牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用復(fù)習(xí)課

1、牛運(yùn)定的用習(xí)高物 程菊教分力和物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題直動(dòng)力學(xué)研究的基本問(wèn)題們對(duì)它的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè) 漫長(zhǎng)的過(guò)程到頓用他的三定律對(duì)這一類問(wèn)題作出了精確的解決頓由此奠定了經(jīng) 典力學(xué)的基礎(chǔ)牛三定律成為學(xué)乃至經(jīng)典物理學(xué)中最基本重要的定律牛頓第一定 律解決了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題頓二定律確定了運(yùn)動(dòng)和力的定量關(guān)系頓第三定律確 定了物體間相互作用力遵循的規(guī)律力學(xué)所要解決的問(wèn)題由兩部分組成部是物體運(yùn) 動(dòng)情況一分是物體與周圍他物體的相互作用力的情況頓二定律恰好為這兩部 分的鏈接提供了橋梁應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中階段最為常見的有兩類基本問(wèn)題類已知 物體的受力情況要求確定出物的運(yùn)動(dòng)情況一類是已經(jīng)知道物體的運(yùn)動(dòng)情況要求

2、確 定物體的受力情況要決這兩問(wèn)題對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析是前提頓二定律 則是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因?yàn)樗沁\(yùn)動(dòng)與力聯(lián)系的橋梁教重應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題教難動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題的分析解決方法課安1 課三目1知識(shí)與技能（1）知道動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)，掌握求解這兩類基本問(wèn)題的思路和基本方法 （2）進(jìn)一步認(rèn)識(shí)力的概念，掌分析受力情況的一般方法，畫出研究對(duì)象的受力圖 2過(guò)程與方法（1）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)例總結(jié)歸一般解題規(guī)律的能力（2）會(huì)利用正交分解法在相互直的兩個(gè)方向上分別應(yīng)用牛頓定律求解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 （3）掌握用數(shù)學(xué)工具表達(dá)、解物理問(wèn)題的能力3情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)牛頓第二定律的應(yīng)用，提高分析綜合能力，靈

3、活運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題教學(xué)過(guò)程導(dǎo)新情境導(dǎo)入利用多媒體播放“神舟”五號(hào)飛船的發(fā)射升空、“和諧號(hào)”列車高速前進(jìn)等錄像資 料如圖甲、乙所示引導(dǎo)我科技工作者能準(zhǔn)確地測(cè)火箭的升空軌列的再一次大提速節(jié)約了很 多寶貴的時(shí)間“縮短”了城市的距離一切都得益于人們對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的研究我們現(xiàn) 在還不能研究如此復(fù)雜的課題讓們從類似較為簡(jiǎn)單的問(wèn)題入手一這類問(wèn)題的研 究方法a a 推新牛頓第二定律確定了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系們能夠把物體的運(yùn)動(dòng)情況與受力的情況聯(lián)系 起來(lái)因它天體運(yùn)動(dòng)的研究輛的設(shè)計(jì)等許多基礎(chǔ)學(xué)科和工程技術(shù)中都有廣泛的應(yīng) 用由于我們知識(shí)的局限，這里只通過(guò)一些最簡(jiǎn)單的例子作介紹一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況如果已知物體的受力情況

4、由頓第二定律求出物體的加速度通運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律 就可以確定物體的運(yùn)動(dòng)情況例 一靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是 2 kg， 6.4 N 的水平拉力作用下沿水平 方向向右運(yùn)動(dòng)物體與地面間的摩擦力是 4.2 ，物體在 s 末的速度和 4 s 內(nèi)生的位 移分析：這個(gè)問(wèn)題是已知物體受的力，求它的速度和位移，即它的運(yùn)動(dòng)情況教師設(shè)疑：1物體受到的合力沿什么方向大小是多少？2這個(gè)題目要求計(jì)算物體的速和位移，而我們目前只能解決勻變速運(yùn)動(dòng)的速度和位 移物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？師生討論交流：1對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖物體受力的圖示物體受到四個(gè)力的作用：重力 ，方向豎直向下；地面對(duì)物體的支持力 F ，直上；拉力 F ，

5、水向右；摩擦力 F 水平向左物體在豎直方向上沒(méi)有發(fā)生位移，沒(méi)有加速度， 所以重力 G 支持力 大相等、方向相反，彼此平衡，物體所受合力等于水平向的拉力 F 與擦力 的力取水平向右的方向?yàn)檎较?，則合力F F 2.2 N方向水 平向右2物體原來(lái)靜止，初速度為 0，恒定的合力作用下產(chǎn)生恒定的加速度，所以物體做 初速度為 的勻速直線運(yùn)動(dòng)解：牛頓第二定律可知，F(xiàn) F m2.2a2m/s1.1 m/s求出了加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出 s 末的度和 4 s 內(nèi)生的位移v1.14 m/s4.4 m/s1 1x at 1.116 m8.8 2 2討論交流以解題過(guò)程中結(jié)一下運(yùn)用牛頓定律解決由受力情況確定運(yùn)動(dòng)情

