必修一4.6用牛顿定律解决问题（一）学案。

一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责，作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，帮助教师更好的完成实现教学目标。那么如何写好我们的教案呢？小编收集并整理了“必修一4.6用牛顿定律解决问题（一）学案”，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

必修一4.6用牛顿定律解决问题（一）学案
课前预习学案
一、预习目标
1.已知物体的受力情况，求物体的运动情况。（自主预习例题一）
2.已知物体的运动情况，求物体的受力情况。（自主预习例题二）
二、预习内容（自主学习课本89页—91页）
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容
课内探究学案
一．学习目标
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。

二．学习重点
3.已知物体的受力情况，求物体的运动情况。
4.已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

三．学习难点
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。
四、学习过程
探究一：(一)从受力确定运动情况
例题1
分析这个问题是已知物体受的力，求它运动的速度和位移。
先考虑两个问题。
（1）物体受到的合力沿什么方向？大小是多少？
（2）物体的运动是匀变速运动吗？
解题过程：

对应练习1在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度为（）
A.7m/sB.10m/sC.14m/sD.20m/s
探究二：（二）从运动情况确定受力
例题二
分析这个题目是已知人的运动情况，求人所受的力。应该注意三个问题。
（1）分析人的受力情况，滑雪人共受几个力的作用？这几个力各沿什么方向？其中哪些力是已知的？哪些力是待求的？
（2）根据运动学的关系得到下滑加速度，求出对应的合力，再由合力求出人受的阻力。
（3）适当选取坐标系，使运动正好沿着一个坐标轴的方向。
解题过程：

对应练习2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）。
提示将运动员的运动分为下落、触网和蹦回三个阶段研究。
解析将运动员看作质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小为
（向下）；
弹跳后到达的高度为h2，刚离网时速度的大小为
（向上）。
速度的改变量Δv＝v1＋v2（向上）。
以a表示加速度，Δt表示运动员与网接触的时间，则
Δv＝aΔt。
接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，由牛顿第二定律得
F－mg＝ma。
由以上各式解得，
代入数值得F＝1.5×103Ｎ。

（三）反思总结
1．力和运动关系的两类基本问题
①已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；
②已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。
2．解决力和运动关系问题的一般步骤
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；
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。
五．当堂检测
1.如图4—37所示，一水平传送带长为20m，以2m/s的速度做匀速运动。已知某物体与传送带间的动摩擦因数为0.1，现将该物体由静止轻放到传送带的A端。求物体被送到另一端B点所需的时间。（g取10m/s2）
提示本题要计算物体由A到B的时间，分析物体运动过程，有两种可能。一种可能是从静止开始一直加速到B，知道加速度就可求出运动时间；另一种可能是，物体加速一段时间后速度与传送带相同，接着做匀速运动，有两个过程，要分别计算时间。
2.如图4—38所示，风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调解的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略等大于直径。
（1）当杆在水平方向固定时，调解风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数。
（2）保持小球所受的风力不变，使杆与水平方向的夹角为370并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？(sin370=0.6,cos370=0.8)
提示注意（1）中小球做匀速运动，（2）中小球做匀加速运动，两种情况风力及小球与杆间的动摩擦因数均不变，不要错误地认为滑动摩擦力相同。
解析(1)设小球所受风力为F，则F=0.5mg。
当杆水平固定时，小球做匀速运动，则所受摩擦力Ff与风力F等大反向，即
Ff=F。
又因Ff=μFN=μmg，
以上三式联立解得小球与杆间的动摩擦因数μ=0.5。
(2)当杆与水平方向成θ=370角时，小球从静止开始沿杆加速下滑。设下滑距离s所用时间为t，小球受重力mg、风力F、杆的支持力FN’和摩擦力Ff’作用，由牛顿第二定律可得，
沿杆的方向Fcosθ+mgsinθ－Ff’=ma，
垂直杆的方向FN’+Fsinθ－mgcosθ=0，
又Ff’=μFN’，F=0.5mg，
解得小球的加速度
。
因，
故小球的下滑时间为。

