4.6用牛顿定律解决问题(一)教案

6．用牛顿运动定律解决问题(一)知识纲要导引核心素养目标(1)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．(2)会用牛顿运动定律解决两类动力学问题．(3)应用牛顿运动定律解答实际生活中的问题.知识点一从受力确定运动情况1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来．2．如果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，再通过运动学规律确定物体的运动情况.思考1假设汽车紧急制动后，受到的阻力与汽车所受重力的大小差不多．当汽车以20 m/s的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为多少？提示：F f＝mg由牛顿第二定律得mg＝ma，所以a＝g由v2－v20＝2ax得，x＝－v202×－10m＝20 m知识点二从运动情况确定受力情况1．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求出物体所受的合外力，进而知道物体受到其他力的情况．2．思路流程：思考2行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带．假定乘客质量为70 kg ，汽车车速为90 km/h ，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s ，安全带对乘客的作用力大小约为多少？(不计人与座椅间的摩擦)提示：v 0＝90 km/h ＝25 m/s由v ＝v 0＋at 得，a ＝v 0t ＝255m/s ＝5 m/s 2由F ＝ma 得F ＝ma ＝70×5 N＝350 N (1)力和运动联系的桥梁——加速度． (2)解题基础：受力分析、运动过程分析．核心一根据受力确定运动情况1．解题思路说明：受力分析与运动过程分析是前提，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁．2.根据物体的受力确定物体运动情况的解题步骤：(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，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．从受力情况确定运动情况应注意(1)正方向的选取：通常选取加速度的方向为正方向，与正方向同向的力取正值，与正方向反向的力取负值．(2)方程的形式：牛顿第二定律F＝ma，体现了力是产生加速度的原因，方程式不写成F －ma＝0的形式．(3)单位制：求解时F、m、a采用国际单位制．例1 [2019·江苏连云港高一期末]滑草是近几年流行的一项运动，和滑雪一样能给运动者带来动感和刺激．如图甲为某一娱乐场中的滑草场地，图乙为其示意图，其中斜坡轨道AB长为64 m，倾角为37°，轨道BC为足够长的水平草地．一滑行者坐在滑草盆中自顶端A 处由静止滑下，滑草盆与整个滑草轨道间的动摩擦因数均为0.5，忽略轨道连接处的速率变化及空气阻力，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)滑草者及草盆在AB段的加速度大小：(2)滑到B点时的速度大小；(3)滑草者及草盆在水平轨道上滑行的最远距离．【解析】(1)由牛顿第二定律：mg sin37°－μmg cos37°＝ma1得a1＝2 m/s2.(2)由运动学公式：v2B＝2a1L1得v B＝2×2×64 m/s＝16 m/s.(3)在水平轨道上：μmg＝ma2得a2＝μg＝5 m/s2而v2B＝2a2x得x＝v2B2a2＝25.6 m.【答案】(1)2 m/s (2)16 m/s (3)25.6 m训练1 一个静止在水平地面上的物体，质量是2 kg ，在10 N 的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的动摩擦因数是0.2，g 取10 m/s 2.求：(1)物体在4 s 末的速度； (2)物体在4 s 内发生的位移． 解析：(1)设物体所受支持力为F N ，所受摩擦力为F f ，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得F －F f ＝ma 1①F N ＝mg ②又F f ＝μF N ③联立①②③式得a 1＝F －μmgm④a 1＝3 m/s 2⑤设物体4 s 末的速度为v 1，则v 1＝a 1t ⑥ 联立⑤⑥式得v 1＝12 m/s ⑦ (2)设4 s 内发生的位移为x 1，则x 1＝12a 1t 2 ⑧联立⑤⑧式得x 1＝24 m ⑨ 答案：(1)12 m/s (2)24 m核心二 已知物体的运动情况求受到的力 1．解题思路：2．根据物体运动情况确定物体受力情况的解题步骤：(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出物体的受力图． (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． (3)根据牛顿第二定律列方程求出物体所受的力． (4)根据力的合成和分解方法，求出所需求解的力． 例2某航空公司的一架客机，在正常航线上飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在10 s 内下降1 800 m ，使众多乘客和机组人员受到伤害，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动．(1)求飞机在竖直方向上产生的加速度为多大？(2)试估算质量为65 kg 的乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅． 【解析】 (1)飞机在竖直方向上做匀加速直线运动，由位移公式可以求得飞机的加速度．