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高中牛顿第二定律教案

发表时间:2020-05-07

用牛顿运动定律解决问题(二)导学案。

每个老师需要在上课前弄好自己的教案课件,大家在认真写教案课件了。对教案课件的工作进行一个详细的计划,才能对工作更加有帮助!有多少经典范文是适合教案课件呢?以下是小编为大家精心整理的“用牛顿运动定律解决问题(二)导学案”,仅供参考,欢迎大家阅读。

第四章牛顿运动定律
编制:高一物理二级部包科领导签字:
第六节用牛顿运动定律解决问题(二)
【学习目标】
1.熟练掌握共点力平衡条件,提高应用牛顿运动定律分析超重、失重问题的能力;
2.自主学习,合作探究,学会定量分析超重、失重现象的方法;
3.激情投入,享受学习的快乐,培养细心观察、勤于思考的习惯。
【重点难点】
1.共点力的平衡条件2.超重与失重
【使用说明及学法指导】
2.依据学习目标,研读课本P87—P89,仔细分析本节教材的例题1、例题2、例题3,明确共点力作用下物体的平衡条件,知道什么是失重和超重,培养自己规范严谨的学科素养。
【问题导学】
问题一:共点力的平衡条件
1.什么是平衡状态?
2.共点力作用下物体平衡状态的条件是什么?

3.如果物体受力较多,一般采用正交分解法,此时两个方向的力学关系式特点是:
Fx=
Fy=
问题二:超重与失重
情景1:质量为的物块放在电梯底板上,当电梯以加速度加速上升时
(1)分析物块的受力情况:(画出受力分析图)

(2)根据牛顿运动定律求出物块对地板的压力:

(3)此时物块超重还是失重?在该情景中,物块的重力是否改变了?

情景2:质量为的物块放在电梯底板上,当电梯以加速度加速下降时
(1)分析物块的受力情况;(画出受力分析图)

(2)根据牛顿运动定律求出物块对地板的压力;

(3)此时物块超重还是失重?在该情景中,物块的重力是否改变了?
加速度方向物体的运动情况视重(F)与重力(G)比较
超重
失重
完全失重

总结超重与失重:
【预习自测】
1.物体受到3个共点力的作用处于静止状态,已知其中2个力的大小分别是3N和5N,则另一个力的大小可能是()
A.1NB.4NC.8ND.10N
2.一同学从6楼乘电梯到1楼,在电梯刚刚启动时,该同学()
A.受的重力增大B.受的重力减小
C.对地板的压力大于重力D.对地板的压力小于重力
【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、共点力的平衡条件
问题1:城市中的路灯、无轨电车的供电线路等,经常用三角形的结构悬挂。如图是这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂钢索AO能承受的最大拉力为2×104N,角AOB等于30°,杆BO处于水平位置,即垂直于竖直墙面。
(1)结点O受力情况如何?(画出受力分析图)

(2)如何对结点O所受力进行正交分解?
两个方向的力学关系式:

(3)此时悬挂重物的最大质量是多少?(g=10m/s2)

【针对训练】
1.如图所示,竖直悬挂的一重力为G的重物被水平的力拉到与竖直方向成角的位置而静止。求该水平拉力的大小以及OA绳受到的拉力大小。

探究点二、超重与失重
问题2:质量为60kg的人,站在升降机内的水平地板上,取=10m/s2,求
(1)当升降机匀速下降时,人对地板的压力多大?

(2)当升降机以2m/s2的加速度加速上升时,人对地板的压力多大?
(3)当升降机以10m/s2的加速度加速下降时,人对地板的压力多大?

