人教版新课标高中物理必修1《用牛顿运动定律解决问题（一）》教案1
文档属性
| 名称 | 人教版新课标高中物理必修1《用牛顿运动定律解决问题（一）》教案1 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 42.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-07 19:02:12 | ||
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文档简介
用牛顿运动定律解决问题（一）
教学目标
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. 掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。
3. 学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。
4. 学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。
教学重点、难点
教学重点
用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。
教学难点
正确分析受力并恰当地运用正交分解法。
教学方法
创设情景——导入课题——实例分析——实践体验——交流总结。
教学准备
投影仪、多媒体等。
教学过程
一、导入新课
此前我们学习了牛顿的三大运动定律，（应用牛顿定律分析物体受力与物体运动状态的关系）并且应用牛顿定律解决了一些问题，此间同学们有没有发现应用牛顿定律解决问题的一般方法呢？这节课我们就通过两个练习来探究应用牛顿定律解决问题的一般方法。
二、进行新课
（一）从受力确定运动情况
投影展示例题1 并布置学生审题：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：l.本题研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？
2.本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？
3.FN和G在竖直方向上，它们有什么关系？
学生思考讨论后作答，并进一步判定：物体所受的合力水平向右，根据牛顿第二定律其加速度一定水平向右，因此物体向右做匀加速直线运动。
FN和G在竖直方向上，大小相等、方向相反，是一对平衡力。借机让学生对平衡力和作用力与反作用力进行比较鉴别。
点评：通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言的能力。
教师提问：经分析发现该题属于已知受力求运动呢，还是已知运动求受力呢？
学生讨论并形成一致意见：已知受力求运动学情况。
点评：培养学生敏锐观察并总结的能力。
教师要求学生在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程，提醒学生写明依据并与投影答案相对照。
学生计算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。
点评：培养学生书面表述清楚物理问题的能力。
承转：如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，就可以根据牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是动力学所要解决的另一类问题。
（二）从运动情况确定受力
投影展示例2并布置学生审题：一个滑雪的人质量是 75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角，在 t=5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力。（包括摩擦和空气阻力）
问：本题属于哪类力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是已知的？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？
学生分小组思考讨论，小组代表回答解题思路，描述物体受力情况。该题为已知受力求运动，合力沿运动方向，动力实际上是已知的。
点评：通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言表述物理问题的能力。
教师提问：本题中物体受力方向较为复杂，物体沿斜面方向匀加速下滑，我们应当如何建立坐标系求合力？
学生分小组继续思考讨论，然后作出正确选择：沿平行于斜面和垂直于斜面分别建立坐标系的x轴和y轴，使合力的方向落在x轴的正方向上，然后求合力比较方便。
教师提问：
l. 上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处？
2. 在例2中，为什么要建立平面直角坐标系？
3. 在运动学公式中通常是以v0为正方向的，但在利用牛顿第二定律列方程时，选
什么方向为正方向较为方便？
努力启发引导学生发现异同。
学生思考讨论，交流合作，推举学生回答，并相互补充：
l. 两题都需画受力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式，画受力图是重要的解题步骤。不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度，而例2先用运动学公式求加速度。
2. 例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐标系后，就可以用G1和G2代替G，使解题方便。
3. 因为加速度的方向就是物体所受合外力的方向，所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来很大方便。
点评：培养学生观察、思考、辨析、归纳综合的能力。
教师出示课堂练习（见实例探究），适当加入学生讨论。检查练习结果并予以评价矫正。
点评：在实际应用中锻炼能力。
（三）课堂练习
1.质量为40kg的物体静止在水平面上, 当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时, 速度为16 m/s, 求物体受到的阻力是多少
【答案】80N
2．用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动, 弹簧秤的示数是0.40N. 然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动, 测得加速度是0.85 m/s2, 弹簧秤的示数是2.10N。这个物体的质量是多大
【答案】m=2 kg
3.一斜面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10 m/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：mgcos-N=0。
沿斜面方向上，由牛顿第二定律得：mgsin-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：
mgcos-N=0。
沿斜面方向：
mgsin-f=0。
又f =μN，解得：μ＝0.58
4蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0ｍ高处。已知运动员与网接触的时间为1.2ｓ，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s2）。
质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：
（1）若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？
（2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？
（3）物体总共通过多大位移？（g取10m/s2）
【答案】（1）2.3m／s （2）0 （3）4.95m
【答案】 F = 1.5×103N
三、课堂小结
1．应用牛顿第二定律解题可分为两类：一类是已知受力求解运动情况；另一类是已知运动情况求解受力。
2．不论哪种类型题目的解决，都遵循基本方法和步骤，即分析过程、建立图景、确定研究对象、进行受力分析、根据定律列方程，进而求解验证效果。在解题过程中，画图是十分重要的，包括运动图和受力图，这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不可少的步骤。
