高中物理教科版必修1课件第3章运动定律6份打包

教师用书独具演示课标要求1．知识与技能(1)知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题．

(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．(3)会用牛顿运动定律和运动学公式解决动力学问题．2．过程与方法通过例题及迁移应用，学生探究，培养学生发散思维和合作学习的能力．通过例题示范，让学生学会画受力分析图和过程示意图，培养学生分析物理情景构建物理模型的能力．3．情感态度与价值观通过学生自主学习，形成良好的学习习惯，让学生体会到生活中处处蕴含着物理知识，从生活走向物理，再从物理走向社会，从而进一步培养学生学习物理的兴趣．课标解读知道应用牛顿运动定律解题的两类基本问题．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思想方法．能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析．能根据物体的受力情况推导物体的运动情况．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题．教学地位牛顿运动定律是动力学的基础，教科书通过两个简单的实例，向学生展示了利用牛顿运动定律解决实际问题的一般方法，为学生学好整个物理学奠定了基础.新课导入建议如图教3－5－1所示为某次真空实验中用频闪照相机摄到的金属球与羽毛在真空中下落时的照片，由照片可以看出，在真空中金属球与羽毛的下落运动是同步的，即它们有相同的加速度．羽毛与金属球具有不同质量，为何它们的加速度相同呢？利用牛顿运动定律就可以解释这个问题，牛顿运动定律还有什么应用呢？这节课我们探讨这个问题．●教学流程设计演示结束课

标

解

读重

点

难

点进一步学习物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析．知道动力学的两类问题：从受力情况确定运动情况和从运动情况确定受力情况．理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁．掌握解决动力学问题的基本思路和方法，会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题.用牛顿运动定律解决两类动力学问题的基本思路．(重点)会用正交分解法结合物体的运动情况分析受力．(难点)1.基本知识(1)牛顿第二定律的桥梁作用牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的

运动情况

与

受力情况

联系起来．(2)已知受力求运动已知受力情况求运动情况：分析物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规律就可以确定物体的运动情况，求解相应的运动学参量．2．思考判断物体受恒定的水平拉力

F

作用，恰能沿水平面匀速运动，当撤去这个拉力后，物体将匀速运动．(×)立即停止运动．(×)产生加速度，做匀减速运动．(√)【提示】

由

x＝1

可知，要求

x

必须求出

a，根据牛2at2顿第二定律知，mgsin

θ－μmgcos

θ＝ma.所以还要知道斜面倾角θ

和滑雪板与雪面间的动摩擦因数μ.1.基本知识已知运动情况求受力情况：分析物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再由受力情况并根据牛顿第二定律列动力学方程，求解未知力．2．思考判断静止的物体一定没有受到任何力的作用．(×)无论是已知运动求受力，还是已知受力求运动，加速度像桥梁一样将力和运动连接起来．(√)【提示】根据牛顿第二定律F－mg＝ma，若想求得推力F，需知火箭的质量和加速度，火箭的加速度可以根据运动学公式

x＝1

求得，即需要知道发射架的高度

x

和火箭通过发2at2射架的时间

t，综上所述除了时间

t已经测得外，只要再知道火箭质量

m

和发射架的高度

x，就可由公式

x＝1

和

F－2at2mg＝ma

求出火箭受到的推力.【问题导思】已知受力如何求加速度？匀变速直线运动的规律有哪些？解题思路2．解题步骤确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图．根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)．根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度．

(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．由牛顿第二定律得水平方向：Fcos

θ－Ff＝ma①竖直方向：FN＋Fsin

θ－mg＝0②又Ff＝μFN③联立①②③得：a＝6

m/s25

s末的速度大小为：v＝at＝6×5

m/s＝30

m/s5

s内的位移为：21x＝1

＝

×6×52

m＝75

m.2at

2【答案】

30

m/s 75m应用牛顿第二定律解题时求合力的方法1．合成法物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力F合．反之，若知道加速度方向就知道合力方向．2．正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答，一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量．即沿加速度方向：Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0.【解析】特技演员在空中做匀加速运动，加速度a1＝8

m/s2.在水中做匀减速运动，加速度2mmg－3.5mga

＝ ＝－25

m/s2.设他落到水面时的速度为v，水池深至少为h.由运动学公式得v2＝2a1H，－v2＝2a2h，所以a2h＝－a1Hh＝－a1H＝－8－25×30

m＝9.6

m.a2【答案】

9.6

m【问题导思】已知物体的运动情况如何求加速度？已知合力如何求分力？2．解题步骤确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草图．选择合适的运动学公式，求出物体的加速度．根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力．

