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1、2022年高中物理 第四章 第六節(jié) 用牛頓運(yùn)動定律解決問題（一）教案 新人教版必修1 【課型】新授課 【課時】1課時 【教學(xué)目標(biāo)】 知識與技能 1．能運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解答一般動力學(xué)問題． 2．理解運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解題的基本方法，即首先對研究對象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動情況分析，然后用牛頓定律把二者聯(lián)系起來． 3．在分析解題過程中學(xué)習(xí)體會可以采取一些具體有效的方法，比如如何建立恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系進(jìn)行解題等． 過程與方法 1．通過實例感受研究力和運(yùn)動關(guān)系的重要性． 2．幫助學(xué)生提高信息收集和處理能力，分析、思考、解決問題的能力和交流、合

2、作能力． 3．幫助學(xué)生學(xué)會運(yùn)用實例總結(jié)歸納一般問題的解題規(guī)律的能力． 情感態(tài)度與價值觀 1．初步認(rèn)識牛頓運(yùn)動定律對社會發(fā)展的影響． 2．初步建立應(yīng)用科學(xué)知識的意識． 3．培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮崙B(tài)度及解決實際問題的能力． 教學(xué)重點、難點： 教學(xué)重點 1．已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動情況． 2．已知物體的運(yùn)動情況，求物體的受力情況． 教學(xué)難點 1．物體的受力分析及運(yùn)動狀態(tài)分析和重要的解題方法的靈活選擇和運(yùn)用． 2．正交分解法． 教學(xué)方法： 探究、講授、討論、觀察、歸納 【教學(xué)過程】 【新課導(dǎo)入】 【導(dǎo)入】牛頓運(yùn)動定律中

3、確定了力和運(yùn)動的關(guān)系，利用我們已有的知識是否也能研究這一類問題？ 【回答】不能，因為這樣一類問題太復(fù)雜了。 【過渡】一切復(fù)雜的問題都是由簡單的問題組成的，現(xiàn)在還不能研究如此復(fù)雜的運(yùn)動，但是現(xiàn)在研究問題的方法將會對以后的工作有很大的幫助?，F(xiàn)在就從類似的較為簡單的問題入手，看一下這一類問題的研究方法。 【新課教學(xué)】 6 用牛頓運(yùn)動定律解決問題（一） 一、從受力情況分析運(yùn)動情況 【例題1】一個靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2 kg，在6.4 N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動.物體與地面間的摩擦力是4.2 N.求物體在4 s末的速度和4 s內(nèi)的位移。 【分析過程】 【問題】本題

4、研究對象是誰？ 【回答】本題的研究對象是在水平面上運(yùn)動的物體。 【問題】它共受幾個力的作用？ 【回答】它一共受到四個力的作用，分別是物體的重力，方向豎直向下；地面對它的支持力，方向垂直地面向上，這兩個力的合力為零；水平向右的拉力和水平向左的摩擦力。 【問題】物體所受的合力沿什么方向？大小是多少？ 【回答】物體所受的合力沿物體的運(yùn)動方向即向右，大小等于F－f。 【問題】本題要求計算位移和速度，而我們只會解決勻變速運(yùn)動問題.這個物體的運(yùn)動是勻變速運(yùn)動嗎？依據(jù)是什么？ 【回答】這個物體的運(yùn)動是勻加速運(yùn)動，根據(jù)是物體所受的合力保持不變. 【說明】受力分析圖 【說明】受力分析的圖示

5、對研究這一類問題很有幫助，特別是對一些復(fù)雜的受力分析問題，所以在今后的受力分析的過程中，一定要養(yǎng)成畫受力分析草圖的好習(xí)慣. 解：物體所受的合力沿物體的運(yùn)動方向即向右，大小等于F－f＝6.4 N－4.2 N＝2.2 N. 由牛頓第二定律F=ma可以求出物體的加速度a== =1.1 m/s2 求出了物體的加速度a，由運(yùn)動學(xué)公式就可以求出4 s末的速度v和4 s內(nèi)發(fā)生的位移x v=at=1.1×4 m/s=4.4 m/s，x=at2=×1.1×16 m=8.8 m. 【拓展】在求物體的運(yùn)動過程時，我們是怎樣進(jìn)行處理的？ 【回答】先求出物體的受力情況，根據(jù)物體所受的合力，求出物體的加速度.

