人教版必修1 46 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一） 教案2.docx

4.6用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（1）教材分析教科書中牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用分為兩個(gè)部分，第一，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的一般問題，即從物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況，或從物體的運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力情況。第二，對(duì)兩種實(shí)際問題進(jìn)行分析，即，共點(diǎn)力作用下物體的平衡和人們常見的超重、失重問題。教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)分析物體的受力情況，并能結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行受力分析。2. 掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題的基本思路方法。3. 學(xué)會(huì)如何從牛頓運(yùn)動(dòng)定律入手求解有關(guān)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參量。4. 學(xué)會(huì)根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參量的變化求解有關(guān)物體的受力情況。二、過程與方法1. 培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言表達(dá)、描述物理實(shí)際問題的能力。2. 幫助學(xué)生提高信息收集和處理能力，分析、思考、解決問題能力和交流、合作能力。3. 幫助學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)例總結(jié)歸納一般問題解題規(guī)律的能力。4. 讓學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)工具在表達(dá)解決物理問題中的作用。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1. 利用我國的高科技成果激發(fā)學(xué)生的求知欲及學(xué)習(xí)興趣。2. 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮?shí)態(tài)度及解決實(shí)際問題的能力。3. 初步培養(yǎng)學(xué)生合作交流的愿望，能主動(dòng)與他人合作的團(tuán)隊(duì)精神，敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題的基本思路方法。教學(xué)難點(diǎn)正確分析受力并恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用正交分解法。教學(xué)方法創(chuàng)設(shè)情景導(dǎo)入課題實(shí)例分析實(shí)踐體驗(yàn)交流總結(jié)。教學(xué)準(zhǔn)備投影儀、多媒體等。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課此前我們學(xué)習(xí)了牛頓的三大運(yùn)動(dòng)定律，（應(yīng)用牛頓定律分析物體受力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系）并且應(yīng)用牛頓定律解決了一些問題，此間同學(xué)們有沒有發(fā)現(xiàn)應(yīng)用牛頓定律解決問題的一般方法呢？這節(jié)課我們就通過兩個(gè)練習(xí)來探究應(yīng)用牛頓定律解決問題的一般方法。二、進(jìn)行新課（一）從受力確定運(yùn)動(dòng)情況投影展示例題1 并布置學(xué)生審題：一個(gè)靜止在水平地面上的物體，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(dòng)。物體與地面間的摩擦力是4.2n。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。問：l.本題研究對(duì)象是誰？它共受幾個(gè)力的作用？物體所受的合力沿什么方向？大小是多少？ 2.本題要求計(jì)算位移和速度，而我們只會(huì)解決勻變速運(yùn)動(dòng)問題。這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？依據(jù)是什么？3.fn和g在豎直方向上，它們有什么關(guān)系？學(xué)生思考討論后作答，并進(jìn)一步判定：物體所受的合力水平向右，根據(jù)牛頓第二定律其加速度一定水平向右，因此物體向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。fn和g在豎直方向上，大小相等、方向相反，是一對(duì)平衡力。借機(jī)讓學(xué)生對(duì)平衡力和作用力與反作用力進(jìn)行比較鑒別。點(diǎn)評(píng)：通過分析實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生分析探索和尋找物理量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)淺層次規(guī)律的能力，運(yùn)用物理語言的能力。教師提問：經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)該題屬于已知受力求運(yùn)動(dòng)呢，還是已知運(yùn)動(dòng)求受力呢？學(xué)生討論并形成一致意見：已知受力求運(yùn)動(dòng)學(xué)情況。點(diǎn)評(píng)：培養(yǎng)學(xué)生敏銳觀察并總結(jié)的能力。教師要求學(xué)生在分析的基礎(chǔ)上，畫出受力分析圖，并完整列出解答過程，提醒學(xué)生寫明依據(jù)并與投影答案相對(duì)照。學(xué)生計(jì)算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。