【针对训练】
2.某人站在一台秤上,当他猛地下蹲到停止的过程中,台秤的读数将()
A.先变大后变小,最后等于人的重力
B.先变小后变大,最后等于人的重力
C.一直增大
D.一直减小

延伸阅读

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)

用牛顿运动定律解决问题二学案和课件


物理必修1(人教版)
第七课时用牛顿运动定律解决问题(二)

水平测试
1.下列说法正确的是()
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

解析:从受力上看,失重物体所受合外力向下,超重物体所受合外力向上;从加速度上看,失重物体的加速度向下,而超重物体的加速度向上.A、C、D中的各运动员所受合外力为零,加速度为零,只有B中的运动员处于失重状态.
答案:B

2.一个质量为3kg的物体,被放置在倾角α=30°的固定光滑斜面上,在如图所示的甲、乙、丙三种情况下,物体能处于平衡状态的是(g=10m/s2)()
A.仅甲图B.仅乙图
C.仅丙图D.甲、乙、丙图

解析:物体受三个力的作用,重力、支持力、拉力.重力沿斜面向下的分力大小为15N,故只有乙图中能保持平衡,选项B正确.
答案:B

3.某物体在3个共点力的作用下处于静止状态,若把其中一个力F1的方向沿顺时针转过90°而保持其大小不变,其余两个力保持不变,则此时物体所受的合力大小为()
A.F1B.2F1
C.2F1D.无法确定

解析:其它两个力的合力大小为F1,方向与F1反向,当F1转过90°时,三力合力为2F1,B正确.
答案:B

4.质量为m的长方形木块静止在倾角为θ的斜面上,斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是()
A.沿斜面向下B.垂直于斜面向上
C.沿斜面向上D.竖直向上

解析:如图所示,物体受重力mg、支持力FN、摩擦力F而处于静止状态,故支持力与摩擦力的合力必与重力等大反向,D正确.
答案:D

5.如图所示,一个盛水的容器底部有一小孔,静止时用手指堵住小孔不让它漏水,忽略空气阻力,则()
A.容器自由下落时,小孔向下漏水
B.将容器竖直抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水
C.将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水
D.将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏水

解析:容器沿各个方向抛出时均处于完全失重状态,水中不再产生压力,故不漏水.
答案:D

6.如图所示,粗糙水平面上放置质量分别为m、2m和3m的3个木块,木块与水平面间动摩擦因数相同,其间均用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使3个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是()
A.绳断前,a、b两轻绳的拉力比总为4∶1
B.当F逐渐增大到FT时,轻绳a刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5FT时,轻绳a还不会被拉断
D.若水平面是光滑的,则绳断前,a、b两轻绳的拉力比大于4∶1

解析:取三木块为整体,则有F-6μmg=6ma,取质量为m、3m的木块为整体,则有FTa-4μmg=4ma,隔离m则有FTb-μmg=ma,所以绳断前,a、b两轻绳的拉力比总为4∶1,与F、μ无关,A对D错;当a绳要断时,则a=FT4m-μg,所以拉力F=1.5FT,B、C错.
答案:A

7.(双选)原来做匀速运动的升降机内有一被伸长的轻质弹簧拉住、具有一定质量的物体A静止放在地板上,如图所示.现发现A突然被弹簧拉向右方,由此可判断,此时升降机的运动可能是()
A.加速上升B.减速上升
C.加速下降D.减速下降

解析:由于A被拉向右方,说明摩擦力减小,即A与升降机地板间的弹力减小,应为失重现象,加速度向下,故B、C正确.
答案:BC

8.如图所示,一定质量的物体用两根轻绳悬挂在空中,其中绳OA固定不动,绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力大小将()
A.一直变大B.一直变小
C.先变大后变小D.先变小后变大

解析:根据重力的作用效果将其分解在绳OA、OB所在的方向上,如图所示,F1是对绳OA的拉力,F2是对绳OB的拉力.由于OA方向不变,当OB向上转动,转到与OA绳方向垂直时,OB上的拉力最小,故OB上的张力先变小后变大.
答案:D

9.(双选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止地悬吊着时的平衡位置,人在从P点落下到最低点c的过程中()
A.人在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态
B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
C.在bc段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
D.在c点,人的速度为零,其加速度为零

解析:由于在b点时重力与绳的拉力平衡,则人在ab段重力与拉力的合力的方向向下,产生向下的加速度,则人处于失重状态,在bc段处于超重状态.
答案:AB

素能提高
10.在电梯中,把一重物置于水平台秤上,台秤与力的传感器相连,电梯先从静止加速上升,然后又匀速运动一段时间,然后减速上升,最后停止运动;传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系(FNt)图象,如图所示,则

(1)电梯在启动阶段经历了多长时间的加速上升过程?

