2024年高中物理第四章第6节用牛顿运动定律解决问题一教案新人教版必修1.docVIP

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用牛顿运动定律解决问题（一）

教材分析

力和物体运动的关系问题，始终是动力学探讨的基本问题，人们对它的相识经验了一个漫长的过程，直到牛顿用他的三个定律对这一类问题作出了精确的解决．牛顿由此奠定了经典力学的基础．牛顿三定律成为力学乃至经典物理学中最基本、最重要的定律．牛顿第肯定律解决了力和运动的关系问题；牛顿其次定律确定了运动和力的定量关系；牛顿第三定律确定了物体间相互作用力遵循的规律．动力学所要解决的问题由两部分组成：一部分是物体运动状况；另一部分是物体与四周其他物体的相互作用力的状况．牛顿其次定律恰好为这两部分的链接供应了桥梁．

应用牛顿运动定律解决动力学问题，中学阶段最为常见的有两类基本问题：一类是已知物体的受力状况，要求确定出物体的运动状况；另一类是已经知道物体的运动状况，要求确定物体的受力状况．要解决这两类问题，对物体进行正确的受力分析是前提，牛顿其次定律则是关键环节，因为它是运动与力联系的桥梁．

教学重点

应用牛顿运动定律解决动力学的两类基本问题．

教学难点

动力学两类基本问题的分析解决方法．

课时支配

1课时

三维目标

1．学问与技能

（1）知道动力学的两类基本问题，驾驭求解这两类基本问题的思路和基本方法．

（2）进一步相识力的概念，驾驭分析受力状况的一般方法，画出探讨对象的受力图．

2．过程与方法

（1）培育学生运用实例总结归纳一般解题规律的实力．

（2）会利用正交分解法在相互垂直的两个方向上分别应用牛顿定律求解动力学问题．

（3）驾驭用数学工具表达、解决物理问题的实力．

3．情感、看法与价值观

通过牛顿其次定律的应用，提高分析综合实力，敏捷运用物理学问解决实际问题．

eq\o(\s\up7(),\s\do5(教学过程))

导入新课

eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(情境导入))

利用多媒体播放“神舟”五号飞船的放射升空、“和谐号”列车高速前进等录像资料．如图甲、乙所示．

引导：我国科技工作者能精确地预料火箭的升空、变轨，列车的再一次大提速节约了很多珍贵的时间，“缩短”了城市间的距离．这一切都得益于人们对力和运动的探讨．我们现在还不能探讨如此困难的课题，就让我们从类似较为简洁的问题入手，看一下这类问题的探讨方法．

推动新课

牛顿其次定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动状况与受力的状况联系起来．因此，它在天体运动的探讨、车辆的设计等很多基础学科和工程技术中都有广泛的应用．由于我们学问的局限，这里只通过一些最简洁的例子作介绍．

一、从受力确定运动状况

假如已知物体的受力状况，可由牛顿其次定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律就可以确定物体的运动状况．

例1一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方向向右运动．物体与地面间的摩擦力是4.2N，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移．

分析：这个问题是已知物体受的力，求它的速度和位移，即它的运动状况．

老师设疑：

1．物体受到的合力沿什么方向？大小是多少？

2．这个题目要求计算物体的速度和位移，而我们目前只能解决匀变速运动的速度和位移．物体的运动是匀变速运动吗？

师生探讨沟通：

1．对物体进行受力分析，如图．

物体受力的图示

物体受到四个力的作用：重力G，方向竖直向下；地面对物体的支持力FN，竖直向上；拉力F1，水平向右；摩擦力F2，水平向左．物体在竖直方向上没有发生位移，没有加速度，所以重力G和支持力FN大小相等、方向相反，彼此平衡，物体所受合力等于水平方向的拉力F1与摩擦力F2的合力．取水平向右的方向为正方向，则合力：F＝F1－F2＝2.2N，方向水平向右．

2．物体原来静止，初速度为0，在恒定的合力作用下产生恒定的加速度，所以物体做初速度为0的匀加速直线运动．

解析：由牛顿其次定律可知，

F1－F2＝ma

a＝eq\f(F1－F2,m)

a＝eq\f(2.2,2)m/s2＝1.1m/s2

求出了加速度，由运动学公式可求出4s末的速度和4s内发生的位移

v＝at＝1.1×4m/s＝4.4m/s

x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×1.1×16m＝8.8m.

探讨沟通：（1）从以上解题过程中，总结一下运用牛顿定律解决由受力状况确定运动状况的一般步骤．

（2）受力状况和运动状况的链接点是牛顿其次定律，在运用过程中应留意哪些问题？

参考：运用牛顿定律解决由受力状况确定物体的运动状况大致分为以下步骤：（1）确定探讨对象．（2）对确定的探讨对象进行受力分析，画出物体的受力示意图．（3）建立直角坐标系，在相互垂直的方向上分别应用牛顿其次定律列式Fx＝max，Fy＝may.求得物体运动的加速度．（4）应用运动学的公式求解物