/s2。
(2)若运动员仍以 3.4 m/s 的速度将冰壶投出,其队友在冰壶自由滑行 10 m 后开始在其滑行前方摩擦冰面,冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%,冰壶多滑行了多少距离?【方法指导】(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)思考物体做什么运动?依据是什么?(4)完整写出解答过程。
跟踪练习1:(10分)得分()一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。
物体与地面的动摩擦因数为0.25,求:(1)物体在4 s末的速度。
(2)物体前4s内的位移。
规范答题:目标2:由物体的运动情况确定受力情况情景引入:(滑雪运动是一项比较刺激的体育运动)【例题2】如图,一位滑雪者,人与装备的总质量为75 kg,以2 m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角为 30°,在5 s的时间内滑下的路程为60 m。
求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力(包括摩擦和空气阻力),g取10 m/s2。
牛顿第一定律教案优秀3篇
牛顿第一定律教案优秀3篇作为一名老师,可能需要进行说课稿编写工作,说课稿可以帮助我们提高教学效果。
怎么样才能写出优秀的说课稿呢?读书破万卷下笔如有神,以下内容是小编为您带来的3篇《牛顿第一定律教案》,希望能够满足亲的需求。
牛顿第一定律说课稿篇一一、教材分析:1.地位及作用:牛顿第必须律所讲述的运动和力的关系是动力学的基础问题。
这节课学好了,学生建立了对运动和力关系的正确认识,就不容易从日常经验出发产生同历史前人产生过的相同的错误,也为学习动力学奠定了知识基础。
2.教材特点:①牛顿第必须律解决了几千年都含糊不清的问题,有助于学生对运动和力的关系进一步深入理解。
②伽利略梦想实验是学生第一次接触到梦想实验,应充分引导学生探索伽利略梦想实验的推理过程,明白梦想实验是建立在可靠的事实基础上的科学方法。
3.教材的重点、难点①重点:运用实验手段探索力和运动的本质关系,着重培养学生探索物理问题、分析物理问题的基本本事。
②难点:如何用科学的观点来代替部分学生头脑中对运动和力关系的错误认识,二、教学目标知识与技能1.明白伽利略的梦想实验及其主要推理过程和推论,明白梦想实验是科学研究的重要方法.2.理解牛顿第必须律的资料及意义.3.明白什么是惯性,会正确地解释有关惯性的现象.过程与方法1.观察生活中的惯性现象,了解力和运动的关系.2.经过实验加探对牛顿第必须律的理解.3.理解梦想实验是科学研究的重要方法.情感态度与价值观1.经过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不一样认识,了解人类认识事物本质的曲折性.2.感悟科学是人类提高的不竭动力.三、教学方法探究、讲授、讨论、练习四、教学设计经过实验引入力和运动的关系,引发学生的思考.静止在水平面上的物体,用力去推,物体由静止变为运动;一段时间后撤掉该力,物体的运动状态又如何进一步提出问题:思考“运动必须需要力来维持吗”.经过学生的讨论,进行适时引导:相同条件下空中飞行的足球比地滚球运动的距离要长很多,地滚球为什么运动一会儿就停止呢学生有的能回答出受阻力。
高中物理:3.5 牛顿运动定律的应用 教案(1)(教科版必修1)
牛顿运动定律的应用一、教学目标1、进一步学习分析物体的受力情况,能结合物体的运动情况进行分析。
2、掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题。
3、学会解力学题的一般书写格式。
二、重点难点重点:牛顿运动定律与运动学公式的综合运用难点:物体的受力和运动状态的分析、处理实际问题时物理情景的建立三、教学方法自学、讲授、练习三结合四、教学过程力是使物体产生加速度的原因,受力作用的物体存在加速度,我们可以结合运动知识,解决有关物体运动状态变化的问题,另一方面,当物体的运动状态变化时,一定有加速度,我们可以由加速度来确定物体的受力。
(一)动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,要求确定物体的运动情况处理方法:已知物体的受力情况,可以求出物体的合外力,根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度,再利用物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度,也就是确定了物体的运动情况。
2、已知物体的运动情况,要求推断物体的受力情况处理方法:已知物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力,由此推断物体受力情况。
(一)动力学问题的求解步骤1、选对象;2、分析力;3、建坐标;4、分解力;5、列方程;6、解“联立”(二)例题1、学生阅读课文【例题1】讲授:先分析物体受力情况是关键,应该养成正确画出受力图的习惯,寻找运动学与动力学之间的桥梁——加速度。
