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2019-2020年人教版高中物理必修1 第4章第6節(jié) 用牛頓定律解決問題（一）（教案） 【知識與技能】 1、進(jìn)一步學(xué)習(xí)分析物體的受力情況，并能結(jié)合物體的運動情況進(jìn)行受力分析。 2、掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題的基本思路方法。 3、學(xué)會如何從牛頓運動定律入手求解有關(guān)物體運 動狀態(tài)參量。 4、學(xué)會根據(jù)物體運動狀態(tài)參量的變化求解有關(guān)物體的受力情況。 【過程與方法】 1、培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言表達(dá)、描述物理實際問題的能力。 2、幫助學(xué)生提高信息收集和處理能力，分析、思考、解決問題能力和交流、合作能力。 3、幫助學(xué)生學(xué)會運用實例總結(jié)歸納一般問題解題規(guī)律的能力。 4、讓學(xué)生認(rèn)識數(shù)學(xué)工具在表達(dá)解決物理問題中的作用。 【情感態(tài)度與價值觀】 1、利用我國的高科技成果激發(fā)學(xué)生的求知欲及學(xué)習(xí)興趣。 2、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。 3、初步培養(yǎng)學(xué)生合作交流的愿望，能主動與他人合作的團(tuán)隊精神，敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯誤觀點。 【教學(xué)過程】 ★重難點一、從受力確定運動情況★ 1．為什么加速度可以把受力和運動聯(lián)系起來？ 提示：1.因為在牛頓第二定律中有加速度與力的關(guān)系，而在運動學(xué)公式中有加速度與運動參量的關(guān)系，所以加速度作為“橋梁”，把物體的受力與運動聯(lián)系起來． 2．通常可以用哪些關(guān)系求物體的加速度？ 提示：一是由運動學(xué)的關(guān)系(包括運動公式和運動圖象)，通過初速度、末速度、時間、位移等物理量求加速度；二是通過對物體進(jìn)行受力分析，對這些力進(jìn)行力的合成或正交分解等處理后，根據(jù)牛頓第二定律列方程求解加速度．前者是運動學(xué)的方法，后者是動力學(xué)的方法． ★基本思路 分析物體的受力情況，由牛頓第二定律求出物體的加速度，再由運動學(xué)公式確定物體的運動情況． ★解題的一般步驟 (1)確定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析和運動情況分析，并畫出物體的受力分析圖． (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． 【典型例題】質(zhì)量為、長為的長木板靜止在光滑水平面上；質(zhì)量也為的小滑塊（可看做質(zhì)點），放在長木板的左端，如圖18所示；給小滑塊一水平向右的拉力；當(dāng)取不同值時求解下列問題。（重力加速度為） （1）使滑塊在木板上發(fā)生相對滑動，至少為多大； （2）當(dāng)時，經(jīng)多長時間，力可使滑塊滑至木板的最右端； （3）當(dāng)時，至少作用多長時間后再撤去，最終滑塊可以滑到木板的最右端。 【答案】（1）（2）（3） 【解析】（1）對滑塊、木板整體有： 當(dāng)滑塊與木板間摩擦力達(dá)最大靜摩擦力時，對木板有： 聯(lián)立解得： （2）設(shè)滑塊、木板的加速度分別為a1、a2； 由牛頓運動定律得： 解得：，； 設(shè)經(jīng)t時間，滑塊滑到木板的最右端； 解得： （3）設(shè)經(jīng)t1時間撤去外力F；撤去外力F后，滑塊的加速度為a3； 解得： 設(shè)撤去外力F后，再經(jīng)t2時間，滑塊滑到木板最右端時恰好和木板有相同的速度。 則： 解得： 位移關(guān)系有： 解得： ★重難點二、從運動情況確定受力★ 1．常用的運動學(xué)公式有哪些？ 【提示】　勻變速直線運動速度v隨時間變化的規(guī)律是v＝v0＋at，位移隨時間變化的規(guī)律是x＝v0t＋at2，速度位移關(guān)系式是v2－v＝2ax. 2．由牛頓第二定律只能確定物體受到的合力嗎？ 【提示】　不是．由牛頓第二定律可以先求出物體所受的合力，然后根據(jù)力的合成與分解還可以確定某個分力． ★從運動情況確定受力的分析思路 (1)根據(jù)物體的運動情況，利用運動學(xué)公式求出物體的加速度。 (2)根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的合外力。 (3)結(jié)合受力分析，從而求出未知的力或與力相關(guān)的某些物理量。對物體進(jìn)行受力分析時要善于結(jié)合物體的運動狀態(tài)來確定某個力的有無及其方向，比如彈力、摩擦力是否存在與物體的運動情況有關(guān)，因此要結(jié)合物體的運動狀態(tài)利用假設(shè)法去分析。 ★解題步驟 (1)確定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析和運動過程分析，并畫出受力圖和運動草圖． (2)選擇合適的運動學(xué)公式，求出物體的加速度． (3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求物體所受的合外力． (4)根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出所需的力． 【典型例題】如圖甲所示，質(zhì)量m=4kg的物體在水平面上向右做直線運動。過a點時給物體作用一個水平向左的恒力F并開始計時，選水平向右為速度的正方向，通過速度傳感器測出物體的瞬時速度，所得v-t圖象如圖乙所示。（取重力加速度為10 m/s2）求： (1) 8s末物體離a點的距離 (2)力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ； 【答案】（1）在a點右側(cè)8m處。（2）6N， 0.05 【解析】(1)設(shè)8s末物體離a點的距離為s, s應(yīng)為v-t圖與橫軸所圍的面積 則：，故物體在a點右側(cè)8m處。 (2)設(shè)物體向右做勻減速直線運動的加速度為a1，則由v-t圖得 a1＝2 m/s2 ① 根據(jù)牛頓第二定律，有 ② 設(shè)物體向左做勻加速直線運動的加速度為a2，則由v-t圖得 a2＝1m/s2 ③ 根據(jù)牛頓第二定律，有 ④ 解①②③④得：F=6N， μ=0.05