1114.7 用牛頓運(yùn)動定律解決問題（二） 教案1、知識目標(biāo)：（1）能結(jié)合物體的運(yùn)動情況進(jìn)行受力分析（2）掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的基本思路和方法，學(xué)會用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式解決力學(xué)問題2、能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生審題能力、分析能力、利用數(shù)學(xué)解決問題能力、表述能力3、情感目標(biāo)：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣教材分析本節(jié)主要通過對典型例題的分析，幫助學(xué)生掌握處理動力學(xué)兩類問題的思路和方法這兩類問題是：已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動情況；已知物體的運(yùn)動情況，求解物體的受力教法建議 1、總結(jié)受力分析的方法，讓學(xué)生能夠正確、快速的對研究對象進(jìn)行受力分析2、強(qiáng)調(diào)解決動力學(xué)問題的一般步驟是：確定研究對象；分析物體的受力情況和運(yùn)動情況；列方程求解；對結(jié)果的合理性討論要讓學(xué)生逐步習(xí)慣于對問題先作定性和半定量分析，弄清問題的物理情景后再動筆算，并養(yǎng)成畫情景圖的好習(xí)慣3、根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，對這部分內(nèi)容分層次要求，即解決兩類基本問題解決斜面問題較簡單的連接體問題，建議該節(jié)內(nèi)容用23節(jié)課完成教學(xué)重點(diǎn)：物體的受力分析；應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決兩類問題的方法和思路教學(xué)難點(diǎn)：物體的受力分析；如何正確運(yùn)用力和運(yùn)動關(guān)系處理問題第一課時一、受力分析方法小結(jié)通過基本練習(xí)，小結(jié)受力分析方法（讓學(xué)生說，老師必要時補(bǔ)充）1、練習(xí)：請對下例四幅圖中的A、B物體進(jìn)行受力分析答案：2、受力分析方法小結(jié)（1）明確研究對象，把它從周圍物體中隔離出來；（2）按重力、彈力、摩擦力、外力順序進(jìn)行受力分析；（3）注意：分析各力的依據(jù)和方法：產(chǎn)生條件；物體所受合外力與加速度方向相同；分析靜摩擦力可用假設(shè)光滑法不多力、不丟力的方法：繞物一周分析受力；每分析一力均有施力物體；合力、分力不要重復(fù)分析，只保留實(shí)際受到的力二、動力學(xué)的兩類基本問題1、已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動情況2、已知物體的運(yùn)動情況，確定物體的受力情況3、應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解題的一般步驟：選取研究對象；（注意變換研究對象）畫圖分析研究對象的受力和運(yùn)動情況；（畫圖很重要，要養(yǎng)成習(xí)慣）進(jìn)行必要的力的合成和分解；（在使用正交分解時，通常選加速度方向?yàn)橐蛔鴺?biāo)軸方向，當(dāng)然也有例外）根據(jù)牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式列方程求解；（要選定正方向）對解的合理性進(jìn)行討論習(xí)題精選1、質(zhì)量為2kg的物體，置于水平光滑平面上，用16N的力與水平面成300角斜向上或斜向下加在這個物體上，求兩種情況下物體的加速度大小之比是 2、質(zhì)量為3kg的物體靜止在水平地面上，在水平恒力 的作用下運(yùn)動4s末它的速度達(dá)到4m/s此時將力 撤去，又經(jīng)過6s物體停止運(yùn)動，若地面與物體之間的動摩擦因數(shù)不變，則 的大小為 3、如圖所示，車廂內(nèi)光滑的墻壁上，用線拴住一個重球車靜止時，線的拉力為 ，墻對球的支持力為 車向右作加速運(yùn)動時，線的拉力為 ，墻對球的支持力為 ，則這四個力的關(guān)系應(yīng)為： ； （填>、<或）4、用彈簧秤沿水平方向拉著一個物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，彈簧秤的讀數(shù)是0.8N后再用彈簧秤沿水平方向拉著這個物體在水平面上做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)彈簧秤的讀數(shù)是2.4N時，測得加速度的大小是0.4m/s2則這個物體的質(zhì)量為_5、質(zhì)量為24kg的氣球，以2m/s的速度勻速上升，當(dāng)氣球在200m高處時掉下一個質(zhì)量為4kg的物體則經(jīng)過5s后氣球的高度為_m( 取10m/s2)6、一機(jī)動車?yán)煌宪?，由靜止開始在水平軌道上勻加速前進(jìn)，在運(yùn)動開始后的頭10s里走過40m，然后將拖車解脫但機(jī)車的牽引力仍舊不變，再過10s兩車相距60m則機(jī)動車和拖車質(zhì)量之比為_（不計(jì)一切阻力）7、質(zhì)量為1Kg的物體，從傾角為37的斜面上無初速滑下，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，則5s內(nèi)物體下滑的最大速度為 ；若物體以10m/s的速度沖上斜面，它能滑行的最大距離是 （ 10m/s2）答案：1、1：1 2、5N 3、“”；“>” 4、4kg 5、235m 6、2：1 7、10m/s；5m第二課時探究活動 題目：根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，編一份有關(guān)牛頓運(yùn)動定律應(yīng)用的練習(xí)題題量：46道要求：給出題目詳細(xì)解答，并注明選題意圖及該題易錯之處評價：可操作性、針對性，可調(diào)動學(xué)生積極性已知物體的受力情況確定物體的運(yùn)動情況例1質(zhì)量為10Kg的物體放在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，如果用大小40N，方向斜向上與水平方向的夾角為37的恒力作用，使物體沿水平面向右運(yùn)動,求（1）物體運(yùn)動的加速度大?。唬?）若物體由靜止開始運(yùn)動，需要多長時間速度達(dá)到8.4m/s，物體的位移多大？分析與解答：（1）以物體為研究對象，首先對物體進(jìn)行受力分析，如圖1所示建立平面直角坐標(biāo)系把外力沿兩坐標(biāo)軸方向分解設(shè)向右為正方向，依據(jù)牛頓第二定律列方程： 整理后得到： 代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得：物體運(yùn)動加速度大小 =1.68m/s2（2）因?yàn)槲矬w做勻加速直線運(yùn)動，所以根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可知： 物體運(yùn)動時間為： s 物體的位移大小為： m說明：（1）這是一道已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動情況的習(xí)題（2）本題中物體受4個力作用（大于3個力作用），一般在處理力的關(guān)系時用正交分解法（3）支持力不是外力在豎直方向上的分力；重力大小不等于地面給予的支持力已知物體運(yùn)動情況確定物體受力情況例2 一個空心小球從距離地面16m的高處由靜止開始落下，經(jīng)2s小球落地，已知球的質(zhì)量為0.4kg，求它下落過程中所受空氣阻力多大？( =10m/s2)分析與解答：以空心小球?yàn)檠芯繉ο?，根?jù)它的運(yùn)動情況可知，其下落時加速度大小為： m/s2< 說明小球在下落過程中受到向上的空氣阻力作用，小球的受力情況如圖2所示依據(jù)牛頓第二定律可知： 小球所受空氣阻力大小為： N說明：（1）這是一道已知物體的運(yùn)動情況，確定物體的受力情況的習(xí)題（2）本題可根據(jù)需要加一問：若小球落地后豎直向上反彈到6m高度，設(shè)空氣阻力大小不變，則小球反彈上升的時間為多少？反彈的初速度為多少？所加這一問屬于第一類問題，且注意此時空氣阻力方向向下3）物體的運(yùn)動路徑是豎直方向的直線，如各類豎直方向的拋體運(yùn)動，往往要考慮空氣阻力（空氣阻力總是與運(yùn)動方向相反）；又如升降機(jī)內(nèi)隨升降機(jī)一起變速上升和下降的物體的運(yùn)動，這時會出現(xiàn)超重失重現(xiàn)象。怎樣對牛頓運(yùn)動定律的問題進(jìn)行分類不是絕對的。牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用題目很多很雜，除了掌握基本分析方法外，能對題目分類，無疑是對學(xué)習(xí)的總結(jié)也是提高、希望讀者每做完一道題都要注意分析一下這道題目的特點(diǎn)及思考方法，這無疑是大有裨益的。 典型例題關(guān)于斜面上物體的加速運(yùn)動例3一木塊在傾角為37的斜面上， =10m/s2（1）若斜面光滑，求木塊下滑時加速度大小；（2）若斜面粗糙，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，則當(dāng)木塊以某一初速度下滑時，其加速度的大??；（3）若斜面粗糙，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??；（4）若斜面粗糙，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；（5）其它條件同上問，若木塊受到沿斜面向上的大小為4.2N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？分析與解答：（1）對木塊的受力分析如（圖）所示 進(jìn)行正交分解后，依據(jù)牛頓第二定律可得： m/s2（2）對木塊的受力分析如圖示所示 進(jìn)行正交分解后，依據(jù)牛頓第二定律可得： (3) 對木塊的受力分析如圖示所示 進(jìn)行正交分解后，依據(jù)牛頓第二定律可得： (4) 對木塊的受力分析如圖示所示進(jìn)行正交分解后，首先判斷摩擦力和加速度的方向： （N）< 摩擦力的方向沿斜面向下，加速度的方向沿斜面向上 m/s2(5) 對木塊的受力分析如圖示5所示進(jìn)行正交分解后，首先判斷摩擦力和加速度的方向： （N）> 摩擦力的方向沿斜面向上，加速度的方向沿斜面向下 m/s2說明：（1）這是一道關(guān)于斜面上物體運(yùn)動的問題在這類問題中要特別注意摩擦力方向的問題，必要時必須通過一定的運(yùn)算才能確定（如本題）（2）在做第二問時可以進(jìn)行討論：設(shè)斜面傾角為 ，當(dāng) 時，物體沿斜面勻速下滑；當(dāng) 時，物體沿斜面減速下滑；當(dāng) 時，物體沿斜面加速下滑關(guān)于連接體問題的求解處理連接體問題的基本方法1、若連接體中各個物體產(chǎn)生的加速度相同，則可采用整體法求解該整體產(chǎn)生的加速度2、若連接體中各個物體產(chǎn)生的加速度不同，則一般不可采用整體法（若學(xué)生情況允許，可再提高觀點(diǎn)講）3、若遇到求解連接體內(nèi)部物體間的相互作用力的問題，則必須采用隔離法以上各問題均通過典型例題落實(shí)例4如圖1所示，物體A和B靠在一起放在光滑水平面上，物體A受到水平向右的推力，大小為10N，已知物體A的質(zhì)量為2kg，物體B的質(zhì)量為3kg，求物體A運(yùn)動的加速度及物體A、B間的相互作用力分析與解答：（1）由題意可知物體A、B將以共同的加速度運(yùn)動，因此求解加速度的問題可以選用隔離法和整體法兩種法一：用隔離法，分別以物體A和B為研究對象進(jìn)行受力分析，如圖9所示依據(jù)牛頓第二定律可知：對A： 對B： 聯(lián)立解得： （m/s2） 方向：水平向右法二：用整體法，以物A和B整體為研究對象進(jìn)行受力分析，如圖10所示依據(jù)牛頓第二定律可知：對整體： （m/s2） 方向：水平向右（2）求解物體間相互作用力，即求解圖示中的 時，必須用隔離法以物體A為研究對象，依據(jù)牛頓第二定律可知： （m/s2）物體間的相互作用力大小為6N或以物體A為研究對象，依據(jù)牛頓第二定律可知： （m/s2）物體間的相互作用力大小為6N說明：（1）這是一道關(guān)于連接體運(yùn)動的基本問題，學(xué)生應(yīng)該掌握關(guān)于這類問題的解題思路和方法在處理這類問題時，要學(xué)會靈活地選取研究對象（2）在對這類題進(jìn)行受力分析時，學(xué)生常會犯兩類錯誤，一類是把力 畫到物體 上，要讓學(xué)生清除力是不可以傳遞的；（3）在分析物體 受力時丟掉物體 給它的作用力 ，要強(qiáng)調(diào)力是物體間的相互作用（4）此題可以擴(kuò)展為地面有摩擦的情況；或把 、 兩物體摞在一起，用一個力推其中一個物體，并設(shè)計(jì)相關(guān)問題（5）如果學(xué)生情況允許，可以涉及整體加速度不同的問題，交給學(xué)生如何快速、簡單地處理問題的方法111