牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（習(xí)題課）.doc

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（習(xí)題課）共2課時(shí)一、教學(xué)目標(biāo)1物理知識(shí)方面的要求：(1)鞏固記憶牛頓第二定律內(nèi)容、公式和物理意義；(2)掌握牛頓第二定律的應(yīng)用方法。2通過例題分析、討論、練習(xí)使學(xué)生掌握應(yīng)用牛頓定律解決力學(xué)問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的審題能力、分析綜合能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)工具的能力。3訓(xùn)練學(xué)生解題規(guī)范、畫圖分析、完善步驟的能力。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1本節(jié)為習(xí)題課，重點(diǎn)內(nèi)容是選好例題，講清應(yīng)用牛頓第二定律解決的兩類力學(xué)問題及解決這類問題的基本方法。2應(yīng)用牛頓第二定律解題重要的是分析過程、建立圖景；抓住運(yùn)動(dòng)情況、受力情況和初始條件；依據(jù)定律列方程求解。但學(xué)生往往存在重結(jié)論、輕過程，習(xí)慣于套公式得結(jié)果，所以培養(yǎng)學(xué)生良好的解題習(xí)慣、建立思路、掌握方法是難點(diǎn)。三、教具投影儀、投影片、彩筆。四、主要教學(xué)過程(一)引入新課牛頓第二定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的內(nèi)在聯(lián)系。因此，應(yīng)用牛頓第二定律即可解答一些力學(xué)問題。我們通過以下例題來體會(huì)應(yīng)用牛頓第二定律解題的思路、方法和步驟。(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)1已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況例題1(投影) 一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg，在水平方向受到5.0N的拉力，物體跟水平面的滑動(dòng)摩擦力是2.0N。1)求物體在4.0秒末的速度；2)若在4秒末撤去拉力，求物體滑行時(shí)間。(1)審題分析這個(gè)題目就是根據(jù)已知的受力情況來求物體的運(yùn)動(dòng)情況。前4秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況：物體由靜止在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t=4.0s。受力情況：F=5.0N，f=2.0N，G=N；初始條件：v0=0；研究對(duì)象：m=2.0kg。求解4秒末的速度vt。4秒后，撤去拉力，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，vt=0。受力情況：G=N、f=2.0N；初始條件：v0=vt，求解滑行時(shí)間。(2)解題思路研究對(duì)象為物體。已知受力，可得物體所受合外力。根據(jù)牛頓第二定律可求出物體的加速度，再依據(jù)初始條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可解出前一段運(yùn)動(dòng)的末速度。運(yùn)用同樣的思路也可解答后一段運(yùn)動(dòng)的滑行距離。(3)解題步驟(投影)解：確定研究對(duì)象，分析過程(畫過程圖)，進(jìn)行受力分析(畫受力圖)。前4秒 根據(jù)牛頓第二定律列方程：水平方向 F-f=ma豎直方向 N-G=04秒后 豎直方向N-G=0水平方向-f=ma引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題步驟：確定對(duì)象、分析過程、受力分析、畫圖、列方程、求解、檢驗(yàn)結(jié)果。(4)討論：若無第一問如何解？實(shí)際第一問的結(jié)果是第二問的初始條件，所以解題的過程不變。(5)引申：這一類題目是運(yùn)用已知的力學(xué)規(guī)律，作出明確的預(yù)見。它是物理學(xué)和技術(shù)上進(jìn)行正確分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，如發(fā)射人造地球衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道，帶電粒子在電場(chǎng)中加速后獲得速度等都屬這一類題目。2已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況例題2(投影) 一輛質(zhì)量為1.0103kg的小汽車正以10m/s的速度行駛，現(xiàn)在讓它在12.5m的距離內(nèi)勻減速地停下來，求所需的阻力。(1)審題分析這個(gè)題目是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況求解汽車所受的阻力。研究對(duì)象：汽車m=1.0103kg；運(yùn)動(dòng)情況：勻減速運(yùn)動(dòng)至停止vt=0，s=12.5m；初始條件：v0=10m/s，求阻力f。(2)解題思路由運(yùn)動(dòng)情況和初始條件，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出加速度；再根據(jù)牛頓第二定律求出汽車受的合外力，最后由受力分析可知合外力即阻力。(3)解題步驟(投影)畫圖分析據(jù)牛頓第二定律列方程：豎直方面 N-G=0水平方面 f=ma=1.0103(-4)N=-4.0103Nf為負(fù)值表示力的方向跟速度方向相反。（4）引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解題步驟與第一類問題相同。