點(diǎn)評(píng)：培養(yǎng)學(xué)生書面表述清楚物理問題的能力。承轉(zhuǎn)：如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，就可以根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的外力，這是動(dòng)力學(xué)所要解決的另一類問題。（二）從運(yùn)動(dòng)情況確定受力投影展示例2并布置學(xué)生審題：一個(gè)滑雪的人質(zhì)量是 75 kg，以v02m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角，在 t=5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力。（包括摩擦和空氣阻力）問：本題屬于哪類力學(xué)問題？人共受幾個(gè)力的作用？各力方向如何？它們之中哪個(gè)力是待求量？哪個(gè)力實(shí)際上是已知的？待求力是誰？物體所受的合力沿什么方向？學(xué)生分小組思考討論，小組代表回答解題思路，描述物體受力情況。該題為已知受力求運(yùn)動(dòng)，合力沿運(yùn)動(dòng)方向，動(dòng)力實(shí)際上是已知的。點(diǎn)評(píng)：通過分析實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生分析探索和尋找物理量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)淺層次規(guī)律的能力，運(yùn)用物理語言表述物理問題的能力。教師提問：本題中物體受力方向較為復(fù)雜，物體沿斜面方向勻加速下滑，我們應(yīng)當(dāng)如何建立坐標(biāo)系求合力？學(xué)生分小組繼續(xù)思考討論，然后作出正確選擇：沿平行于斜面和垂直于斜面分別建立坐標(biāo)系的x軸和y軸，使合力的方向落在x軸的正方向上，然后求合力比較方便。教師提問：l. 上述兩個(gè)例題在解題方法上有什么相同和不同之處？2. 在例2中，為什么要建立平面直角坐標(biāo)系？3. 在運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中通常是以v0為正方向的，但在利用牛頓第二定律列方程時(shí)，選什么方向?yàn)檎较蜉^為方便？努力啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)異同。學(xué)生思考討論，交流合作，推舉學(xué)生回答，并相互補(bǔ)充：l. 兩題都需畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例1先用牛頓第二定律求加速度，而例2先用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度。2. 例2中物體受力方向較為復(fù)雜，建立平面直角坐標(biāo)系后，就可以用g1和g2代替g，使解題方便。3. 因?yàn)榧铀俣鹊姆较蚓褪俏矬w所受合外力的方向，所以以加速度的方向?yàn)檎较颍瑫?huì)給分析問題帶來很大方便。點(diǎn)評(píng)：培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、辨析、歸納綜合的能力。教師出示課堂練習(xí)（見實(shí)例探究），適當(dāng)加入學(xué)生討論。檢查練習(xí)結(jié)果并予以評(píng)價(jià)矯正。點(diǎn)評(píng)：在實(shí)際應(yīng)用中鍛煉能力。（三）課堂練習(xí) 1.質(zhì)量為40kg的物體靜止在水平面上, 當(dāng)在400n的水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過16m時(shí), 速度為16 m/s, 求物體受到的阻力是多少?【答案】80n2用彈簧秤拉著一個(gè)物體在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng), 彈簧秤的示數(shù)是0.40n. 然后用彈簧秤拉著這個(gè)物體在水平面上做勻變速運(yùn)動(dòng), 測(cè)得加速度是0.85 m/s2, 彈簧秤的示數(shù)是2.10n。這個(gè)物體的質(zhì)量是多大?【答案】m=2 kg3.一斜面ab長為10m，傾角為30，一質(zhì)量為2kg的小物體（大小不計(jì)）從斜面頂端a點(diǎn)由靜止開始下滑，如圖所示。（g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：題中第（1）問是知道物體受力情況求運(yùn)動(dòng)情況；第（2）問是知道物體運(yùn)動(dòng)情況求受力情況。（1）以小物塊為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖所示。物塊受重力mg、斜面支持力n、摩擦力f。垂直斜面方向上受力平衡，由平衡條件得：mgcos-n=0。沿斜面方向上，由牛頓第二定律得：mgsin-f=ma。又f=n，由以上三式解得a=0.67m/s2。小物體下滑到斜面底端b點(diǎn)時(shí)的速度：3.65m/s。運(yùn)動(dòng)時(shí)間： s。（2）小物體沿斜面勻速下滑，受力平衡，加速度a0，有垂直斜面方向：mgcos-n=0。沿斜面方向：mgsin-f=0。又f =n，解得：0.584蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2，若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大?。╣取10m/s2）。質(zhì)量為20kg的物體若用20n的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：（1）若改用50n拉力沿與水平方向成37的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進(jìn)2.3m時(shí)，它的速度多大？（2）在前進(jìn)2.3m時(shí)撤去拉力，又經(jīng)過3s鐘，物體的速度多大？（3）物體總共通過多大位移？（g取10m/s2）【答案】（1）2.3ms （2）0 （3）4.95m【答案】 f = 1.5103n三、課堂小結(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；另一類是已知運(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