解析:由图象可知:电梯在启动阶段经历了4s加速上升过程.
答案:4s

(2)电梯的最大加速度是多少?(g取10m/s2)

解析:由牛顿第二定律可知:FN-mg=ma
am=FNm-mgm=50-303m/s2≈6.7m/s2.
答案:6.7m/s2

11.滑板运动是一项非常刺激的水上运动.研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力垂直于滑板面.如图所示,运动员在水平牵引力作用下,滑板面与水平面之间的夹角θ=37°,滑板匀速运动,人和滑板的总质量为100kg,忽略空气阻力,取g=10m/s2,则水平牵引力为(sin37°=0.6)()
A.1250NB.1000N
C.750ND.500N

解析:把人与滑板看作一整体,对其受力分析知:
F′=mgtan37°=100×10×0.75=750N,C正确.
答案:C

12.某人在地面上最多能举起60kg的物体,而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体.(g取10m/s2)求:

(1)此电梯的加速度;

解析:站在地面上的人,最大举力F=m1g=600N.
在加速下降的电梯里,人的最大举力不变,由牛顿第二定律:m2g-F=m2a,
故a=g-Fm2=10-60080m/s=2.5m/s2.
答案:2.5m/s2

(2)若电梯以此加速度上升,则此人在电梯里最多能举起物体的质量.

解析:若电梯加速上升,则由牛顿第二定律:F-m3g=m3a,所以m3=Fg+a=60012.5kg=48kg.
答案:48kg

13.如图是电梯上升的速度时间图象,若电梯地板上放一质量为20kg的物体,g取10m/s2,则:

(1)前2s内和4~7s内物体对地板的压力各为多少?

解析:前2s内的加速度a1=3m/s2.
由牛顿第二定律得F1-mg=ma1.
F1=m(g+a1)=20×(10+3)N=260N.
4~7s内电梯做减速运动,加速度大小a2=2m/s2.
由牛顿第二定律得mg-F2=ma2.
F2=m(g-a2)=20×(10-2)N=160N.
由牛顿第三定律得前2s内和4~7s内物体对地板的压力各为260N和160N.
答案:260N160N

(2)整个运动过程中,电梯通过的位移为多少?

解析:7s内的位移为x=2+72×6m=27m
答案:27m
失重条件下的应用

在失重的条件下,熔化了的金属的液滴,形状呈绝对球形,冷却后可以成为理想的滚珠.而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不呈绝对球形.这是造成轴承磨损的重要原因之一.
玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米),是现代光纤通信的主要部件.在地面上不可能制成很长的玻璃纤维,因为没等到液态的玻璃丝凝固,由于重力的作用,它将被拉成小段.而在太空的轨道上,将可以制造出几百米长的玻璃纤维.
在太空的轨道上,可以制成一种新的泡沫材料——泡沫金属.在失重条件下,在液态的金属中通以气体,气泡将不“上浮”,也不“下沉”,均匀地分布在液态金属中,凝固后就成为泡沫金属,这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢,用它做机翼,又轻又结实.
同样的道理,在失重的条件下,混合物可以均匀地混合,由此可以制成地面上不能得到的特种合金.
电子工业、化学工业、核工业等部门,对高纯度材料的需要不断增加,其纯度要求为“6个9”至“8个9”,即99.9999%~99.999999%.在地面上,冶炼金属需在容器内进行,总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中.而在太空中“悬浮冶炼”,是在失重条件下进行的,不需要用容器,消除了容器对材料的污染,可以获得纯度极高的产品.
在电子技术中所用的晶体,在地面上生长时,由于受重力的影响,晶体的大小受到限制,而且要受到容器的污染,在失重条件下,晶体的生长是均匀的,生长出来的晶体也要大得多.在不久的将来,如能在太空建立起工厂,生产出砷化镓的纯晶体,它要比现有的硅晶体优越得多,将会引起电子技术的重大突破.
在太空失重的条件下,会生产出地面上难以生产的一系列产品.建立空间工厂,已经不再是幻想.科学家们在太空中做各种实验,青年学生也可以提出自己的太空实验设想,展开你想象的翅膀,为宇宙开发贡献一份力量!

