牛顿运动定律的应用.doc

牛顿运动定律的应用本节教材分析牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律，是动力学的基础。理解牛顿运动定律的内容和意义，能够运用牛顿运动定律解决有关问题，这对于学生学好物理，掌握力学知识和提高分析解决问题的能力是十分重要的。牛顿运动定律确定了力和运动的关系，使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来。由此可以用牛顿运动定律来解决有关力和运动的问题。要求学生知道利用牛顿运动定律处理的动力学问题主要有两类：一类是已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；另一类是已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。无论是哪种类型的题目，物体的加速度都是核心，是联结力和物体运动的桥梁。因此应用牛顿运动定律解题时，通过加速度这个核心，对物体进行受力分析和运动情况分析是解题的关键。应有意识地培养学生画出草图，进行受力分析和运动情况分析的习惯。关于物体的受力分析，在第一章中已初步涉及，在本章结合运动情况进行受力分析，对物体的 受力分析采用分层次，循序渐进的方法，逐步加深，不可急于求成。可引导学生在分析解决问题中初步掌握分析物体受力分析的基本思路和方法。在求解动力学问题时，常用到力的合成和分解的有关知识，特别是“正交分解”法，在解题中常常会用到，应使学生理解并逐步熟悉这一方法。通过本节课学习，应使学生掌握解决动力学问题的基本思路和方法。解决动力学问题的一般步骤大体是：确定研究对象，分析物体的受力情况和运动情况，列出方程求解。可以在例题中渗透，由学生总结得出。应当要求学生注意解题步骤和书写规范，不可急于进行计算，要逐渐习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景，必要时画出情景图，这是正确的关键。养成良好的分析和处理问题的习惯，对以后的学习会很有帮助的。教学目标一、 知识目标1. 知道运用牛顿运动定律解题的方法2. 进一步学习对物体进行正确的受力分析二、 能力目标1. 培养学生分析问题和总结归纳的能力2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力三、 德育目标1. 培养学生形成积极思维，解题规范的良好习惯教学重点应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及这两类问题的基本方法教学难点应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法教学方法实例分析发 归纳法 讲练结合法教学过程一、 导入新课通过前面几节课的学习，我们已学习了牛顿运动定律 ，本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。二、 新课教学（一）、牛顿运动定律解答的两类问题1.牛顿运动定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来，由此用牛顿运动定律解决的问题可分为两类：a.已知物体的受力情况，确定物体的运动情况。b.已知物体的运动情况，求解物体的受力情况2.用投影片概括用牛顿运动定律解决两类问题的基本思路已知物体的受力情况求得a据已知物体的运动情况求得物体的受力情况3.总结由上分析知，无论是哪种类型的题目，物体的加速度都是核心，是联结力和运动的桥梁。（二）已知物体的受力情况，求解物体的 运动情况例1. 如图所示，质量m=2Kg的物体静止在光滑的水平地面上，现对物体施加大小F=10N与水平 方向夹角370的斜向上的拉力，使物体向右做匀加速直线运动。已知sin370=0.6,cos370=0.8取g=10m/s2，求物体5s末的速度及5s内的位移。问：a.本题属于那一类动力学问题？ （已知物体的受力情况，求解物体的运动情况） b.物体受到那些力的作用？这些力关系如何？引导学生正确分析物体的受力情况，并画出物体受力示意图。 c.判定物体应作什么运动？ （物体原来是静止的，初速度V0=0，在恒定的合力作用下产生恒定的加速度，所以物体作初速度为零的匀加速直线运动。） （1）引导学生正确写出本题的解题过程。解：设向右为正方向，以物体为研究对象，物体受3个力，受力示意图如图所示。其中F1是力F沿水平方向的分力，小车由静止开始加速度前进，在此过程中：水平方向：由牛顿第二定律：F合ma得第5s末的速度由运动学公式有： 5s内的位移由运动学公式有：第5s末的速度为20m/s,5s内的位移为50m。（2）归纳处理第一类问题的基本方法：（先有学生归纳，然后再进行总结）a.对物体进行受力分析并画出示意图。b.求出合力，利用牛顿第二定律求出物体的加速度。c.利用运动学公式确定物体的运动情况。【巩固练习】 如图所示，质量m=2Kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面的滑动摩擦因数0.25。现对物体施加大小F=10N与水平 方向夹角370的斜向上的拉力，使物体向右做匀加速直线运动。已知sin370=0.6,cos370=0.8取g=10m/s2，求物体第5s末的速度及5s内的位移各为多少。解：设向右为正方向，以物体为研究对象，对物体进行受力分析，如图，分别沿水平，竖直方向分解，据有：据有据滑动摩擦力公式有：代入数据可得到第5s末的速度由运动学公式有： 5s内的位移由运动学公式有： 总之：根据牛顿第二定律从物体得受力情况确定运动情况，在实际中有重要得应用。指挥宇宙飞船飞行得科学工作者，根据飞船得受力情况可以确定飞船在任意时刻得速度和位置。他们解决问题的思路和我们在前面讲的一样，只是计算很复杂，要用电子计算机才行。(三)已知物体的运动情况，确定物体的受力情况例2如图所示，质量m=2Kg的物体静止在光滑的水平地面上，现对物体施加与水平方向夹角370的斜向上的拉力F作用，使物体向右做匀加速直线运动。已知sin370=0.6,cos370=0.8取g=10m/s2，第5s末的速度为20m/s,求拉力F的大小。问：a. 本题属于那一类动力学问题？（已知物体的运动情况，求解物体的受力情况）b.判定物体应作什么运动？ （物体原来是静止的，初速度V0=0，在恒定的合力作用下产生恒定的加速度，所以物体作初速度为零的匀加速直线运动。） （1）引导学生正确写出本题的解题过程。解：设向右为正方向，以物体为研究对象，物体受3个 力，受力示意图如图所示。 小车由静止开始加速度前进，在此过程中：有水平方向有：（2）归纳处理第二类问题的基本方法：（先有学生归纳，然后再进行总结）a.根据物体 的运动情况对物体运用运动学公式求出加速度。b.对物体进行受力分析并画出力的示意图。c.根据牛顿第二定律求出合力。d.结合物体受力分析求出所求受力情况。【巩固练习】如图所示，质量m=2Kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面的滑动摩擦因数0.25。现对物体施加与水平方向夹角370的斜向上的拉力F的作用，使物体向右做匀加速直线运动。已知sin370=0.6,cos370=0.8取g=10m/s2，5s内的位移为28.125m，求力F的大小。解：设向右为正方向，以物体为研究对象，对物体进行受力分析，如图，分别沿水平，竖直方向分解，据有：据有据滑动摩擦力公式有：所以延伸： 在实际问题中，常常需要从物体的运动情况来确定未知力，例如，知道了列车的运动情况，根据牛顿运动定律可以确定机车的牵引力。又如，根据天文观测知道了月球的运动情况，就可以知道地球对月球的引力。再如，牛顿从苹果落地联想到物体间相互作用的引力并进而发现了万有引力。思考：如图所示，质量m=2Kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面的滑动摩擦因数0.25。现对物体施加与水平方向夹角370的斜向上的拉力F的作用，使物体向右做匀加速直线运动，运