课后练习与提高
1.如图4—39所示，箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，杆上套着一个圆环。箱子的质量为M，环的质量为m，圆环沿杆滑动时与杆间有摩擦。
(1)若环沿杆加速下滑，环与杆间摩擦力的大小为F，则箱子对地面的压力有多大？
(2)若环沿杆下滑的加速度为a，则箱子对地面的压力有多大？
(3)若给环一定的初速度，使环沿杆上滑的过程中摩擦力的大小仍为F，则箱子对地面的压力有多大？
(4)若给环一个初速度v0，环沿杆上滑h高后速度恰好为0，则在环沿杆上滑的过程中箱子对地面的压力有多大？
提示由于环沿杆下滑和上滑时的加速度与箱子不同，因此应分别以环和箱子为研究对象，分析它们的运动情况和受力情况，并找出它们之间的联系。
解析(1)环沿杆下滑时，环受到的摩擦力方向向上，箱子（即杆）受到的摩擦力方向向下，故箱子受到地面的支持力FN=Mg+F。
根据牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力
FN’=FN=Mg+F。
(2)环以加速度a加速下滑，由牛顿第二定律有
mg－F=ma，
故环受到的摩擦力F=m(g－a)。
直接应用(1)的结果，可得箱子对地面的压力
FN’=Mg+F=Mg+m(g－a)=(M+m)g－ma。
(3)环沿杆上滑时，环受到的摩擦力方向向下，箱子（即杆）受到的摩擦力方向向上，故箱子受到地面的支持力FN=Mg－F。
根据牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力
FN’=FN=Mg－F。
(4)由运动学公式v02=2ah，
可得环沿杆上滑做匀减速运动的加速度大小为
，
由牛顿第二定律有mg+F=ma，
故环受到的摩擦力F=m(a－g)。
直接应用(3)的结果，可得箱子对地面的压力
FN’=Mg－F=Mg－m(a－g)=(M+m)g－ma=(M+m)g－。
点悟上述将圆环和箱子分隔开来，分别对它们进行受力分析和运动分析的方法，称为隔离法。在问题涉及多个物体组成的系统时，常常运用隔离法分析求解。
本题第（2）小题也可采用整体法分析：圆环和箱子组成的系统受重力(M+m)g和地面的支持力FN的作用。因为圆环向下的加速度a应由系统的合外力提供，故有
(M+m)g－FN=ma，
解得FN=(M+m)g－ma。
由牛顿第三定律可得，箱子对地面的压力
FN’=FN=(M+m)g－ma。
本题第（4）小题在求得环沿杆上滑做匀减速运动的加速度大小后，也可采用整体法分析，请自行解答。
2.一个行星探测器从所探测的行星表面竖直升空，探测器的质量为1500kg，发动机推力恒定.发射升空后9s末，发动机突然间发生故障而关闭。图4—40是从探测器发射到落回地面全过程的速度图象。已知该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化，求：
(1)探测器在行星表面上升达到的最大高度H；
(2)该行星表面附近的重力加速度g；
(3)发动机正常工作时的推力F。
提示题给速度图象中，B点时刻是速度正负的转折点，故B点时刻探测器升至最大高度；A点时刻是加速度正负的转折点，故A点时刻是发动机刚关闭的时刻。

相关知识

必修一4.6用牛顿运动定律解决问题（一）教案

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，高中教师要准备好教案，这是高中教师需要精心准备的。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。高中教案的内容具体要怎样写呢？下面的内容是小编为大家整理的必修一4.6用牛顿运动定律解决问题（一）教案，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！

必修一4.6用牛顿运动定律解决问题（一）教案
1.教材分析
《用牛顿运动定律解决问题（一）》是人教版高中物理必修一第4章第6节教学内容，主要学习两大类问题：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。掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。本节内容是对本章知识的提升，又是后面知识点学习的基础。
2.教学目标
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。
3.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。
4.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。
5.学情分析
我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生对于受力分析及运动情况有一定的基础，但是两者结合起来综合的应用有些困难，需要详细的讲解。
6.教学方法
1．学案导学：见后面的学案。
2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
7.课前准备
1．学生的学习准备：预习课本相关章节，初步把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
课时安排：2课时

8.教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标
[学生活动]同学们先思考例题一、例题二，简单的写出解题过程。
[提问]上述两个例题在解题的方法上有什么相同之处？有什么不同之处？在第二个例题中为什么要建立坐标系？在运动学中，我们通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向；在解决静力学的问题时，通常使尽量多的力在坐标轴上，在利用牛顿运动定律解决问题时要建立坐标系与上述的情况相比，有什么不同吗？
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨
[教师讲解]大家可以看到上述两个例题解题过程中都用到牛顿第二定律，但是例题一是已知物体的受力情况，求物体的运动情况的问题，而例题二是已知物体的运动情况求物体的受力情况的问题。所以我们发现，牛顿运动定律可以解决两方面的问题，即从受力情况可以预见物体的运动情况和从运动情况可以判断物体的受力情况。下面我们来分析两种问题的解法。