（5）引申：這一類題目除了包括求出人們熟知的力的大小和方向，還包括探索性運(yùn)用，即根據(jù)觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)去認(rèn)識(shí)人們還不知道的物體間的相互作用的特點(diǎn)。牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部有個(gè)原子核都屬于這類探索。3應(yīng)用牛頓第二定律解題的規(guī)律分析(直線運(yùn)動(dòng))題目類型流程如下由左向右求解即第一類問題，可將vt、v0、s、t中任何一個(gè)物理量作為未知求解。由右向左求解即第二類問題，可將F、f、m中任一物理量作為未知求解。若阻力為滑動(dòng)摩擦力，則有F-mg=ma，還可將作為未知求解。如：將例題2改為一物體正以10m/s的速度沿水平面運(yùn)動(dòng)，撤去拉力后勻減速滑行12.5m，求物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)。據(jù)牛頓第二定律F合=ma 有-mg=ma4物體在斜向力作用下的運(yùn)動(dòng)例題3(投影) 一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成角的力F推木箱，求經(jīng)過t秒時(shí)木箱的速度。解：(投影)畫圖分析：木箱受4個(gè)力，將力F沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向分解：水平分力為Fcos豎直分力為Fsin據(jù)牛頓第二定律列方程豎直方向 N-Fsin-G=0 水平萬(wàn)向 Fcos-f=ma 二者聯(lián)系 f=N 由式得N=Fsinmg 代入式有 f=(Fsinmg)可見解題方法與受水平力作用時(shí)相同。（三）鞏固練習(xí)圖41如圖4所示,質(zhì)量為4 kg的物體靜止于水平面上,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,物體受到大小為20 ,與水平方向成角斜向上的拉力F作用時(shí)沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng),求物體的加速度是多大?(取10 m/s2)解析:以物體為研究對(duì)象,其受力情況如圖5所示,建立平面直角坐標(biāo)系把F沿兩坐標(biāo)軸方向分解,則兩坐標(biāo)軸上的合力分別為圖5物體沿水平方向加速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為,則軸方向上的加速度,軸方向上物體沒有運(yùn)動(dòng),故y,由牛頓第二定律得所以又有滑動(dòng)摩擦力以上三式代入數(shù)據(jù)可解得物體的加速度a=0.58 m/s2.圖6小結(jié):當(dāng)物體的受力情況較復(fù)雜時(shí),根據(jù)物體所受力的具體情況和運(yùn)動(dòng)情況建立合適的直角坐標(biāo)系,利用正交分解法來解.2一斜面AB長(zhǎng)為10 ,傾角為,一質(zhì)量為kg的小物體(大小不計(jì))從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑,如圖6所示(取10 m/s2)(1)若斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,求小物體下滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間.(2)若給小物體一個(gè)沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面勻速下滑,則小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少?解析:(1)以小物體為研究對(duì)象,其受力情況如圖7所示,建立直角坐標(biāo)系,把重力圖7沿軸和軸方向分解:小物體沿斜面即軸方向加速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為,則x,物體在軸方向沒有發(fā)生位移,沒有加速度則y,由牛頓第二定律得,所以又所以 設(shè)小物體下滑到斜面底端時(shí)的速度為,所用時(shí)間為,小物體由靜止開始勻加速下滑,由得由得 (2)小物體沿斜面勻速下滑時(shí),處于平衡狀態(tài),其加速度,則在圖7的直角坐標(biāo)中,由牛頓第二定律,得又所以所以,小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)小結(jié):若給物體一定的初速度,當(dāng)tg時(shí),物體沿斜面勻速下滑；當(dāng)tg（mgcosmgsin）時(shí),物體沿斜面減速下滑；當(dāng)tg（mgcosmgsin）時(shí),物體沿斜面加速下滑.3靜止在水平地面上的物體的質(zhì)量為2 kg,在水平恒力F推動(dòng)下開始運(yùn)動(dòng),4 s末它的速度達(dá)到4 m/s,此時(shí)將F撤去,又經(jīng)6 s物體停下來,如果物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,求F的大小.解析:物體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分為兩段,前4 s物體做勻加速運(yùn)動(dòng),后6 s物體做勻減速運(yùn)動(dòng).前4 s內(nèi)物體的加速度為 設(shè)摩擦力為F,由牛頓第二定律得 后6 s內(nèi)物體的加速度為 物體所受的摩擦力大小不變,由牛頓第二定律得 由可求得水平恒力F的大小為小結(jié):解決動(dòng)力學(xué)問題時(shí),受力分析是關(guān)鍵,對(duì)物體運(yùn)動(dòng)情況的分析同樣重要,特別是像這類運(yùn)動(dòng)過程較復(fù)雜的問題,更應(yīng)注意對(duì)運(yùn)動(dòng)過程的分析.在分析物體的運(yùn)動(dòng)過程時(shí),一定弄清整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中物體的加速度是否相同,若不同,必須分段處理,加速度改變時(shí)的瞬時(shí)速度即是前后過程的聯(lián)系量.