高三物理一轮复习 牛顿第二定律 两类动力学问题教案

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺牛顿第二定律 两类动力学问题课 题牛顿第二定律 两类动力学问题计划课时 3 节教学目标1、理解牛顿第二定律的内容；知道牛顿第二定律表达式的确切含义。2、知道国际单位制中力的单位是怎样定义的3、理解超重和失重的含义。4、能运用牛顿第二定律解决实际问题，并在解决问题的过程中掌握一定的解题方法。教学重点牛顿第二定律的理解。教学难点牛顿第二定律的应用。教学方法分析归纳法、讲授法、讨论法教 学 内 容 及 教 学 过 程一、导入课题牛顿第一定律指明了力是改变物体运动状态的原因，力又是如何改变物体的运动状态呢？今天我们来探究这一问题。二、主要教学过程知识点一、牛顿第二定律1内容物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与作用力方向相同。2表达式：Fma。3适用范围(1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。(2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。知识点二、单位制1单位制由基本单位和导出单位一起组成了单位制。2基本单位基本物理量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、长度和时间，它们的国际单位分别是kg、m和s。3导出单位由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。知识点三、两类动力学问题1动力学的两类基本问题：第一类：已知受力情况求物体的运动情况。第二类：已知运动情况求物体的受力情况。2解决两类基本问题的方法：以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图：知识点四、超重和失重1超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。(2)产生条件：物体具有向上的加速度。2失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。(2)产生条件：物体具有向下的加速度。3完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于零的现象称为完全失重现象。(2)产生条件：物体的加速度ag，方向竖直向下。对超重和失重的理解1超重、失重和完全失重比较比较超重失重完全失重产生条件加速度方向向上加速度方向向下加速度方向向下，且大小ag动力学原理FmgmaFm(ga)mgFmaFm(ga)mgFmgF0可能状态加速上升；减速下降加速下降；减速上升自由落体运动和所有的抛体运动；绕地球做匀速圆周运动的卫星、飞船等2.对超重和失重的进一步理解(1)超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)。(2)只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关。(3)尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。三、考点及典型例题分析【例1】一质点受多个力的作用，处于静止状态。现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是()Aa和v都始终增大Ba和v都先增大后减小Ca先增大后减小，v始终增大Da和v都先减小后增大解析质点受多个力作用而处于静止状态，则其中任意一个力与其他各个力的合力等大反向。使其中一个力大小逐渐减小到零的过程中，质点受到的合力不断增大且合力方向与这个力的方向相反，质点做加速度不断增大的变加速运动。当这个力减小为零时，质点的加速度达到最大值，此时速度增加得最快。当这个力又沿原方向逐渐恢复的过程中，质点受到的合力不断减小，质点的加速度也不断减小，但加速度与速度仍同向，质点开始做加速度不断减小的变加速运动。当这个力恢复到原来大小时，质点受到的合外力为零，加速度减小到零，质点的速度达到最大值，C正确。答案C【例2】两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，如图2所示。现突然迅速剪断轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，则()图2Aa1g，a2g Ba10，a22gCa1g，a20 Da12g，a20解析由于绳子张力可以突变，故剪断OA后小球A、B只受重力，其加速度a1a2g。故选项A正确。答案A【例3】如图5所示，在倾角37的足够长的固定斜面上，有一质量m1 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数0.2，物体受到沿平行于斜面方向向上的轻绳的拉力F9.6 N的作用，从静止开始运动，经2 s绳子突然断了，求绳断后经多长时间物体速度的大小达到22 m/s。(sin 370.6，取g10 m/s2)图5解析第一过程：在最初2 s内，物体在F9.6 N的拉力作用下，从静止开始沿斜面做匀加速直线运动，受力分析如图甲所示。甲沿斜面方向有Fmgsin 37Ffma1沿垂直斜面方向有FNmgcos 37且FfFN由式得a12 m/s22 s末绳断时，物体的瞬时速度v1a1t14 m/s第二过程：从撤去F到物体继续沿斜面向上运动达到速度为零的过程，设此过程物体运动时间为t2，加速度大小为a2乙沿斜面方向有mgsin 37Ffma2根据运动学公式得v1a2t2由得t20.53 s第三过程：物体从运动的最高点沿斜面下滑，设第三阶段物体加速度大小为a3，所需时间为t3。丙由对物体的受力分析得mgsin 37Ffma3由运动学公式得v3a3t3由得t35 s综上所述，从绳断到物体速度达到22 m/s所经历的总时间tt2t30.53 s5 s5.53 s。答案5.53 s物体就会处于超重或失重状态。例4如图7所示是某同学站在力传感器上，做下蹲起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力(单位为N)，横坐标为时间(单位为s)。由图可知，该同学的体重约为650 N，除此以外，还可以得到的信息有()图7A该同学做了两次下蹲起立的动作B该同学做了一次下蹲起立的动作，且下蹲后约2 s起立C下蹲过程中人处于失重状态D下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态解析在34 s下蹲过程中，先向下加速再向下减速，故人先处于失重状态后处于超重状态；在67 s起立过程中，先向上加速再向上减速，故人先处于超重状态后处于失重状态，选项A、C、D错误，B正确。答案B四、课堂练习创新设计第39、40页变式训练1、2、3、4五、课堂小结 1、分析瞬时问题的注意要点(1)分析物体的瞬时问题，关键是分析瞬时前后的受力情况和运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。(2)分析此类问题应特别注意绳或线类、弹簧或橡皮绳类模型的特点。解决连接体类问题的关键2、正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解。六、课外作业4级优化满分练第三章 基础课时7板书设计一、牛顿第二定律 三、动力学两类基本问题1、内容 1、动力学的两类基本问题2、表达式：Fma