6、 【歸納】物體的加速度是聯(lián)系受力情況和運(yùn)動情況的橋梁，因為根據(jù)受力情況可以求出加速度，運(yùn)動情況中也包含加速度。 【總結(jié)】基本思路： （1）確定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析，并畫出物體的受力示意圖； （2）根據(jù)力的合成與分解的方法，求出物體所受的合外力（包括大小和方向）； （3）根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體的加速度； （4）結(jié)合給定的物體的運(yùn)動的初始條件，選擇運(yùn)動學(xué)公式，求出所需的運(yùn)動參量。 【強(qiáng)調(diào)】（1）速度的方向與加速度的方向要注意區(qū)分； （2）題目中的力是合力還是分力要加以區(qū)分。 二、從運(yùn)動情況確定受力 【例題2】一個滑雪的人，質(zhì)量是75

7、 kg，以v0＝2 m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝30°。在t＝5 s的時間內(nèi)滑下的路程x＝60 m.求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。 【分析過程】 【問題】本題屬于哪類力學(xué)問題？ 【回答】本類屬于已知運(yùn)動情況分析物體的受力情況。 【問題】人共受幾個力的作用？各力方向如何？ 【回答】滑雪人受到三個力的作用，人的重力，方向豎直向下；山坡對他的支持力，方向垂直山坡向上；滑雪人受到的阻力，方向沿山坡向上 【問題】它們之中哪個力是待求量？哪個力實際上是已知的？待求力是哪個？人所受的合力沿什么方向？ 【回答】它們中重力和支持力實際上是已知的，待求的力是人受到的

8、阻力.人所受的合力方向沿山坡向下。 【展示】物體的受力分析示意圖 【問題】本題中物體受力方向較為復(fù)雜，物體沿斜面方向勻加速下滑，我們應(yīng)當(dāng)如何建立坐標(biāo)系求合力？ 【回答】沿平行于斜面和垂直于斜面分別建立坐標(biāo)系的x軸和y軸，使合力的方向落在x軸的正方向上，然后求合力比較方便. 解：如圖所示建立坐標(biāo)系，把重力G沿x軸方向和y軸方向進(jìn)行分解，得到： Gx=mgsinθ，Gy=mgcosθ，人沿山坡做的是勻加速運(yùn)動，由運(yùn)動學(xué)公式： x=v0t+at2解出a=，代入數(shù)值得：a＝4 m/s2 根據(jù)牛頓第二定律得：F阻=Gx－ma=mgsinθ－ma 代入數(shù)值得：F阻＝67

9、.5 N. 【總結(jié)】基本思路： （1）確定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析，并畫出物體的受力示意圖； （2）選擇合適的運(yùn)動學(xué)公式，求出物體的加速度； （3）根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體的所受的合外力； （4）根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出所需的力。 【課時小結(jié)】 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了運(yùn)動和力的解題方法：首先要確定研究對象；那么，這個合力是由哪些力合成而來的？必須對物體進(jìn)行受力分析，求合力的方法，可以利用平行四邊形定則或正交分解法。方程右邊是物體的質(zhì)量m和加速度a的乘積，要確定物體的加速度，就必須對物體運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行分析，由此可見，解題的方法應(yīng)從定律本身的表述中去尋找。 在運(yùn)動學(xué)中，我們通常是以初速度的方向為坐標(biāo)軸的正方向；在解決靜力學(xué)的問題時，通常使盡量多的力在坐標(biāo)軸上，在利用牛頓運(yùn)動定律解決問題時，往往需要利用正交分解法建立坐標(biāo)系，列出牛頓運(yùn)動定律方程求解，一般情況坐標(biāo)軸的正方向與加速度方向一致。 【布置作業(yè)】 課本P87 1,2,3,4. 【板書設(shè)計】