(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力．【审题指导】

该题可按以下思路进行分析运动规律分析→求加速度→求阻力→求F【解析】

前4

s物体做匀加速直线运动，由运动学公1式可得其加速度a

＝0v－v

4－0t1

4＝

m/s2＝1

m/s2①物体在水平方向受恒力F和摩擦力f，由牛顿第二定律得：F－f＝ma1②后6

s内物体做匀减速直线运动，其加速度为2a

＝v′－v

0－4t2

622＝

m/s

＝－3m/s2③且由牛顿第二定律知：－f＝ma2④由①②③④联立得：1

1

2F＝ma

＋f＝m(a

－a

)＝2×(1＋2

N3)3＝10

N【答案】310

N解决动力学问题的关键解决动力学问题时，受力分析是关键，对物体运动情况的分析同样重要，特别是对运动过程较复杂的问题．分析时，一定要清楚整个过程中物体的加速度是否相同，若不同，必须分阶段处理，加速度改变时的速度是前后过程联系的桥梁．分析受力时，要注意前后过程中哪些力发生了变化，哪些力没发生变化．由于物体受到的四个力均为恒力，故必做匀加速直线运动，先由运动学公式求加速度a，再由牛顿第二定律求未知的摩擦力．如图所示，建立直角坐标系，把重力G沿x轴和y轴方向分解，得G1＝mgsin

θ，G2＝mgcos

θ，sin

θ＝0.05，cos

θ＝1－sin2θ＝0.998

7.据题意，v0＝0，x＝100

m，v＝36

km/h＝10

m/s，由0速度和位移的关系式知v2－v2＝2ax，得加速度a＝2x0＝v2－v2

(10)2－02×100m/s2＝0.5

m/s2.根据牛顿第二定律，有FN－mgcos

θ＝0①F－mgsin

θ－F′＝ma

②由②式解得摩擦力的大小为：F′＝F－mgsin

θ－ma＝2.9×1032.75×103×10×0.05

N－2.75×103×0.5

N＝150

N.【答案】

150

NN－上滑过程mgsin

θ＋μmgcos

θ＝ma上下滑过程mgsin

θ－μmgcos

θ＝ma下，解得θ＝30°，μ＝

3

15【答案】

30°

3

15正确分析图像获取信息是解题的关键明确图像的物理意义(坐标轴意义)．明确变化规律．注意图像与实际运动的结合．【解析】

(1)由题意分析可知，t＝6 s

时撤去力

F，之后物体做匀减速直线运动，设加速度为a2由v－t图像可知：a2＝2m/s2，方向与运动方向相反．由牛顿第二定律得：Ff＝ma2②又因为Ff＝μmg③由①②③代入数据得：μ＝0.2力F

作用过程，设加速度为a1，由v－t

图像可知a1＝1m/s2，方向与运动方向相同由牛顿第二定律得

F－Ff＝ma1④由③④代入数据得F＝6

N由v－t

图像的物理意义知物体在0～10

s

内位移为2x＝1

＋8)×6

m(21＋2×4×8

m＝46

m【答案】

(1)0.2 (2)6

N (3)46

m【备课资源】牛顿运动定律的适用范围17

世纪以来，以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展，在科学研究和生产技术上得到了极其广泛的应用，取得了巨大的成就．这一切不仅证明了牛顿运动定律的正确性，甚至使有些科学家认为经典力学已经达到十分完善的地步，一切自然现象都可以由力学来加以说明，过分地夸大了经典力学的作用．但是，实践表明，牛顿运动定律和所有的物理定律一样，只具有相对的真理性．1905

年，著名的美籍德国物理学家爱因斯坦(1879～1955)提出了研究匀速相对运动体系的狭义相对论，引起了物理学的一场巨大革命．他指出，经典力学中的绝对时空观并不是直接从观察和实验中得出的．实际上时间、空间和观察者是相对的．根据相对论原理，物体的质量也不是恒定不变的，而是随着物体运动状态的变化而变化.1916年爱因斯坦又发表了研究加速相对运动的广义相对论．运用这些理论所得出的结论和实验观察基本一致．这表明：对于接近光速的高速运动的问题，经典力学已不再适用，必须由相对论力学来研究．经典力学可以看做是相对论力学在运动速度远小于光速时的特例．从20

世纪初以来，原子物理学发展很快，发现许多新的物理现象(如光子、电子、质子等微观粒子的波粒二象性)无法用经典力学来说明．后来，在普朗克(1858～1947)、海森堡(1901～1976)、薛定谔(1887～1961)、狄拉克(1902～1984等物理学家的努力下创立了量子力学，解决了经典力学无法解决的问题．因此经典力学可以看做是量子力学在宏观现象中的极限情况．总之，“宏观”“低速”是牛顿运动定律的适用范围.1．质量为1

kg

的质点，受水平恒力作用，由静止开始做匀加速直线运动，它在

t秒内的位移为

x

米，则

F的大小为(

)t2A.2x

B.

2x2t－1C.

2x

2x＋1【解析】D.

2xt－1由牛顿第二定律得F＝ma，又有运动学公式可知x＝12att22，两式联立可得

F＝m·2x

2＝

t2x.【答案】

A【解析】

因为

a＝F－fm，F＝μmg＋ma＝0.2×2×10

N1＋2×2

N＝8

N，故D

对；因为x＝2at2，x

与t

应成抛物线图像，故

A

错；因为

a＝2

m/s2，且初速度为零，从

B

图像t中可知

a＝Δv

2

m/s2.故B