分析受力時(shí)要注意前后過程中哪些力發(fā)生了變化,哪些力沒發(fā)生變化.圖84如圖8所示,質(zhì)量為的物塊A和質(zhì)量為的物塊B與地面的摩擦均不計(jì).在已知水平推力F的作用下,A、B做加速運(yùn)動(dòng).A對(duì)B的作用力為多大?解析:取A、B整體為研究對(duì)象,其水平方向只受一個(gè)力F的作用根據(jù)牛頓第二定律知:（）取B為研究對(duì)象,其水平方向只受A的作用力F1,根據(jù)牛頓第二定律知:1故1小結(jié):對(duì)連結(jié)體(多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體)問題,通常先取整體為研究對(duì)象,然后再根據(jù)要求的問題取某一個(gè)物體為研究對(duì)象. (四)課堂小結(jié)(引導(dǎo)學(xué)生總結(jié))1應(yīng)用牛頓第二定律解題可分為兩類：一類是已知受力求解運(yùn)動(dòng)情況；一類是已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力。2不論哪種類型題目的解決，都遵循基本方法和步驟，即分析過程、建立圖景、確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、根據(jù)定律列方程，進(jìn)而求解驗(yàn)證效果。在解題過程中，畫圖是十分重要的，包括運(yùn)動(dòng)圖和受力圖，這對(duì)于物體經(jīng)過多個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的問題更是必不可少的步驟。3在斜向力作用下，可將該力沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向分解，轉(zhuǎn)化為受水平力的情形。解題方法相同。五、說明1本課以高中物理課本第一冊(cè)(必修)為依據(jù)。例題1在原題基本上增加了一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，目的是強(qiáng)調(diào)過程圖和受力圖的重要性。因?yàn)橛行W(xué)生對(duì)此不夠重視而導(dǎo)致錯(cuò)誤，尤其是以后遇到復(fù)雜問題的處理時(shí)更加突出，比如不注意各段運(yùn)動(dòng)中物體受力情況的變化和與之相關(guān)的加速度的變化，用前一段運(yùn)動(dòng)的加速度代入后一段運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行運(yùn)算，得出錯(cuò)誤結(jié)果。但教材中節(jié)練習(xí)題和章習(xí)題中沒有這類題目，所以可根據(jù)學(xué)生情況加以取舍。2解題過程反復(fù)強(qiáng)調(diào)分析方法、解題步驟，意在培養(yǎng)學(xué)生的良好解題習(xí)慣和書寫規(guī)范，由于解題過程要力求詳盡，故本課密度較大。為此，解題過程可利用投影片以節(jié)省時(shí)間。3例題中增加了斜向力作用的情形，目的是使學(xué)生注意豎直方向運(yùn)動(dòng)方程的建立，對(duì)水平方向物理量的影響。因?yàn)閷W(xué)生長(zhǎng)時(shí)間只考慮水平方向受力，就會(huì)忽視了豎直方向的受力分析，認(rèn)為在任何情況下都無須考慮豎直方向受力。另外，了解到斜向力分解后的解題方法仍是前面所述的基本方法，從而體會(huì)對(duì)復(fù)雜問題的處理方法，以鞏固基本知識(shí)、基本方法。但鞏固練習(xí)中有提及建立坐標(biāo)系和正交分解的題目，這一部分亦可據(jù)學(xué)生情況取舍。存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從sfjhjhsosf7ioeryi03ri0yyriyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy444444444444444444444444444444444444444444ojkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeejjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj整理文檔沒有那么復(fù)雜，很簡(jiǎn)單，只要掌握好竅門。以本團(tuán)隊(duì)工作總結(jié)、計(jì)劃、報(bào)告、PPT模板為例：簡(jiǎn)介模板：本文從（文檔中的一、二、三，找三個(gè)要點(diǎn)寫在這里）方面出發(fā)，詳細(xì)介紹了（文檔的名字），內(nèi)容（詳細(xì)/簡(jiǎn)單）、層次（清晰/協(xié)調(diào)），值得有四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從sfjhjhsosf7ioeryi03ri0yyriyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy444444444444444444444444444444444444444444ojkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeejjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj整理文檔沒有那么復(fù)雜，很簡(jiǎn)單，只要掌握好竅門。以本團(tuán)隊(duì)工作總結(jié)、計(jì)劃、報(bào)告、PPT模板為例：簡(jiǎn)介模板：本文從（文檔中的一、二、三，找三個(gè)要點(diǎn)寫在這里）方面出發(fā)，詳細(xì)介紹了（文檔的名字），內(nèi)容（詳細(xì)/簡(jiǎn)單）、層次（清晰/協(xié)調(diào)），值得有四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存在著賽車手從四川省網(wǎng)得分vrgr存