从受力确定运动情况
例题一
基本思路：（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图；
（2）根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）；
（3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度；
（4）结合给定的物体的运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量。
强调：（1）速度的方向与加速度的方向要注意区分；
（2）题目中的力是合力还是分力要加以区分。
对应练习1答案：解析设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得
μmg=ma，a=μg。
由匀变速直线运动速度—位移关系式v02=2ax，可得汽车刹车前的速度为
m/s=14m/s。
正确选项为C。
点评本题以交通事故的分析为背景，属于从受力情况确定物体的运动状态的问题。求解此类问题可先由牛顿第二定律求出加速度a，再由匀变速直线运动公式求出相关的运动学量。

从运动情况确定受力
例题二
基本思路：（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图；
（2）选择合适的运动学公式，求出物体的加速度；
（3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体的所受的合外力；
（4）根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。
对应练习2答案：解析将运动员看作质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小为
（向下）；
弹跳后到达的高度为h2，刚离网时速度的大小为
（向上）。
速度的改变量Δv＝v1＋v2（向上）。
以a表示加速度，Δt表示运动员与网接触的时间，则
Δv＝aΔt。
接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，由牛顿第二定律得
F－mg＝ma。
由以上各式解得，
代入数值得F＝1.5×103Ｎ。
点评本题为从运动状态确定物体的受力情况的问题。求解此类问题可先由匀变速直线运动公式求出加速度a，再由牛顿第二定律求出相关的力。本题与小球落至地面再弹起的传统题属于同一物理模型，但将情景放在蹦床运动中，增加了问题的实践性和趣味性。题中将网对运动员的作用力当作恒力处理，从而可用牛顿第二定律结合匀变速运动公式求解。实际情况作用力应是变力，则求得的是接触时间内网对运动员的平均作用力。

小结
牛顿运动定律F＝ma，实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系，要列出牛顿定律的方程，就应将方程两边的物理量具体化，方程左边是物体受到的合力，这个力是谁受的，方程告诉我们是质量m的物体受的力，所以今后的工作是对质量m的物体进行受力分析。首先要确定研究对象；那么，这个合力是由哪些力合成而来的？必须对物体进行受力分析，求合力的方法，可以利用平行四边形定则或正交分解法。方程右边是物体的质量m和加速度a的乘积，要确定物体的加速度，就必须对物体运动状态进行分析，由此可见，解题的方法应从定律本身的表述中去寻找。
在运动学中，我们通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向；在解决静力学的问题时，通常使尽量多的力在坐标轴上，在利用牛顿运动定律解决问题时，往往需要利用正交分解法建立坐标系，列出牛顿运动定律方程求解，一般情况坐标轴的正方向与加速度方向一致。

[课堂练习]见学案
t=t1+t2=2s+9s=11s。
点评物体受力情况发生变化，运动情况也将发生变化。此题隐含了两个运动过程，如不仔细审题，分析运动过程，将出现把物体的运动当作匀速运动（没有注意到物体从静止开始放到传送带上），或把物体的运动始终当作匀加速运动。
2.解析(1)设小球所受风力为F，则F=0.5mg。
当杆水平固定时，小球做匀速运动，则所受摩擦力Ff与风力F等大反向，即
Ff=F。
又因Ff=μFN=μmg，
以上三式联立解得小球与杆间的动摩擦因数μ=0.5。
(2)当杆与水平方向成θ=370角时，小球从静止开始沿杆加速下滑。设下滑距离s所用时间为t，小球受重力mg、风力F、杆的支持力FN’和摩擦力Ff’作用，由牛顿第二定律
点评本题是牛顿运动定律在科学实验中应用的一个实例，求解时先由水平面上小球做匀速运动时的二力平衡求出动摩擦因数，再分析小球在杆与水平面成370角时的受力情况，根据牛顿第二定律列出方程，求得加速度，再由运动学方程求解。这是一道由运动求力，再由力求运动的典型例题。
（四）反思总结，当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习
我们已经学习了牛顿运动定律应用（一），那么在下一节课我们一起来学习牛顿运动定律应用（二）。这节课后大家可以先预习这一部分，重点是掌握解决这类问题的方法。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
9.板书设计
一、两类问题
已知物体的受力情况求物体的运动情况的问题