由位移公式x ＝12at 2得a ＝2x t 2＝2×1 800100m/s 2＝36 m/s 2.(2)飞机上的乘客受到重力和安全带的拉力两个力的作用，根据牛顿第二定律可求得安全带提供的拉力．设安全带提供的拉力为F ，由牛顿第二定律，F ＋mg ＝ma得F ＝m (a －g )＝1 690 N.【答案】 (1)36 m/s 2(2)1 690 N从运动情况确定受力情况应注意(1)方向确定：由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆．(2)题目中求的可能是合力，也可能是某一特定的力，一般先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求解．(3)已知运动情况确定受力情况，关键是对研究对象进行正确的受力分析，先根据运动学公式求加速度，再根据牛顿第二定律求力．训练2 质量为4 kg 的物体在一恒定水平外力F 作用下，沿水平面做直线运动，其速度与时间关系图象如图所示．g 取10 m/s 2，试求： (1)恒力F 的大小；(2)物体与地面间的动摩擦因数μ.解析：由图象可知物体0～2 s 做匀减速直线运动，设加速度大小为a 12 s ～4 s 做反向匀加速直线运动，设加速度大小为a 2.且恒力F 与初速度方向相反．由v ­ t 图象得加速度大小分别为：a 1＝5 m/s 2，a 2＝1 m/s 2由牛顿第二定律得：F ＋μmg ＝ma 1 F －μmg ＝ma 2联立解得：F ＝m a 1＋a 22＝12 N动摩擦因数μ＝a 1－a 22g＝0.2答案：(1)12 N (2)0.21．用30 N 的水平外力F 拉一个静止放在光滑水平面上的质量为20 kg 的物体，力F 作用3 s 后消失，则第5 s 末物体的速度和加速度分别是( )A ．v ＝4.5 m/s ，a ＝1.5 m/s 2B ．v ＝7.5 m/s ，a ＝1.5 m/s 2C ．v ＝4.5 m/s ，a ＝0D ．v ＝7.5 m/s ，a ＝0解析：由牛顿第二定律得加速度a ＝F m ＝3020m/s 2＝1.5 m/s 2，力F 作用3 s 时速度大小为v ＝at ＝1.5×3 m/s＝4.5 m/s ，而力F 消失后，其速度不再变化，物体加速度为零，故C 正确．答案：C2．一个物体在水平恒力F 的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t ，速度变为v ，如果要使物体的速度变为2v ，下列方法正确的是( )A ．将水平恒力增加到2F ，其他条件不变B ．将物体质量减小一半，其他条件不变C ．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增加为原来的两倍D ．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变解析：由运动学公式v ＝at ，当时间加倍速度亦加倍，故D 选项正确． 答案：D3．(多选)如图所示，总质量为460 kg 的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s 2，当热气球上升到180 m 时，以5 m/s 的速度向上匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g ＝10 m/s 2.关于热气球，下列说法正确的是( )A ．所受浮力大小为4 830 NB ．加速上升过程中所受空气阻力保持不变C ．从地面开始上升10 s 后的速度大小为5 m/sD ．以5 m/s 匀速上升时所受空气阻力大小为230 N解析：刚开始竖直上升时，热气球受重力和空气的浮力，热气球的加速度为0.5 m/s 2，由牛顿第二定律可得热气球所受浮力大小为4 830 N ，A 项正确；热气球加速上升过程中所受空气阻力是不断变大的，热气球做加速度减小的加速运动，速度达到5 m/s 所用的时间要大于10 s ，B 、C 均错误；当热气球以5 m/s 匀速上升时，由受力平衡可得热气球所受空气阻力大小为230 N ，D 项正确．答案：AD 4.一间新房要盖屋顶，为了使下落的雨滴能够以最短的时间淌离屋顶，则所盖屋顶的顶角应为(设雨滴沿屋顶下淌时，可看成在光滑的斜坡上下滑)( )A ．60°B ．90°C ．120° D．150°解析：由题意知，雨滴沿屋顶的运动过程中受重力和支持力作用，设其运动的加速度为a ，屋顶的顶角为2α，则由牛顿第二定律得a ＝g cos α.又因房屋的前后间距已定，设为2b ，则雨滴下滑经过的屋顶面长度x ＝b sin α，由x ＝12at 2得t ＝4bg sin2α，则当α＝45°时，对应的时间t 最小，则屋顶的顶角应取90°，B 正确．答案：B5．[2019·山东潍坊高一联考]航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m ＝2 kg ，动力系统提供的恒定升力F ＝28 N ．试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变．g 取10 m/s 2，试飞时，飞行器飞行t 1＝8 s 时达到高度H ＝64 m ．求飞行器所受阻力F f 的大小．解析：飞行器从静止开始做匀加速运动(受力分析如图所示)，设加速度为a 1，则H ＝12a 1t 21.根据牛顿第二定律有F －F f －mg ＝ma 1代入数据得F f ＝4 N.答案：4 N 6.如图所示，一质量m ＝2 kg 的木块静止于水平地面上．现对物体施加一大小为10 N 的水平方向拉力．(g 取10 N/kg)(1)若地面光滑，求物体运动的加速度大小；(2)若物体与地面间动摩擦因数μ＝0.1，求物体的加速度大小和经过2 s 物体的位移大小．解析：(1)据牛顿第二定律，有a ＝F m＝5 m/s 2.(2)对木块受力分析如图所示，根据牛顿第二定律，有F －F f ＝ma ′，又F f ＝μF N ＝μmg。

