高中物理 第4章 牛顿运动定律 第6节 用牛顿运动定律解决问题(一)课件 新人教版必修1

发布于:2021-06-23 05:44:11

第6节 用牛顿运动定律解决问题(一) (教师参考) 一、教学目标 知识与技能 1.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法 2.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.培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力 2.学会运用实例归纳总结一般问题的解题规律 情感态度与价值观 1.初步建立应用科学知识的意识 2.培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力 二、教学重点难点 教学重点 动力学两类基本问题的思路 教学难点 牛顿运动定律的应用 三、重难点突破方略 已知受力确定运动情况的突破方略 【例题探究】 一个静止在水*地面上的物体,质量是2 kg,在6.4 N的水*拉 力作用下沿水*地面向右运动.物体与地面间的摩擦力是4.2 N,求物体在4 s 末的速度和4 s内发生的位移. 思考讨论1:本题的研究对象是什么?研究对象受到几个力作用?请画出受 力图. 学生:研究对象是在水*地面上运动的物体.物体受到四个力的作用:重力 G,方向竖直向下;地面的支持力FN,方向竖直向上;拉力F,方向水*向右; 摩擦力Ff,方向水*向左.物体受力如图所示. 思考讨论2:物体受到的合力沿什么方向?大小是多少? 学生:物体在竖直方向上的重力G和支持力FN大小相等、方向相反,彼此* 衡;物体所受合力等于水*方向的拉力F与摩擦力Ff的合力.取水*向右的 方向为正方向,则合力F合=F-Ff=2.2 N,方向水*向右. 思考讨论3:物体的运动是匀变速运动吗?依据是什么? 学生:是,物体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. 思考讨论4:从以上讨论过程中,运用牛顿运动定律解决本题的思路是怎 样的呢?请总结一下. 学生:首先,由物体已知的受力情况求出物体的合力;然后,由牛顿第二 定律求出物体的加速度;最后,通过运动学的规律就可以确定物体的运 动情况. 解析:这个问题是已知物体受的力,求它的速度和位移,即它的运动情况.由牛顿第二定律可 知,F-Ff=ma,即 a= F ? Ff m 得出 a= 2.2 m/s2=1.1 m/s2 2 求出了加速度,由运动学公式可求出 4 s 末的速度和 4 s 内发生的位移 v=at=1.1×4 m/s=4.4 m/s, x= 1 at2= 1 ×1.1×16 m=8.8 m. 22 讨论交流1:从以上解题过程中,总结一下,受力情况分析时如何避免“添 力”或“漏力”? 学生:要按照一定的步骤分析,一般是先场力,再接触力,最后是其他力. 即一重、二弹、三摩擦、四其他. 讨论交流2:从以上解题过程中,总结一下运用牛顿运动定律解决由受力情 况确定运动情况的一般步骤. 学生讨论结果: (1)确定研究对象;(2)对确定的研究对象进行受力分析,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第二定律 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 体的运动学量;(5)把已知量代入方程求解,检验结果的正确性. 自主学* 课堂探究 达标测评 自主学* 课前预*·感悟新知 (教师参考) 情境链接一 一位同学通过电视机观看火箭发射的场景,他听到现场指挥倒计时结束发出“点火” 命令后,立刻用秒表计时,测得火箭底部通过发射架顶端的时间是4.8 s,他想算出 火箭受到的推力,试分析还要知道哪些条件? 信息 根据牛顿第二定律F-mg=ma,若想求得推力F,需知火箭的质量和加速度,火箭的加速 度可以根据运动学公式x= 1 at2求得,即需要知道发射架的高度x和火箭通过发射架 的时间t,综上所述除了时间2 t已经测得外,只要再知道火箭质量m和发射架的高度x, 就可由公式x= 1 at2 和F-mg=ma求出火箭受到的推力. 2 情境链接二 铅球运动员被限制在固定半径的投掷圈内,运动员大都是采用背向滑步的 方法:先把上身扭转过来,背向投掷方向,然后摆腿、滑步、前冲,再用力推 出铅球,如图所示.对于优秀的运动员来说,背向滑步推铅球比原地推铅球 可增加约2 m的成绩.你知道为什么吗? 信息 背向滑步推铅球的一系列动作,使铅球受力的位移更长,抛出的初速度更大. 教材梳理 两类基本问题 1.已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的 加速度 ,再通过 运动学的规律 确定物体的运动情况. 2.已知物体的运动情况,根据 运动学公式 求出物体的加速度,再根据 牛顿第二定律 确定物体所受的力. 想一想 加速度在解动力学的两类问题中有什么作用? 答案:加速度是受力情况和运动情况之间联系的桥梁. 思考判断 1.由牛顿第二定律知,物体加速度的方向就是其合力方向.( ) 2.同一个物体,其所受合外力越大,加速度越大.( ) 3.加速度越大的物体,它的速度变化量也越大.( ) 4.由运动情况能确定受力情况,说明运动决定受力.( ) 5.由运动情况确定受力情况,要先由运动公式求出加速度.( ) 6.由物体所受合力的方向可以判断物体的运动方向.( ) 答案:1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.× 课堂探究 核心导学·要点探究 要点一 由物体的受力情况确定运动情况 【问题导学】 1.从受力确定物体的运动情况时需要对物体进行受力分析,此时受力分 析的目的是什么? 答案:受力分析的目的是求合力. 2.从受力确定物体的运动情况时需要利用牛顿第二定律列方程,此时列 方程的目的是求什么? 答案:列方程的目的是求加速度. 【要点归纳】 1.解题思路 2.解题步骤 (1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图. (2)根据力的合成与分解,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,求出物体运动的加速度. (4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需求的运动学 量——任意时刻的位移和速度以及运动轨迹等. 【例1】 (201

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