已知物体的运动情况求物体的受力情况的问题

二、解题思路：
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。
10.教学反思
牛顿运动定律F＝ma，实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系，要列出牛顿定律的方程，就应将方程两边的物理量具体化，方程左边是物体受到的合力，这个力是谁受的，方程告诉我们是质量m的物体受的力，所以今后的工作是对质量m的物体进行受力分析。首先要确定研究对象；那么，这个合力是由哪些力合成而来的？必须对物体进行受力分析，求合力的方法，可以利用平行四边形定则或正交分解法。方程右边是物体的质量m和加速度a的乘积，要确定物体的加速度，就必须对物体运动状态进行分析，由此可见，解题的方法应从定律本身的表述中去寻找。
在运动学中，我们通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向；在解决静力学的问题时，通常使尽量多的力在坐标轴上，在利用牛顿运动定律解决问题时，往往需要利用正交分解法建立坐标系，列出牛顿运动定律方程求解，一般情况坐标轴的正方向与加速度方向一致。

高一物理《用牛顿定律解决问题》学案

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？下面是小编为大家整理的“高一物理《用牛顿定律解决问题》学案”，欢迎大家与身边的朋友分享吧！

高一物理《用牛顿定律解决问题》学案

知识与技能
1.掌握共点力的平衡条件，会用来解决有关平衡问题.
2.知道超重和失重的概念，知道超重和失重产生的条件.
过程与方法
1.通过运用牛顿定律解决平衡问题和超重、失重问题，培养学生运用数学知识解决物理问题的思维意识.
2.通过体验电梯内的超、失重现象和观察分析体重计上的下蹲过程中的现象，体会物理学的研究方法.
情感态度与价值观
通过搜集航天器中的超、失重现象，了解我国航天科技的成就，培养学生的民族自豪感和提高对科学知识的兴趣.
教学重点
1.共点力作用下物体的平衡.
2.超重和失重.
教学难点
超重和失重.
复习导入
师生共同回忆：（教师主要设问引导学生积极思考，开启思维之门）
1.力的正交分解法.
力合成的平行四边形定则.
2.牛顿第二定律：F=ma,特点用牛顿定律解决问题（二）教学设计
一、共点力的平衡条件
桌上的书、屋顶的灯，虽然都受到力的作用，但都保持静止.火车车厢受到重力、支持力、牵引力、阻力作用，但仍可能做匀速直线运动.
如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线状态，我们就说这个物体处于平衡状态.（教师要将问题具体化，条理分明，语言精练）
问题1：处于平衡状态的物体有什么特点？物体若受多个共点力保持平衡，应满足什么条件？
讨论：（1）处于平衡状态的物体，其状态不发生变化，加速度为0.
（2）根据牛顿第二定律F=ma,当物体处于平衡状态时，加速度为0，因而物体所受的合外力F=0.
结论：共点力作用下物体的平衡条件是合力为0.
问题2：若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中一个力与另外两个力的合力间满足怎样的关系？
这个结论是否可以推广到多个力的平衡？
讨论：三个力平衡，合外力为零，则其中一个力与另外两个力的合力必定大小相等、方向相反.推广到多个力的平衡，若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的某一个力一定与其余力的合力大小相等、方向相反.
例1课件展示教材中例题、三角形悬挂结构及其理想化模型.
悬挂路灯的一种三角形结构用牛顿定律解决问题（二）教学设计F1、F2的大小与θ角有什么关系？
图4-7-1图4-7-2
学生交流讨论，并写出规范解题过程(.
应用拓展：根据解题结果，在此类路灯等的安装过程中应该注意哪些问题？
讨论交流：由公式看出当θ很小时，sinθ和tanθ都接近0，F1、F2就会很大.对材料强度要求很高，所以钢索的固定点A不能距B太近.但A点过高则材料消耗过多.所以要结合具用牛顿定律解决问题（二）教学设计体情况适当选择θ角.
若利用推论“三个力平衡，则某一个力与其余两个力的合力大小相等、方向相反”解题，则该题如何解决
解析：由平衡条件F1、F2的合力与F3等大反向，即
F=F3=G
由力的矢量三角形的边角关系
F1=
F2=.
总结：物体受到三个共点力而处于平衡状态，利用推论：任两个力的合力与第三个力等大反向，结合力的合成的平行四边形定则可使解题更加简洁明了.受三个以上共点力平衡时多用正交分解法和力的独用牛顿定律解决问题（二）教学设计立作用原理解题.
二、超重和失重（教师以具体例子设问，引导学生思考，获得物理概念，以避免“填鸭式”）
例2如图4-7-3，人的质量为m，当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力F′是多大？
图4-7-3电梯启动、制动时，体重计的读数怎样变化？
分析：人受到两个力：重力G和电梯地板的支持力F.地板对人的支持力F与人对地板的压力F′是一对作用力反作用力.根据牛顿第三定律，只要求出F就可知道F′.
电梯静止时，地板对人的支持力F与人所受的重力G相等，都等于mg.当电梯加速运动时，这两个力还相等吗？
根据牛顿定律列出方程，找出几个力用牛顿定律解决问题（二）教学设计之间及它们与加速度之间的关系，这个问题就解决了.
解析：取向上的方向为正方向，根据牛顿第二定律写出关于支持力F、重力G、质量m、加速度a的方程.
F-G=ma
F=G+用牛顿定律解决问题（二）教学设计ma
F=m(g+a)
人对地板的压力F′与地板对人的支持力F的大小相等，即F′=m(g+a).
讨论：当电梯加速上升（或减速下降）时,a0,m(g+a)mg,人对地板的压力比人受到的重力大.
超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，称为超重现象.
超重现象产生的条件：物体具有竖直向上的加速度，即做加速上升或减速下降运动.
当电梯加速下降（或减速上升）时，加速度向下,a0,m(g+a)
失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，称为失重现象.
失重现象产生的条件：物体具有竖直向下的加速度，即做加速下降或减速上升运动.
如果物体以大小等于g的加速度竖直下落，则m(g+a)=0，物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，好像完全没有重力作用，这用牛顿定律解决问题（二）教学设计种状态是完全失重状态.
特别提示：（1）当系统中的一部分物体具有向上（或向下）的加速度时，它对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）也会大于（或小于）系统的重力，这种现象称为部分超（或失）重现象.
（2）物体在超重和失重过程中所受到的重力并没有变化，变化的只是重力产生的作用效果.物体具用牛顿定律解决问题（二）教学设计有向上的加速度时，它的重力产生的效果加强，这就是超重；当物体具有向下的加速度时，它的重力的作用效果减弱，这就是失重；当物体具有向下的大小为g的加速度时，重力产生的效果完全消失，这就是完全失重现象.
做一做
人站在体重计上，分别下蹲或起立时，观察体重计示数的变化情况，并解释这种现象.
观察与描述
课堂训练（教师通过具体例子，层层设问，多方面，不断激发学生思考，培养学生发现问题，分析问题，解决问题的能力）
弹簧上挂着一用牛顿定律解决问题（二）教学设计个质量m=1kg的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？（取g=10m/s2）
（1）以v=5m/s速度匀速下降.
（2）以a=5m/s2的加速度竖直加速上升.
（3）以a=5m/s2的加速度竖直加速下降.
（4）以重力加速度g竖直减速上升.

