牛顿运动定律应用导学案

4-6．用牛顿定律解决问题（一）导学案（2课时）【学习目标】

1．能根据物体的运动情况推导物体的受力情况；根据物体的受力情况推导物体的运动情况。

2．掌握应用牛顿运动定律解决两类动力学问题的基本思路和方法．

【学习重点】

1、掌握应用牛顿运动定律解决已知物体的运动情况确定物体的受力情况的基本思路和方法．

2、会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题．

【学习难点】

掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．

【学习方法】自主探究、讨论交流、自主归纳【学习过程】任务（一）课前预习：1、牛顿第一定律：，牛顿第一定律定义了力：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。2.牛顿第二定律：，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和物体的受力情况联系起来。3.牛顿第三定律：，牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系，把相互作用的几个物体联系起来了。任务（二）从物体的受力情况推导物体的运动情况如果已知物体的受力情况(已知或分析得出)确定物体的运动情况(求任意时刻的速度、运动时间、位移等)，其解题基本思路是：利用牛顿第二定律求出物体的加速度a；再利用运动学的有关式、、求出速度v、时间t和位移s等。【典型例题】[例1]一个质量为的物块，在几个水平方向的共点力作用下静止在水平面上，物块与水平面间的摩擦因数。当撤去一个F=100N的力，经2s。物块的速度多大，方向是什么方向？在这2s内的位移是多少？（g取10m/s2）【交流讨论】（1）.从题目中找出关于物理情景的描述（2）.题目中研究对象是谁？它受几个力？画出受力示意图，合力沿什么方向？大小是多少？（3）物体是做匀变速运动吗？依据是什么？（4）写出完整解题过程：【拓展练习】长为20米的水平传输带以2m／s的速度匀速运动，物体与传输带间的摩擦系数u=0．1。物体从放上传输带A端开始，直到传输到B端所需时间为多少?任务（三）根据物体的运动情况(已知)确定物体的受力情况。其解题基本思路是：分析清楚物体的(性质、已知条件等)，选用运动学公式求出物体的；再利用牛顿第二定律求力。【例二】质量为1000吨的列车由车站出发沿平直轨道作匀变速运动，在l00s内通过的路程为1000m，已知运动阻力是车重的0．005倍，求机车的牵引力。【交流讨论】（1）从题目中找出关于汽车情景的描述，写出已知的运动情况（2）.题目中研究对象是谁？它受几个力？画出受力示意图。（3）合力怎么表示？（4）写出完整解题过程：【拓展训练】总重为的载重汽车，由静止起开上一山坡，山坡的坡度为（即每前进100m，上升2m）。在行驶了100m后，汽车的速度增大到18km/h，如果摩擦阻力是车重的【交流讨论】（1）从题目中找出关于汽车情景的描述，写出已知的运动情况（3）汽车是做匀变速运动吗？依据是什么？（3）.题目中研究对象是谁？它受几个力？画出受力示意图，合力怎么表示？（4）写出完整解题过程：【小结】1.无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清过程是解题的前提，正确分析物体受力情况和运动情况是解题的关键，加速度始终是联系运动和力的纽带、桥梁。可画方框图如下：运动学公式运动学公式牛顿第二定律物体受力情况及其分析物体运动状态及其变化加速度把动力学问题分成上述两类基本问题有其实际重要意义。已知物体受力情况根据牛顿运动定律就可确定运动情况，从而对物体的运动做出明确预见。2.、应用牛顿运动定律解题的一般步骤（1）灵活选取研究对象．（2）将研究对象提取出来，分析物体的受力情况并画受力示意图，分析物体的运动情况并画运动过程简图。（3）利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。通常用正交分解法：建立正交坐标，并将有关矢量进行分解。取加速度的方向为正方向，题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之取负值。（4）列出方程并求解，检查答案是否完整、合理。无论是已知受力情况求解运动情况，还是已知运动情况求解受情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁，解决这类问题进行正确的受力分析和运动过程分析是关键，要养成用画受力图和运动草图的方法来理解题意的习惯。【课堂练习】：1．如图，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作加速运动。若木块与地面之间的动摩擦因数为u，则木块的加速度为F／MB．Fcosa／MC．(Fcosa—uMg)／MD．[Fcosa—u(Mg—Fsina)]／M2．质量为m的质点，受到位于同一平面上的n个力(F1，F2，F3，…，Fn)的作用而处于平衡状态。撤去其中一个力F1，其余力保持不变，则下列说法中正确的是()A．质点一定在F1的反方向上做匀加速直线运动B．质点一定做变加速直线运动C．质点加速度的大小一定为F1／mD．质点可能做曲线运动，而且在任何相等的时间内速度的变化一定相同3．一木块放在粗糙水平地面上，分别受到与水平方向成θ1角、θ2角的拉力F1、推力F2，木块的加速度为a。若撤去F2，则木块的加速度()A．必然增大B．必然减小C．可能不变D．可能增大4.木块质量m=8kg，在F=4N的水平拉力作用下，沿粗糙水平面从静止开始作匀加速直线运动，经t=5s的位移s=5m．取g=10m／s2，求：(1)木块与粗糙平面间的动摩擦因数。(2)若在5s后撤去F，木块还能滑行多远?【达标检测】1．一辆小车上固定一个倾角α=30°的光滑斜面，斜面上安装一块竖直光滑挡板，在挡板和斜面间放置一个质量m=l0kg的立方体木块，当小车沿水平桌面向右以加速度a=5m／s2运动时，斜面及挡板对木块的作用力多大?2．用细绳系住一个位于深h的井底的物体，使它匀变速向上提起，提到井口时的速度为零。设细绳能承受的最大拉力为T，试求把物体提至井口的最短时间。3．如图所示，质量m=2kg的物体A与竖直墙壁问的动摩擦因数u=0．2，物体受到一个跟水平方向成60°角的推力F作用后，物体紧靠墙壁滑动的加速度a=5m／s2，取g=l0m／s2，求：(1)物体向上做匀加速运动时，推力F的大小；(2)物体向下做匀加速运动时，推力F的大小．4．在以2m/s2加速上升的升降机中，给紧靠厢壁、质量为1kg的物体一个水平力F（摩擦因数μ=0．2），使物体相对厢静止，如图所示，则F的最小值是多少？（g取10m/s2）aaF5.图中的AB、AC、AD都