物理：4.6《用牛顿运动定律解决问题（一）》 教案（新人教版必修1）.doc

用心爱心专心4.6用牛顿运动定律解决问题（一）教案教学目标：1．掌握运用牛顿三定律解决动力学问题的基本方法、步骤2．学会用整体法、隔离法进行受力分析并熟练应用牛顿定律求解3．理解超重、失重的概念并能解决有关的问题4．掌握应用牛顿运动定律分析问题的基本方法和基本技能教学重点：牛顿运动定律的综合应用教学难点：受力分析牛顿第二定律在实际问题中的应用教学方法：讲练结合计算机辅助教学教学过程：一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（两类动力学基本问题）：（1）已知物体的受力情况要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．（2）已知物体的运动情况要求物体的受力情况（求力的大小和方向）．但不管哪种类型一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度然后再由此得出问题的答案．两类动力学基本问题的解题思路图解如下：牛顿第二定律加速度a运动学公式运动情况第一类问题受力情况加速度a另一类问题牛顿第二定律运动学公式可见不论求解那一类问题求解加速度是解题的桥梁和纽带是顺利求解的关键。点评：我们遇到的问题中物体受力情况一般不变即受恒力作用物体做匀变速直线运动故常用的运动学公式为匀变速直线运动公式如等.2．应用牛顿运动定律解题的一般步骤（1）认真分析题意明确已知条件和所求量搞清所求问题的类型.（2）选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体也可以是几个物体组成的整体.同一题目根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象.（3）分析研究对象的受力情况和运动情况.（4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式按代数和进行运算.（6）求解方程检验结果必要时对结果进行讨论.3．应用例析【例1】一斜面AB长为10m倾角为30°一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止开始下滑如图所示（g取10m/s2）（1）若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间．（2）若给小物体一个沿斜面向下的初速度恰能沿斜面匀速下滑则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少?解析：题中第（1）问是知道物体受力情况求运动情况；第（2）问是知道物体运动情况求受力情况。（1）以小物块为研究对象进行受力分析如图所示。物块受重力mg、斜面支持力N、摩擦力f垂直斜面方向上受力平衡由平衡条件得：mgcos30°-N=0沿斜面方向上由牛顿第二定律得：mgsin30°-f=ma又f=μN由以上三式解得a=0.67m/s2小物体下滑到斜面底端B点时的速度：3.65m/s运动时间：s（2）小物体沿斜面匀速下滑受力平衡加速度a＝0有垂直斜面方向：mgcos30°-N=0沿斜面方向：mgsin30°-f=0又f=μN解得：μ＝0.58【例2】如图所示一高度为h=0.8m粗糙的水平面在B点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC连接一小滑块从水平面上的A点以v0=3m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动。运动到B点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑。已知AB间的距离s=5m求：（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数；（2）小滑块从A点运动到地面所需的时间；解析：（1）依题意得vB1=0设小滑块在水平面上运动的加速度大小为a则据牛顿第二定律可得f=μmg=ma所以a=μg由运动学公式可得得t1=3.3s（2）在斜面上运动的时间t2=t=t1+t2=4.1s【例3】静止在水平地面上的物体的质量为2kg在水平恒力F推动下开始运动4s末它的速度达到4m/s此时将F撤去又经6s物体停下来如果物体与地面的动摩擦因数不变求F的大小。解析：物体的整个运动过程分为两段前4s物体做匀加速运动后6s物体做匀减速运动。前4s内物体的加速度为①设摩擦力为由牛顿第二定律得②后6s内物体的加速度为③物体所受的摩擦力大小不变由牛顿第二定律得④由②④可求得水平恒力F的大小为点评：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像这类运动过程较复杂的问题更应注意对运动过程的分析。在分析物体的运动过程时一定弄清整个运动过程中物体的加速度是否相同若不同必须分段处理加速度改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量。分析受力时要注意前后过程