解析：对物体受力分析，
（1）匀速下降时，由平衡条件得F=mg=10N.
(2)以向上为正方向，由牛顿第二定律
F-用牛顿定律解决问题（二）教学设计mg=maF=m(g+a)=15N.
(3)取向下方向为正方向，由牛顿第二定律
mg-F=maF=m(g-a)=5N.
（4）取向下方向为正方向，由牛顿第二定律
mg-F=mgF=0N
处于完全失重状态.

下蹲前，体重计的示数等于人的重力；刚开始下蹲时，体重计示数减小；在下蹲结束时，体重计的示数又增加到大于人的重力.最后下蹲完成后,体重计的示数再次与人的重力相等.
站立过程中，开始时体重计示数大于人所受到的重力.然后体重计示数再减小，小于人所受到的重力.最后稳定时，体重计示数再次与人的重力相等.
讨论交流
下蹲前，人处于静止状态，重力和人受到的支持力是一对平衡力，大小相等、方向相反，人对体重计的压力与人受到的支持力是作用力反作用力，故体重计示数与重力相等；刚开始下蹲时，人的重心具有向下的加速度而处于失重状态，因而人对体重计的压力小于人本身的重力，体重计示数减小；下降到一定阶段后人重心必然要减速下降，具有向上的加速度而处于超重状态，对体重计的压力大于人本身的重力.因而体重计的示数大于本身的重力；当人完全静止时，又处于平衡状态，而示数等于重力.
站立过程开始时，人的重心向上加速，具有向上的加速度，处于超重状态，故示数大于人的重力；站到某一程度，重心又开始做向上的减速运动，加速度方向向下，处于失重状态，此时示数小于人的重力.
拓展深化：完全失重状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，天平不能再通过正常的操作而测量物体的质量；浸在液体中的物体不再受到浮力的作用；液柱也不再产生向下的压强等.（让问题意识贯穿教师与学生的教与学中，让学生学会主动学习，深度思考，增强学生的发现问题、提出问题、解决问题的能力！）
板书设计
用牛顿定律解决问题（二）
1.平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态
共点力的平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0
2.超重和失重
（1）超重：物体具有竖直向上的加速度时，对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，称为超重现象
（2）失重：物体具有竖直向下的加速度时，对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，称为失重现象。