3．在斜向力作用下，可将该力沿运动方向和垂直运动方向分解，转化为受水平力的情形。解题方法相同。
四、布置作业
教材P 87问题与练习3、4题。
1 / 5
教学目标
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. 掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。
3. 学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。
4. 学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。
教学重点、难点
教学重点
用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。
教学难点
正确分析受力并恰当地运用正交分解法。
教学方法
创设情景——导入课题——实例分析——实践体验——交流总结。
教学准备
投影仪、多媒体等。
教学过程
一、导入新课
此前我们学习了牛顿的三大运动定律，（应用牛顿定律分析物体受力与物体运动状态的关系）并且应用牛顿定律解决了一些问题，此间同学们有没有发现应用牛顿定律解决问题的一般方法呢？这节课我们就通过两个练习来探究应用牛顿定律解决问题的一般方法。
二、进行新课
（一）从受力确定运动情况
投影展示例题1 并布置学生审题：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：l.本题研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？
2.本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？
3.FN和G在竖直方向上，它们有什么关系？
学生思考讨论后作答，并进一步判定：物体所受的合力水平向右，根据牛顿第二定律其加速度一定水平向右，因此物体向右做匀加速直线运动。
FN和G在竖直方向上，大小相等、方向相反，是一对平衡力。借机让学生对平衡力和作用力与反作用力进行比较鉴别。
点评：通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言的能力。
教师提问：经分析发现该题属于已知受力求运动呢，还是已知运动求受力呢？
学生讨论并形成一致意见：已知受力求运动学情况。
点评：培养学生敏锐观察并总结的能力。
教师要求学生在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程，提醒学生写明依据并与投影答案相对照。
学生计算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。
点评：培养学生书面表述清楚物理问题的能力。
承转：如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，就可以根据牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是动力学所要解决的另一类问题。
（二）从运动情况确定受力
投影展示例2并布置学生审题：一个滑雪的人质量是 75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角，在 t=5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力。（包括摩擦和空气阻力）
问：本题属于哪类力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是已知的？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？
学生分小组思考讨论，小组代表回答解题思路，描述物体受力情况。该题为已知受力求运动，合力沿运动方向，动力实际上是已知的。
点评：通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言表述物理问题的能力。
教师提问：本题中物体受力方向较为复杂，物体沿斜面方向匀加速下滑，我们应当如何建立坐标系求合力？
学生分小组继续思考讨论，然后作出正确选择：沿平行于斜面和垂直于斜面分别建立坐标系的x轴和y轴，使合力的方向落在x轴的正方向上，然后求合力比较方便。
教师提问：
l. 上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处？
2. 在例2中，为什么要建立平面直角坐标系？
3. 在运动学公式中通常是以v0为正方向的，但在利用牛顿第二定律列方程时，选
什么方向为正方向较为方便？
努力启发引导学生发现异同。
学生思考讨论，交流合作，推举学生回答，并相互补充：
l. 两题都需画受力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式，画受力图是重要的解题步骤。不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度，而例2先用运动学公式求加速度。
2. 例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐标系后，就可以用G1和G2代替G，使解题方便。
3. 因为加速度的方向就是物体所受合外力的方向，所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来很大方便。
点评：培养学生观察、思考、辨析、归纳综合的能力。
教师出示课堂练习（见实例探究），适当加入学生讨论。检查练习结果并予以评价矫正。
点评：在实际应用中锻炼能力。
（三）课堂练习
1.质量为40kg的物体静止在水平面上, 当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时, 速度为16 m/s, 求物体受到的阻力是多少
【答案】80N
2．用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动, 弹簧秤的示数是0.40N. 然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动, 测得加速度是0.85 m/s2, 弹簧秤的示数是2.10N。这个物体的质量是多大
【答案】m=2 kg
3.一斜面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10 m/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：mgcos-N=0。
沿斜面方向上，由牛顿第二定律得：mgsin-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：
mgcos-N=0。
沿斜面方向：
mgsin-f=0。
又f =μN，解得：μ＝0.58
4蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0ｍ高处。已知运动员与网接触的时间为1.2ｓ，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s2）。
质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：
（1）若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？
（2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？
（3）物体总共通过多大位移？（g取10m/s2）
【答案】（1）2.3m／s （2）0 （3）4.95m
【答案】 F = 1.5×103N
三、课堂小结
1．应用牛顿第二定律解题可分为两类：一类是已知受力求解运动情况；另一类是已知运动情况求解受力。
2．不论哪种类型题目的解决，都遵循基本方法和步骤，即分析过程、建立图景、确定研究对象、进行受力分析、根据定律列方程，进而求解验证效果。在解题过程中，画图是十分重要的，包括运动图和受力图，这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不可少的步骤。
3．在斜向力作用下，可将该力沿运动方向和垂直运动方向分解，转化为受水平力的情形。解题方法相同。
四、布置作业
教材P 87问题与练习3、4题。
1 / 5