4.6 用牛顿定律解决问题（一）★新课标要求（一）知识与技能1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。

2、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。

4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。

（二）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、帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。

3、帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。

4、让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。

（三）情感、态度与价值观1、利用我国的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。

2、培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。

3、初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。

★教学重点用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法★教学难点正确分析受力并恰当地运用正交分解法★教学方法创设情景一一导入课题一一实例分析一－实践体验一一交流总结★教学用具：投影仪、多媒体等★教学过程（一）引入新课教师活动：利用多媒体投影播放“神州”5号飞船的升空及准确定点回收情景的实况录像资料，教师提出问题，引导启发学生初步讨论。

学生活动：观看录像，思考老师所提问题，在教师的引导下初步讨论。

点评：通过实际问题的分析激发学生探索的兴趣。

教师活动：提出两个问题让大家思考讨论：l、我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？2、利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？学生活动：学生思考讨论、阅读教材并回答：牛顿第二定律确定了力和运动的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来，从受力情况确定出物体的运动情况。

点评：趁热打铁，设置疑问，激发学生将新问题与所学知识联系挂钩。

教师活动：限于目前的知识水平，我们还不能直接研究上述问题，但我们可以本着由易到难的原则，从最简单的例子入手去探讨运动和力的关系问题的求解思路。

必修一4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）教案必修一4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）教案1.教材分析《用牛顿运动定律解决问题（一）》是人教版高中物理必修一第4章第6节教学内容，主要学习两大类问题：1已知物体的受力情况，求物体的运动情况，2已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

本节内容是对本章知识的提升，又是后面知识点学习的基础。

2.教学目标1.知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。

2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

3.能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析。

4.能根据物体的受力情况推导物体的运动情况。

5.会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。

3.教学重点1.已知物体的受力情况，求物体的运动情况。

2.已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

4.教学难点1.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。

2.正交分解法。

5.学情分析我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。

有些学生对于受力分析及运动情况有一定的基础，但是两者结合起来综合的应用有些困难，需要详细的讲解。

6.教学方法1．学案导学：见后面的学案。

2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习7.课前准备1．学生的学习准备：预习课本相关章节，初步把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