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。

用牛顿定律解决问题


§4.7用牛顿定律解决问题(二)

【学习目标细解考纲】
1.知道什么是共点力作用下的平衡状态,理解共点力作用下物体的平衡条件。
2.能用牛顿运动定律解决平衡问题。
3.知道超重现象和失重现象,理解产生超重和失重现象的原因。
4.能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题。
【知识梳理双基再现】
1.共点力平衡
(1)共点力:_________________________________________________________________________。
(2)在共点力的作用下,如果物体保持_______或做_________________,这个物体就处于平衡状态。
2.超重与失重
(1)超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_________物体所受重力的情况称为超重现象。
(2)失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_________物体所受重力的情况称为失重现象。
如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________,即物体正好以大于等于_________,方向________的加速度运动,此时物体处于完全失重状态。
【小试身手轻松过关】
1.若一个物体处于平衡状态,则此物体一定是()
A.静止B.匀速直线运动C.速度为零D.各共点力的合力为零
2.关于超重和失重,下列说法正确的是()
A.超重就是物体受的重力增加了
B.失重就是物体受的重力减少了
C.完全失重就是物体一点重力都没有人
D.不论超重、失重或安全失重,物体所受的重力是不变的
3.大小不同的三个力同时作用在一个小球上,以下各组中可使小球平衡的是()
A.2N,3N,6NB.1N,4N,6N
C.35N,15N,25ND.5N,15N,25N
4.下列说法中正确的是()
A.只要物体向上运动,速度越大,超重部分越大
B.只要物体向下运动,物体就失重
C.只要物体具有竖直向上加速度,物体就处于超重状态,与物体运动方向和速度大小无关
D.只要物体在竖直方向运动,物体就一定处于超重或失重状态

【基础训练锋芒初显】
5.某物体受到四个力的作用而处于静止状态,保持其中三个力的大小和方向均不变,使另一个大小为F的力方向转过90°,则欲使物体仍能保持静止状态,必须再加上一个大小为多少的力()
A.FB.FC.2FD.3F
6.一个质量m=10kg的圆球被沿水平方向的绳索拉着,处于光滑的斜面上,已知斜面倾角为30°,如图所示,求绳索的拉力。(g取10m/s2)

7.重2kg的物体用弹簧秤挂在可竖直升降的电梯里,读数为26N,由此可知,该物体处于________状态,电梯做_________运动,其加速度大小等于___________m/s2。(g取10m/s2)
【举一反三能力拓展】
8.如图所示,在倾角为的斜面上放着一个质量为m的光滑小球,球被竖直的木板挡住,则球对木板的压力大小为()
A.mgcos
B.mgtan
C.
D.

9.一个质量是50kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤,弹簧秤下面挂着一个质量为m=5kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧秤的示数为40N,g取10m/s2,求此时人对地板的压力。

10.找一条纸带,在纸带中间部位剪个小缺口,纸带的一端固定一重物,另一端用手拿住,小心提起重物,这时纸带没有断。然后向上加速提起重物,纸带就断了;或者提起重物急剧向下运动后突然停住,纸带也会断裂。做一做,观察现象说明理由。

【名师小结感悟反思】
1.物体在共点力的作用下,合外力为零,则物体处于平衡状态及物体保持静止或做匀速直线运动。
2.在处理共点力的平衡问题时,经常用力的合成与分解成正交分解来列力的平衡方程。
3.超重不是重力增加,失重也不是重力减小,完全失重也不是重力消失,在超重、失重现象中,物体所受的重力不变。
4.物体加速度向上,出现超重现象;加速度向下,出现失重现象,与速度方向无关。