2015高一物理4.6用牛顿运动定律解决问题一学案和课件

物理必修1(人教版)
第六课时用牛顿运动定律解决问题(一)

水平测试
1．质量为1kg的物体，受水平恒力作用，由静止开始在光滑的水平面上做加速运动，它在ts内的位移为xm，则F的大小为()
A.2xt2B.2x2t－1
C.2x2t＋1D.2xt－1

解析：由x＝12at2得：a＝2xt2，对物体由牛顿第二定律得：F＝ma＝1×2xt2＝2xt2，故A正确.
答案：A

2．A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量mA＞mB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为()
A．xA＝xBB．xA＞xB
C．xA＜xBD．不能确定

解析：A、B两物体的加速度均为a＝μg，又由x＝v202a知，初速度相同，两物体滑行距离也相同．
答案：A

3．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是()

解析：对雨滴受力分析，由牛顿第二定律得：mg－F阻＝ma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度减小，在vt图象中其斜率变小，故选项C正确．
答案：C

4．质量为1t的汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶．阻力大小不变，从某时刻开始，汽车牵引力减小2000N，那么从该时刻起经过6s，汽车行驶的路程是()
A．50mB．42m
C．25mD．24m

解析：牵引力减2000N后，物体所受合力为2000N，由F＝ma,2000＝1000a，a＝2m/s2，汽车需t＝va＝102s＝5s停下来，故6s内汽车前进的路程x＝v22a＝1002×2m＝25m，C正确．
答案：C

5．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度为()
A．7m/sB．10m/s
C．14m/sD．20m/s

解析：设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得μmg＝ma，a＝μg.
由匀变速直线运动的关系式v20＝2ax，可得汽车刹车前的速度为
v0＝2ax＝2μgx＝2×0.7×10×14m/s＝14m/s.正确选项为C.
答案：C

6．如图所示，一物体m从某曲面上的Q点自由滑下，通过一粗糙的静止传送带后，落到地面P点．若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带也随之运动，再把该物体放在Q点自由下滑，则()
A．它仍落在P点B．它将落在P点左方
C．它将落在P点右方D．无法确定落点

解析：无论传送带动与不动，物体从Q点下落至传送带最左端时，速度相同，且物体在传送带上所受摩擦力均为滑动摩擦力，物体相对传送带向右运动，故所受摩擦力方向向左．又因为物体对传送带的压力和动摩擦因数在两种情况下都相同，摩擦力相同，加速度相同，故两种情况下，物体的运动状态完全相同，运动轨迹也完全相同．A正确．
答案：A

7．行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害．人们设计了安全带，假定乘客质量为70kg，汽车车速为90km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5s．安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()
A．450NB．400N
C．350ND．300N

解析：汽车的速度v0＝90km/h＝25m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a＝v0t＝5m/s2，对乘客应用牛顿第二定律得：F＝ma＝70×5N＝350N，所以C正确．
答案：C

8．一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t速度变为v，如果要使物体的速度变为2v.下列方法正确的是()
A．将水平恒力增加到2F，其他条件不变
B．将物体的质量减小一半，其他条件不变
C．物体的质量不变，水平恒力和作用时间都增加到原来的两倍
D．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变

解析：由牛顿第二定律得F－μmg＝ma，所以a＝Fm－μg，对比A、B、C三项，均不能满足要求，故均错．由v＝at得2v＝a2t，所以D项正确．
答案：D

9．如图所示为两个等高的光滑斜面AB、AC，将一可视为质点的滑块由静止在A点释放．沿AB斜面运动，运动到B点时所用时间为tB；沿AC斜面运动，运动到C点所用时间为tC，则()
A．tB＝tCB．tBtC
C．tBtCD．无法比较

