高中物理（人教版）必修一教案：4.6用牛顿运动定律解决问题（一）

4.6用牛顿运动定律解决问题（一）
教学目标：
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．能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析．
4．能根据物体的受力情况推导物体的运动情况．
5．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题．
过程与方法
1．通过实例感受研究力和运动关系的重要性．
2．通过收集展示资料，了解牛顿定律对社会进步的价值．
3．培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力．
4．帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题的能力和交流、合作能力．
5．帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题规律的能力．
6．让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用．
情感态度与价值观
1．初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响．
2．初步建立应用科学知识的意识．
3．培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力．
教学重点、难点：
教学重点
1．已知物体的受力情况，求物体的运动情况．
2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况．
教学难点
1．物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用．
2．正交分解法．
教学方法：
探究、讲授、讨论、练习
教学手段：
教具准备
多媒体教学设备．
课时安排：
新授课（2课时）
教学过程：
[新课导入]
利用多媒体投影播放汽车的运动，行星围绕太阳运转，“神舟”五号飞船的发射升空及准确定点回收情景、导弹击中目标的实况录像资料．
学生观看录像，进入情景
师：我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨、卫星的着地点，他们靠的是什么
生：牛顿运动定律中力和运动的关系．
师：利用我们已有的知识是否也能研究这一类问题
生：不能，因为这样一类问题太复杂了，应该是科学家的工作．
( http: / / www.21cnjy.com ) 生：这个物体的运动是匀加速运动，根据是物体所受的合力保持不变．
师：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
生：是已知受力情况求物体的运动情况．
师：通过同学们的分析，在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程．
多媒体显示学生的受力分析图
师：受力分析的图示对研究这一类问题很有帮 ( http: / / www.21cnjy.com )助。已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度和位移。
处理这类问题的基本思路是：先分析 ( http: / / www.21cnjy.com )物体的运动情况求出合力，根据牛顿第二定律求出加速度，再利用运动学的有关公式求出要求的速度和位移。
二、已知物体的运动情况确定物体的受力情况
已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（如物体的运动性质、速度、加速度或位移）已知的条件下，要求得出物体所受的力。
处理这类问题的基本思路是：首先 ( http: / / www.21cnjy.com )分析清楚物体的受力情况，根据运动学公式求出物体的加速度，然后在分析物体受力情况的基础上，利用牛顿第二定律列方程求力。
师：大家再看下面一个例题．
多媒体投影展示例题，学生分析讨论，尝试解决
例2.一个滑雪的人，质量m ( http: / / www.21cnjy.com ) = 75Kg，以v0 = 2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角θ= 30o，在 t = 5s的时间内滑下的路程s = 60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑动摩擦和空气阻力）。
( http: / / www.21cnjy.com )
师：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
生：是已知运动情况求物体的受力情况．
师：已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（如物体的运动性质、速度、加速度或位移）已知的条件下，要求得出物体所受的力。
处理这类问题的基本思路是： ( http: / / www.21cnjy.com )首先分析清楚物体的受力情况，根据运动学公式求出物体的加速度，然后在分析物体受力情况的基础上，利用牛顿第二定律列方程求力。 大家先来试着根据基本思路解决这个问题！
展示学生的解题过程，讨论其中发现的问题，完成之后再次强调此类问题的解题思路，做出总结！
速度a是联系运动和力的桥梁
师：牛顿第二定律公式（F=ma）和 ( http: / / www.21cnjy.com )运动学公式（匀变速直线运动公式v=v0+at, x=v0t+at2, v2－v02=2ax等）中，均包含有一个共同的物理量是什么？
生：加速度a
师： 由物体的受力情况，利用牛顿第 ( http: / / www.21cnjy.com )二定律可以求出加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，利用运动学公式可以求出加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。无论是哪种情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁。求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。
动力学的两类基本问题
牛顿运动定律 运动学公式
受力情况 a 运动情况
运用牛顿运动定律解题的一般步骤：
1、确定研究对象；
2、分析研究对象的受力情况，必要时画受力示意图；
分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图；
4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；
5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。
课堂练习
1、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻 ( http: / / www.21cnjy.com )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）。
2、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）
先是学生自主解答，让学生及时运用，接着展示学生解题过程，师生再做讨论，强化此类问题的解题思路及解题步骤！
四、小结
师：动力学的两类基本问题是什么？
生：已知受力情况去确定运动情况和已知运动情况去确定运动情况。
师：解决这两类问题最关键的物理量，即桥梁是什么？
生：加速度。速度a是联系运动和力的桥梁。
师：这类问题的一般解题步骤是怎么样的？
生：1、确定研究对象；
2、分析研究对象的受力情况，必要时画受力示意图；
3、分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图；
4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；
5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。
师：要用牛顿运动定律来解决的问题还有很多，不仅仅是这两种情况，在下一节我们还将探讨另外一些需要用牛顿运动定律来解决的问题！
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