然后依据运动学求位移。
提问:解题的书写格式是怎样的?(受力图、过程分析、理论依据、文字运算、数字计算)2、学生阅读课文【例题2】讲授:本题是已知运动求力,在解题步骤中正交分解是关键,一般选初速度或者加速度方向为正方向,先根据运动学求加速度,然后依据牛顿第二定律求力。
注意受力图中的内容应包括:受力物、所有力(不能多,不能少)、坐标轴、正交分解力(注意虚实线条有别)。
重力加速度g 如果未加说明,则应取9.8m/s 2.注意书写格式。
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第六节用牛顿运动定律解决问题(一)
知识与技能
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。
3.会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。
过程与方法
1.通过实例感受研究力和运动关系的重要性。
2.培养学生利用物理语言表达,描述物理实际问题的能力。
3.帮助学生提高信息收集和处理能力,分析,思考,解决问题的能力和交流,合作能力。
情感态度与价值观
1.初步认识牛顿运动定律对社会发展的作用。
2.初步建立应用科学知识的意识。
3.培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。
重点
1.已知物体的受力情况,求物体的运动情况。
2.已知物体的运动情况,求物体的受力情况。
难点
1.物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用。
2.正交分解法。
课时
一课时
教学过程
引入新课
运动和力是紧密联系的,我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨,卫星的着地点靠的是牛顿运动定律中力和运动的关系,我们现在就从类似的较为简单的问题入手,寻找解决此类问题的研究方法。
进行新课
一.从受力情况分析运动情况
【例1】一个静止在水平地面上的物体,质量是2kg,在6.4N的水平拉力的作用下沿水平地面向右运动。
物体与地面间的摩擦力是4.2N。
求物体在4S末的速度和4S
内的位移。
【问题1】本题研究对象是谁?
---------------研究对象是在水平面上运动的物体。
【问题2】它共受到几个力作用?
-----------它一共受到四个力作用,分别是物体的重力,方向竖直向下;地面对它竖直向上的支持力,这两个力的合力为零;水平向右的拉力和水平向左的摩擦力。
【问题3】物体所受的合力沿什么方向?大小是多少?
-------------物体所受的合力沿物体的运动方向即向右,大小是F1-F2=6.4N-4.2N=2.2N.
【问题4】本题要求计算位移和速度,而我们只会解决匀变速运动问题。
这个物体的运动是匀变速运动吗?依据是什么?
------------这个物体的运动是匀变速运动,依据是物体所受的合力保持不变。
【问题5】经分析发现该题属于已知受力求运动呢,还是已知运动求力呢?
-----------是已知受力情况求物体的运动情况。
二.从运动情况确定受力
【例2】一个滑雪的人,质量m=75kg,,以V0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角β=30°,在t=5S的时间内滑下的路程X =60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)。
【问题1】本题属于那类力学问题?人共受几个力作用?各力的方向如何?他们之中哪个力是待求量?哪个力是已知量?物体所受的合力沿什么方向?
【问题2】本题中物体受力方向较为复杂,物体沿斜面方向匀加速下滑,我们应当如何建立坐标系合力?
---------沿平行于斜面和垂直于斜面分别建立坐标系的x轴和y轴,使合力方向落在x轴的正方向上,然后求合力比较方便。
【问题讨论】
【问题1】上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处?
---------两题都需画受力图,都要利用牛顿第二定律和运动学公式,画受力图是重要的解题步骤,不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度,而例2先用运动学公式求加速度。
【问题2】在例2中,为什么要建立平面直角坐标系?
----------例2中物体受力方向较为复杂,建立平面直角坐标系后,就可以用G1和G2代替G,使解题方便。
【课堂小结】
牛顿第二定律是解决力学问题的重要规律,从宏观上要能把握区分两类问题:
1.已知物体的受力情况,求解物体的运动情况。
基本处理思路:先分析物体的受力情况,求出合力,根据牛顿第二定律求出加速度,再利用运动学的相关公式求出要求的运动学物理量。
2.已知物体的运动情况,求解物体的受力情况。
基本处理思路:先分析清楚物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,再在分析物体受力情况的基础上,利用牛顿第二定律求出相应的力。
无论是求解哪类问题,加速度始终是联系运动和力的纽带。
【练习】
课本94页,练习1,2。