解析：设斜面倾角为θ，对m利用牛顿第二定律解得加速度a＝gsinθ，解几何三角形得位移x＝hsinθ，
据x＝12at2
得t＝2xa＝2hgsin2θ＝1sinθ2hg，显然C对．
答案：C

10．(双选)如图甲所示，在粗糙水平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度时间图象如图乙所示，下列判断正确的是()
A．在0～1s内，外力F不断增大
B．在1～3s内，外力F的大小恒定
C．在3～4s内，外力F不断减小
D．在3～4s内，外力F的大小恒定

解析：在vt图象中，0～1s内物块速度均匀增大，物块做匀变速运动，外力F为恒力；1～3s内，物块做匀速运动，外力F的大小恒定，3～4s内，物块做加速度不断增大的减速运动，外力F由大变小．综上所述，只有B、C两项正确．
答案：BC

11．一个氢气球，质量为200kg，系一根绳子使它静止不动，且绳子竖直，如图所示．当割断绳子后，气球以2m/s2的加速度匀加速上升，则割断绳子前绳子的拉力为多大？

解析：
以气球为研究对象，绳断前，气球静止，故所受重力G、空气浮力F1、绳的拉力F2三力平衡：
即G＋F2＝F1①
绳断后，气球在空气浮力F1和重力G的作用下匀加速上升，由牛顿第二定律得：
F1－G＝ma②
已知a＝2m/s2
所以F1＝G＋ma＝2400N，
F2＝F1－G＝400N.
答案：400N

素能提高
12．如图所示，ad、bd、cd是竖直面内3根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，3个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零)，用t1、t2、t3依次表示各滑环达到d点所用的时间，则()
A．t1＜t2＜t3
B．t1＞t2＞t3
C．t3＞t1＞t2
D．t1＝t2＝t3

解析：小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿斜面方向的分力产生的，设运动轨迹与竖直方向的夹角为θ，由牛顿第二定律知：mgcosθ＝ma，①
设圆心为O，半径为R，由几何关系得，滑环由开始运动至d点的位移x＝2Rcosθ.②
由运动学公式得x＝12at2，③
由①②③联立解得t＝2Rg.
即小滑环下滑的时间与细杆的倾斜程度无关，
即t1＝t2＝t3.

13．跳起摸高是现今学生经常进行的一项活动，某同学身高1.80m，体重65kg，站立举手达到2.2m高，他用力蹬地，经0.4s竖直离地跳起，设他蹬地的力大小恒为1300N，则他跳起后可摸到的高度为多少？(g＝10m/s2)

解析：蹬地的0.4s内做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有F－mg＝ma，
得a＝10m/s2.
离地时的速度：v0＝at＝4m/s，
离地后做匀减速运动，有mg＝ma1，
有v2t－v20＝－2a1h1，
解得h1＝0.8m.
可摸到的高度h＝h1＋2.2m＝3.0m.
答案：3.0m

14．已知一质量m＝1kg的物体在倾角α＝37°的斜面上恰能匀速下滑，当对该物体施加一个沿斜面向上的推力F时，物体恰能匀速上滑．(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ是多大？

解析：当物体沿斜面匀速下滑时，对物体进行受力分析如图甲所示，由力的平衡可知：
mgsinα＝Ff，
其中Ff＝μmgcosα，
解得：μ＝0.75.
答案：0.75

(2)求推力F的大小．

解析：当物体沿斜面匀速上滑时，对物体进行受力分析如图乙所示，由力的平衡可知：
mgsinα＋μmgcosα＝F，
解得F＝12N.
答案：12N

为什么滑水运动员站在滑板上不会沉下去呢？

原因就在这块小小的滑板上，你看，滑水运动员在滑水时，总是身体向后倾斜，双脚向前用力蹬滑板，使滑板和水面有一个夹角．当前面的游艇通过牵绳拖着运动员时，运动员就通过滑板对水面施加了一个斜向下的力，而且游艇对运动员的牵引力越大，运动员对水面施加的这个力也越大．因为水不易被压缩，根据牛顿第三定律(作用力与反作用力定律)，水面就会通过滑板反过来对运动员产生一个斜向上的反作用力．这个反作用力在竖直方向的分力等于运动员的重力时，运动员就不会下沉．因此，滑水运动员只要依靠技巧，控制好脚下滑板的倾斜角度，就能在水面上快速滑行．

