云南省德宏州潞西市芒市中学高中物理 4.6 用牛顿运动定律解决问题教学设计1 新人教版必修1(1).doc

4.6用牛顿运动定律解决问题（一）一、内容及其解析1内容：a、已知力求运动情况。b、已知运动情况求力。 2解析： 不管已知力求运动情况，还是已知运动情况求力，都离不开牛顿第二定律作为桥梁。 二、目标及其解析1.进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。2能够从物体的受力情况确定物体的运动情况3能够从物体的运动情况确定物体的受力情况三、教学问题诊断分析学生对匀变速直线运动或力的合成和分解掌握不到位都会影响到本节内容的解决。四、教学支持条件分析1.在实际应用中帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。2.让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。3.帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。五、教学过程设计（一）教学基本流程复习匀变速直线运动和力的合成与分解引入用牛顿第二定律解题的步骤分析例题学生练习小结（二）教学情景1、从受力确定运动情况例题1、一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg，在 6.4n的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2n。求物体在4s末的速度和4s内的位移。问题1：本题中给出了哪些已知量，要解决的问题是什么？问题2：本题中的研究对象应该是谁？问题3：你怎么知道物体做的是匀变速直线运动？ 设计意图：已知力如何求物体的运动情况2、根据运动情况确定物体的受力例2、一个滑雪的人质量是 75 kg，以v02m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角30。在 t5s的时间内滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）问题1：本题中给出了哪些已知量，要解决的问题是什么？问题2：本题中的研究对象应该是谁？设计意图：已知运动情况如何确定物体的受力解析：根据力的分解合成原理，可知n与g的合力一定沿斜面向下且大于阻力f。如图所示，仔细作图可发现规律，利用已知力的大小和角度关系可以求解出n与g的合力。如上图，n与g的合力大小是750/2=375n，从而知375-300=75n，即=75n因为三个力且不在同一直线上，所以可以用正交分解法。如下图。因为物体只是在x方向运动，所以物体在y方向是静止的，则有y方向受力平衡即n=gy，物体所受的合力就是x方向两个力的合力，所以gx-f=300,有f=75n。针对训练1：如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?针对训练2：如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？针对训练3：如果下坡后立即滑上一个30的斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高？师生互动：对物体进行受力分析的一般思路。1、非接触力：重力2、接触力：与物体接触的只有地面，而相互接触的两物体间的接触力最多只有两个：弹力和摩擦力。分析该题知物体与地面间有摩擦力，既然有摩擦力则一定有弹力。所以物体会受到地面给的弹力（垂直于接触面指向受力物体）和滑动摩擦力（与相对运动方向相反，大小）3、其它已知的一些力【牢记】：当三个力或三个力以上时优先考虑正交分解法，且优先考虑沿运动方向和垂直于运动方向分解。（别看先分了再合，磨刀不误砍柴功）例题3、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力f，历时1秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内（ a ）a物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东b物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置c物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末继续向东运动d物体一直向东运动，从不向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东【解析】物体第一秒做初速度为0的向东的匀加速直线运动，1秒末力的方向，加速度方向随之改变，但此时物体具有向东的最大速度，速度不可能突变，接下来的时间里，物体将向东做匀减速直线运动至2秒末静止，第三秒再重复第一秒的运动，如此类推将一直向3、传送带问题ab例题4、某工厂用传送带传送零件，设两轮圆心的距离为11m，传送带与零件的动摩擦因数为=0.2，传送带的速度为v=2m/s，在传送带的最左端a处，轻放一质量为m=0.2kg的零件(可视为质点)，并且被传送到右端的b处(1)物体在传送带上做什么样的运动？(2)物体从a到b所需的时间为多少？【解析】轻放是指物体无初速度，物体刚放上皮带时，速度为0，它相对于皮带向后滑动，受到向前的滑动摩擦力。受力分析：重力、支持力、滑动摩擦力合力：大小等于滑动摩擦力大小，方向水平向右。=0.4n加速度：a=0.4/0.2=2m/s2运动情况：物体将沿水平向右做匀加速直线运动。强调，研究物体的运动时不要被其他物体（皮带）的运动干扰。因为牛顿定律是相对于惯性参考系的（相对于地面静止或匀速的物体，一般我们取地面为参考系会比较适合我们的思维习惯）当物体加速到与皮带速度相同时，物体与皮带之间没有相对运动或相对运动趋势，摩擦力消失，物体所受的合外力为0。由于惯性，物体与皮带将一起向右做匀速直线运动。据得t=1s 物体需加速1s，速度与皮带速度相同物体在1s加速时间内从a向b运动了：=1m 1s后物体做匀速直线运动。还需要（11-1）/2=5s 到达b从a到b总时间是：5+1=6s。（六）、目标检测1利用牛顿运动定律解答的两类问题：一类是已知 ，要求确定 ；另一类是已知 ，要求确定 2一物体的质量为5kg，在五个力作用下保持平衡状态，若撤去一个力后（其他力不变），则物体沿水平方向向北产生4m/s2的加速度，去掉那个力的大小为 n，方向 3一水平传送带长为20，以20 m/s的速度做匀速运动已知物体与传送带的动摩擦因数为0.1，物体从放到传送带的一端开始，运动到另一端所需的时间为 图43112345（g取10m/s2）4如图431所示，五快质量相同的木快并排放在光滑的平面上，水平外力f作用在第一快木块上，则第三快木块对第四快木块的作用力为 ，第四快木块所受合力为 5质量为0.2kg的物体，以24m/s的初速度竖直向上抛出，由于空气的阻力，经2到达最高点若空气阻力大小不变，则物体上升的最大高度是 ，它由最高点落回抛出点所用的时间是 (g取10m/s2)设计意图：检查当堂课的学习效果配餐作业从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择ab或bca组题1.一辆空车和一辆满载的同型号的汽车，在同一路面上以相同的速度向同一方向行驶紧急刹车后（即车轮不滚动只滑动）那么（ ）a货车由于惯性大，滑行的距离也大b货车由于受到的摩擦力较大，滑行的距离较小c两车由于质量不同，滑行过程的加速度也不同d两车滑行的时间相同2质量为1和2的两个物体，由静止从同一高度下落，运动中所受的空气阻力分别是f1和f2如果发现质量为1的物体先落地，那么（ ）a12bf1f2cf11f2/2d.f11f2/2设计意图：基础知识练习b组题1一质量为的物体以初速度v0冲上一倾角为的光滑固定斜面，则下列说法正确的是( ) a物体做匀减速运动，其加速度的大小为gsinb物体以速度v0匀速运动c物体从斜面底端上升到最高点所用时间为d物体沿斜面上升的最大高度为v022g图430mmf2在光滑的水平面上，有两个相互接触的物体，如图430所示，已知m，第一次用水平力f由左向右推m，物体间的相互作用力为fn1；第二次用用同样大小的水平力f由右向左推，物体间的作用力fn2，则( )afn1fn2 bfn1 fn2cfn1 fn2d无法确定3某消防队员从一平台上跳下，下落2后双脚触地，紧接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使身体重心又下降了0.5在着地的过程中，地面对他双脚的平均作用力估计为自身重力的( ）a2倍b5倍c8倍d10倍设计意图：提高学生对基础知识的理解、应用能力c组题1.质量为400kg的赛艇在水中航行时受到的阻力与速度成正比，当赛艇以恒定的牵引力由静止开始加速，赛艇的速度达5m/s时加速度为4m/s2已知赛艇在这一