4.5牛顿运动定律的应用—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册课件

1 第5节 牛顿运动定律的应用

教材分析：

《牛顿运动定律的应用》是《普通高中物理课程标准（2017年版）》必修课程必修1模块中“相互作用与运动定律”主题下的内容。课程标准要求为：“理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活种的有关现象、解决有关问题。”《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程标准的解读为：“理解牛顿第一定律、第二定律、第三定律，能用这三个定律分析解决现实情境中的有关问题。在用牛顿运动定律解决问题的教学中，要重视让学生体会用牛顿运动定律解决问题的思路，逐步形成运动与相互作用观念，以牛顿运动定律为知识载体，提升物理素养水平。”

教材将牛顿运动定律的应用分为两种类型：一是从受力确定运动情况，即受力已知的条件下，判断出物体的运动状态或求出物体的速度或位移。求解基本思路是：分析受力→求出合力→利用牛顿第二定律求加速度→利用运动学公式求出速度或位移。二是从运动情况确定受力。基本思路是：分析运动学情况→由运动学公式求出加速度→分析受力→利用牛顿第二定律列方程求解力。加速度是联系运动和力的的桥梁和纽带，求解加速度是解决运动和力问题的基本思路，要对物体正确地进行受力分析和运动过程分析。

学情分析：

学生学习了三个牛顿运动定律，在第二章对匀变速运动的规律有较为熟练的应用，对于各种力的规律都有了较深的认识，能够对物体进行受力分析，画出受力示意图，求解合力，这些都为本节利用牛顿运动定律，求解运动和力的问题打下知识基础。学生的数学运算能力有了较大提高，学生能够更快、更熟练地进行定量计算。学生通过本节两类典型问题的解决，形成基本的解决问题思路，能够更深刻的认识运动和力的关系，形成运动和相互作用观念。

教学目标：

1.学生能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体的受力情况确定物体的运动情况、已知物体的运动情况确定物体的受力情况。

2.学生掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来。

1 4.5 牛顿运动定律的应用

教学目标：

1.知识与能力：知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题；掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法；能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析；能根据物体的受力情况推导物体的运动情况；会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题．

2.过程与方法：通过实例感受研究力和运动关系的重要性；通过收集展示资料，了解牛顿定律对社会进步的价值；培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力；帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题的能力和合作能力；帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题规律的能力．

3.情感态度与价值观：初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响；初步建立应用科学知识的意识；培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力．

教学重点：已知物体的受力情况，求物体的运动情况；已知物体的运动情况，求物体的受力情况

教学难点：物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用；正交分解法．

教学过程：

一、导入新课：

列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢？

二、讲授新课：

1、从受力确定运动情况

【教师提问】动力学的两类基本问题？

【教师总结】

2

【教师提问】从受力确定运动情况是怎样界定的？

【学生回答】已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。

【教师提问】基本思路是什么？

【学生回答】先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。

【教师提问】解题步骤是怎样的？

【师生总结】

(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析， 并画出物体的受力分析图。

(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，求出所需的物理量——任意时刻的速度，任意时间内的位移，以及运动轨迹等。

第1页，总6页 牛顿运动定律的运用

（连接体、临界问题、板块问题、传送带）

一、单选题

1．如图，在水平地面的平板小车上放一质量m=2kg的滑块，滑块与车上右侧挡板同连接水平的轻弹簧，小车在水平向右的力作用下以a=1m/s2的加速度做匀加速运动，运动过程中弹簧处于压缩状态，弹力为1N，滑块与小车保持相对静止，现减小外力使小车的加速度逐渐减小到零，则

A．弹簧的弹力逐渐减少

B．滑块受到的摩擦力保持不变

C．当小车加速度为零时，滑块不受摩擦力作用

D．滑块与小车仍保持相对静止

2．如图所示，木块A质量为1kg，木块B的质量为3kg，叠放在水平地面上，AB间最大静摩擦力为1N，B与地面间摩擦系数μ=0.1，重力加速度g=10m/s2，现用水平力F作用于B，则保持AB相对静止的条件是F不超过（ ）

A．6N B．7N C．8N D．9N

3．如图所示，上表面粗糙、倾角θ=37的斜面体放在光滑的水平地面上，一物块静止在斜面体上。现给斜面体一水平向左的推力F，发现无论F多大，物块均能与斜面体保持相对静止。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6，cos37=0.8，则物块与斜面体间的动摩擦因数μ应满足的条件为（ ）

A．43 B．43 C．34 D．34

4．如图所示，质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面，最后竖直向上匀加速运动，不计空气阻力，在三个阶段的运动中，线上的拉力大小( )

A．由大变小 B．由小变大

C．由大变小再变大

D．始终不变且大小为112mmmF 第2页，总6页 5．如图所示，质量均为m＝3kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k＝100N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上。开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块B在水平外力F作用下向右做a＝2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为μ＝0.5，g＝10m/s2．则物块A、B分离时，所加外力F的大小，物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间t分别为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）

鼎尚

高中物理学习材料

（鼎尚**整理制作）

【重要知识点搜索】：动力学的两类基本问题

【我会做】：（对我来说，这也太简单了，小菜一碟,看看课本彻底解决。）

1．分析物体的受力情况的能力。关于力和运动有两类基本问题：一类是已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；另一类是已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。通过本节教材的学习，要求能从物体受力情况确定物体的运动情况，能从运动情况确定物体受力情况。

2．培养综合运用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题的能力。具体地说有以下两种情形：

（1）已知物体受力情况确定运动情况：在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态（即求出物体运动的速度和位移），处理这类问题的基本思路是：先分析物体的受力情况，求出合外力．根据牛顿第二定律（F=ma）求出加速度，再利用运动学的有关公式求出速度和位移．

（2）已知物体的运动情况确定受力情况：解答这类问题时，应首先分析清楚物体的运动情况，由物体的速度和位移、运动时间等物理量根据运动学公式求出物体的加速度，然后在分析物体受力情况的基础上，利用牛顿第二定律（F=ma）列出方程求力．

3．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

应用牛顿第二定律解题的一般步骤如下

（1）灵活选取研究对象．

（2）将研究对象提取出来，分析物体的受力情况并画受力示意图，分析物体的运动情况并画运动过程简图。

（3）利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。通常用正交分解法：建立正交坐标，并将有关矢量进行分解。取加速度的方向为正方向，题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之取负值。

（4）列出方程并求解，检查答案是否完整、合理。

应用牛顿第二定律解题的一般思路可用以下的流程图表示： 鼎尚

无论是已知受力情况求解运动情况，还是已知运动情况求解受情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁，解决这类问题进行正确的受力分析和运动过程分析是关键，要养成用画受力图和运动草图的方法来理解题意的习惯。