6、況的一般步驟（2）受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的鏈點(diǎn)是牛頓第二定律，在運(yùn)用過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ 參考運(yùn)牛頓定律解決由受力況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況大致分為以下步驟研究對(duì)象對(duì)確定的研究對(duì)進(jìn)行受力分析，畫出物體的受力示意圖立直角坐 標(biāo)系在互垂直的方向上分別用牛頓第二定律列式 ma .求得物運(yùn)動(dòng)的加 y速度）用運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式求解物體的運(yùn)動(dòng)學(xué)量0 0 3受力分析的過(guò)程中要按照一的步驟以避免“添力”或“漏力”一般是先場(chǎng)力， 再接觸力，最后是其他力即一重、二彈、三摩擦、四其他再者每一個(gè)力都會(huì)獨(dú)立地產(chǎn)生 一個(gè)加速度是題過(guò)程中往應(yīng)用的是合外力所產(chǎn)生的合加速度就牛頓第二定律 是一矢量定律，要注意正方向的選擇和直角坐標(biāo)系的應(yīng)用課

7、堂訓(xùn)練（課件展示）如圖所示自由下落的小球接觸豎直放置的彈簧開始到彈簧壓縮到最大程度的過(guò)程 中，小球的速度和加速度的變化情況是（ A加速度變大，速度變小B加速度變小，速度變大C加速度先變小后變大，速度變大后變小D加速度先變小后變大，速度變小后變大解：球接觸彈簧后受豎直向下的重力和豎直向的彈力，其中重力為恒力 接觸開始階段，彈簧形變較小，重力大于彈力，合力方向向下，故加速度方向也向下，加速 度與速度方向相同因小球做速運(yùn)動(dòng)隨著彈簧形變量的增加，彈力不斷增大，向下的 合力逐漸減小，小球加速度也逐漸減小當(dāng)彈力增大到與重力相等時(shí)，小球加速度等于 0.由小球具有向下的速度，仍向下運(yùn) 動(dòng)小球繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程

8、彈力大于重力合外力方向變?yōu)樨Q直向上小球加速度也向 上且逐漸增大與度方向相反小球速度減小直到將彈簧壓縮到最大形變量，速度變 為 答：二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力與第一種情況過(guò)程相反若已經(jīng)知道物體的運(yùn)動(dòng)情況據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速 度就以由牛頓第二定律確定物體所受的外力學(xué)所要解決的又一方面的問(wèn)題例 一滑雪的人，質(zhì)量 50 ， v 2 m/s 的速度沿山坡加速滑下，山坡 傾角 30，在 t5 s 的間內(nèi)滑下的路程 60 ，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦 和空氣阻力合作探討：這個(gè)題目是已知人的運(yùn)動(dòng)情況，求人所受的力應(yīng)該注意三個(gè)問(wèn)題：滑雪人受到的力1分析人的受力情況，作出受示意圖然后考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：滑雪的人

9、共受到幾 個(gè)力的作用？這幾個(gè)力各沿什么方向？它們之中哪個(gè)力是待求的力實(shí)際上是已知的？2根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系得到下滑速度，求出對(duì)應(yīng)的合力，再由合力求出人受的阻力 3適當(dāng)選取坐標(biāo)系坐標(biāo)系的擇，原則上是任意的，但是為了解決問(wèn)題的方便，選擇時(shí)一般根據(jù)以下要求選取運(yùn)正好沿著坐標(biāo)軸的方向可多的力落在坐標(biāo) 軸上如有可能，待求的未知力盡量落在坐標(biāo)軸上，不去分解解：圖，受力分析建立如圖坐標(biāo)系，把重力 G 沿 x 軸 y 的方向分解，得到求滑雪人受到的阻力G mgsinG mgcos與山坡垂直方向，物體沒(méi)有發(fā)生位移，沒(méi)有加速度，所以 與持力 大相等、方 向相反，彼此平衡，物體所受的合力 等 G 與阻 的力 由于沿山坡

10、向下的方向?yàn)檎较颍院狭?，合力的方向沿山坡向下，使滑 1雪的人產(chǎn)生沿山坡向下的加速度人加速度可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律求得 22( t ata4 m/s根據(jù)牛頓第二定律 maG F xF sin 代入數(shù)值后，得 N.答：67.5 結(jié)合兩種類型中兩個(gè)例題的解題過(guò)程，總結(jié)出用牛頓定律解題的基本思路和解題步驟： 1選定研究對(duì)象，并用隔離法研究對(duì)象隔離出來(lái)2分別對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分和運(yùn)動(dòng)情況分析，并作出其受力圖3建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，選定正向，正交分解4根據(jù)牛頓第二定律分別在兩正交方向上列出方程5把已知量代入方程求解，檢結(jié)果的正確性課堂訓(xùn)練（課件展示）1一個(gè)物體的質(zhì)量 0.4 ，以初速度 30 豎直向上拋