用牛顿运动定律解决问题（一）导学案

俗话说，磨刀不误砍柴工。作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助教师缓解教学的压力，提高教学质量。教案的内容具体要怎样写呢？小编特地为大家精心收集和整理了“用牛顿运动定律解决问题（一）导学案”，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

第四章牛顿运动定律
编制：高一物理三级部包科领导签字：

第六节用牛顿运动定律解决问题（一）
【学习目标】
1.熟练掌握牛顿运动定律，提高应用牛顿运动定律分析动力学问题的能力。
2.自主学习，合作探究，学会应用牛顿定律分析动力学问题的方法。
3..激情投入，享受学习的快乐，感悟牛顿运动定律的奥秘。
【重点难点】
1．从物体受力分析物体的运动情况2．从物体的运动情况确定物体的受力
【使用说明及学法指导】
2．依据学习目标，研读课本P85—P87，仔细分析本节教材的例题1、例题2，明确运用从受力分析物体的运动情况、从运动情况确定物体的受力的解题方法，总结牛顿定律解决实际问题时的基本思路和方法，形成正确的思维模式。
【问题导学】
情景1：一个静止在水平地面上的物体，质量是10kg，物体与地面的滑动摩擦因数为0.4，在60N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。（g=10m/s2）
（1）物体的受力情况如何？（画出受力分析图）

（2）物体所受的合力是多少？

（3）求出物体运动的加速度？

（4）根据运动学公式，求物体在4s末的速度和4s内的位移。

情景2：一个滑雪的人，质量是60kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=370。在t=10s的时间内滑下的路程x=220m。（g=10m/s2）（sin370=0.6,cos370=0.8）
（1）根据运动学公式求出物体运动的加速度。

（2）应用牛顿第二定律求出物体受到的合力

（3）分析滑雪者的受力情况（画出受力分析图）

（4）沿平行斜面和垂直斜面的方向建立坐标系，运用正交分解法进行力的分解，然后用牛顿第二定律列方程，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦力和空气阻力）。

【预习自测】
1.一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个光滑的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是()
A．将水平恒力增加到2F，其他条件不变
B．将物体质量减小一半，其他条件不变
C．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍
D．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变
2.如图所示，一质量m=2kg的木块静止于水平地面上．现对物体施加一大小为10N的水平方向拉力．(g取10m/s2)
(1)若地面光滑，求物体运动的加速度大小；

(2)若物体与地面间动摩擦因数μ＝0.1，求物体的加速度大小和经过2s物体的位移大小．
【我的疑惑】
请写出你的疑问，让我们在课堂上一起解决！
【合作探究】
探究点一、从受力确定运动情况
问题1：水平地面上质量为10Kg的物体，受到斜向右上方与水平方向成370角的拉力F=50N作用，在水平面上由静止开始运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，求物体开始运动2s内的位移大小。（g=10m/s2）
思考总结：从受力确定运动情况解题步骤：
【针对训练】
1.某绿化用撒水车在行进过程中的牵引力不变，所受的阻力与重力的关系是Ff=kmg（k为常数）车没有撒水时，做匀速直线运动，当车沿直线撒水时，它的运动情况将是（）
A．做变加速直线运动
B．做匀加速直线运动
C．做匀减速直线运动
D．仍做匀速直线运动
2.水平地面上质量为10Kg的木箱，受到水平向右的拉力F=70N作用，在水平面上从静止开始运动，木箱与水平面间的动摩擦因数为0.5，求木箱在2s末的速度和2s内的位移。（g=10m/s2）
探究点二、从运动情况确定受力
问题2：一位滑雪者如果以v0=20m/s的初速度，沿直线冲上一倾角为370的山坡，从冲坡开始计时，至2s末，雪橇速度变为零．如果雪橇与人的质量为m=80kg，求滑雪人受到的阻力是多少。（g=10m/s2）
思考总结：从运动情况确定受力解题步骤：
【针对训练】
3.从静止开始做匀加速直线运动的汽车，经过t=10s，发生位移x=30m．已知汽车的质量m=4×103kg，牵引力F=5.2×103N．求：（g=10m/s2）
（1）汽车运动的加速度大小；
（2）运动过程中汽车所受的阻力大小
4.一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，初速度是零，经过5.0s的时间,滑下的路程是10m,斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10m/s2)