11、出，經(jīng)過(guò) 2.5 s物體上升到最高點(diǎn)知物體上升過(guò)程中所受到的空氣阻力大小恒定物上升過(guò)程中所 受空氣阻力的大小是多少？解：物體向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 a，以初速度方向?yàn)檎较?因?yàn)?a ， tv所以 = 0 =12 m/st對(duì)小球受力分析如圖，由牛頓第二定律合合ff=（）=0.4（129.8）N=0.88 N.答：0.88 2如圖所示，光滑地面上，水力 F 拉動(dòng)車木塊一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，小車的質(zhì)量 為 木的質(zhì)量為 m.設(shè)加速度小為 木塊與小車之間的動(dòng)擦因數(shù)為 則在這個(gè)過(guò) 程中大木塊受到的摩擦力大小是（ mAmg Bma C Fma解：是一道根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求物體受力情的典型習(xí)題中涉

12、及兩個(gè)物體題 干中的已知量又比較多對(duì)類目，要注意選取好研究對(duì)象兩者無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)之 的摩擦力只能是靜摩擦力因而滑動(dòng)摩擦力公式 fmg 不再適用A 選項(xiàng)錯(cuò)誤以木塊 為研究對(duì)象靜擦力產(chǎn)生其動(dòng)的加速度 F 再由頓第三定律可知 B 選項(xiàng)F確車為研究對(duì)象fMaMa 選也正確體為研究對(duì)象 a ，MmF再代入 f 可得 .故 C 選也正確答：BCD例 如，人的質(zhì)量為 ，當(dāng)電梯以加速度 a 加上升時(shí)，人對(duì)地板的壓力 F是多大？電梯啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)怎樣變化？分析：人受到兩個(gè)力：重力 G 電梯地板的支持力 F.地板對(duì)人的支持力 F 與人地板 的壓力 F是一對(duì)作用力和反作用力根據(jù)牛頓第三定律，只要求出 就知道

13、 .電梯靜止時(shí)，地板對(duì)人的支持力 F 與所受的重力 G 等，都等于 .當(dāng)電梯加速運(yùn)動(dòng) 時(shí)，這兩個(gè)力還相等嗎？根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出方程出幾個(gè)力之間及它們與加速度之間的關(guān)系個(gè)題就 解決了解：向上的方向?yàn)檎较?，根?jù)牛頓第二定律寫出關(guān)于支持力 、重力 G、質(zhì)量 、 加速度 a 的方FF m（）人對(duì)地板的壓力 F與地板對(duì)人支持力 F 的大相等，即 Fm（討論：當(dāng)電梯加速上升（或減速下降）時(shí)a0，（g）mg，人對(duì)電梯地板的壓 力比人受到的重力大超重現(xiàn)象物對(duì)支持物的壓（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象為 超重現(xiàn)象超重現(xiàn)象產(chǎn)生的條件：物體具有豎直向上的加速度，即做加速上升或減速下降運(yùn)動(dòng) 當(dāng)電梯加速下

14、降（或減速上升）時(shí)，加速度向下，（）.人對(duì)電梯地板的壓力比重力小失重現(xiàn)象物對(duì)支持物的壓（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象為 失重現(xiàn)象失重現(xiàn)象產(chǎn)生的條件：物體具有豎直向下的加速度，即做加速下降或減速上升運(yùn)動(dòng) 如果物體以大小等于 g 的速度豎直下落，則 m（），物體對(duì)支持物、懸掛物完全沒(méi)有作用力，好像完全沒(méi)有重力作用，這種狀態(tài)是完全失重狀態(tài)特別提示當(dāng)統(tǒng)中的一部物體具有向上（或向下）的加速度時(shí)，它對(duì)支持物的 壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┮矔?huì)大于（或小于）系統(tǒng)的重力，這種現(xiàn)象稱為部分超（或失） 重現(xiàn)象（2）物體在超重和失重過(guò)程中受到的重力并沒(méi)有變化，變化的只是重力產(chǎn)生的作用 效果物具有向上的加速度時(shí)它的重力產(chǎn)生的效果加強(qiáng)就是超重當(dāng)體具有向下 的加速度時(shí)它的重力的作用效減弱這是失重當(dāng)體具有向下的大小為 g 的加速度 時(shí)，重力產(chǎn)生的效果完全消失，這就是完全失重現(xiàn)象課小本節(jié)課主要講述了動(dòng)力學(xué)中的兩類基本問(wèn)題知力情況求解運(yùn)動(dòng)情況已 知運(yùn)動(dòng)情況求物體受力情況過(guò)對(duì)例題的分析解決過(guò)程結(jié)出這兩類基本問(wèn)題的解決方 法、思路和一般解題步驟布作教材第 87 頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”1、2、3 題板書設(shè)計(jì)6 用頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（一）一、從受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況 例 二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況 例 總結(jié)：加速度是連接動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁活動(dòng)與探究課題：牛頓運(yùn)