课时安排：2课时8.教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标[学生活动]同学们先思考例题一、例题二，简单的写出解题过程。

[提问]上述两个例题在解题的方法上有什么相同之处？有什么不同之处？在第二个例题中为什么要建立坐标系？在运动学中，我们通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向；在解决静力学的问题时，通常使尽量多的力在坐标轴上，在利用牛顿运动定律解决问题时要建立坐标系与上述的情况相比，有什么不同吗？设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。

集体备课教案5、用2N的水平拉力，正好使木块在水平地面上作匀速直线运动,现用4N的水平拉力使木块在2s内速度从2 m / s增加6m / s,则木块的质量是•6、质量为2 kg的物体，在8N的水平力作用下以10m/s的速度沿粗糙水平而做匀速直线运动，撤去拉力后4秒钟内物体的位移是多少米？7、一个物体从10m长，5m高的斜面顶端自静止开始滑下，设物体与斜血问的动摩擦因数为0.2,求它滑到斜面底端所用的吋间和末速度。

★课余作业1、课后完成课本91页“问题与练习”中的习题。

2、课后你能否用图表的形式具体总结一下两种动力学题目的基本解题思路？点评：布置课外研究作业，发现规律，深入研究，进一步培养学生的归纳总结能力。

板书设计思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。

教学学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

反思集体备课教案教学天平、砂漏、带小孔的矿泉水瓶、三角板、投影仪、台秤. 准备课型课时1安排导入新课实验导入1如图4-7-1所示，找两个完全相同的砂漏，分别放在托盘天平的两个托盘上.调节天平，使两托盘保持平衡，当把左边的一只砂漏倒置后立即放到天平上，在细砂流下的过程你能观察到什么现象.思考一下，看能否找出其中的原因.教学过程图4-7-1 图4-7-2实验导入2将一个矿泉水瓶的底部及瓶的两侧各开儿个细孔，用塞子堵住小孔，向瓶内注入清水.打开塞子，正常悄况下，水就会从小孔内喷射出来，这是水的重力产生的压强对瓶壁作用的结果.如图4-7-2,现在让瓶子从空屮自由下落，则观察到水不再向外喷射，这究竟是什么原因呢？复习导入师生共同回忆：1.力的正交分解法.力合成的平行四边形定则.2. 口rti落体运动的规律\x = -gt22v2 = 2gxv = v0 + at1 2x=v o t + — at匀变速直线运动的规律2v2 - vO2二2ax扣（）+ *） '瞬时性3.牛顿第二定律：F二ma,特点＜矢量性同向性推进新课一、共点力的平衡条件桌上的书、屋顶的灯，虽然都受到力的作用，但都保持静止.火车车厢受到重力、支持力、牵引力、阻力作用，但仍可能做匀速直线运动.如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线状态，我们就说这个物体处于平衡状态.问题1：处于平衡状态的物体有什么特点？物体若受多个共点力保持平衡，应满足什么条件？讨论：（1）处于平衡状态的物体，其状态不发生变化，加速度为0.（2）根据牛顿第二定律F=ma,当物体处于平衡状态时，加速度为0,因而物体所受的合外力F二0.结论：共点力作用下物体的平衡条件是合力为0.问题2：若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中一个力与另外两个力的合力间满足怎样的关系？这个结论是否可以推广到多个力的平衡？讨论：三个力平衡，合外力为零，则其中一个力与另外两个力的合力必定大小相等、方向相反.推广到多个力的平衡，若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的 某一个力一定与英余力的合力大小相等、方向相反.例1课件展示教材中例题、三角形悬挂结构及其理想化 模型.悬挂路灯的一种三角形结构Fi 、F?的大小与（）角有什么关系？图 4-7-3图 4-7-4学生交流讨论，并写岀规范解题过程.课件展示学牛解题过程. 解析：F 】、F2、汕合力为0,则这三个力在x 方向的分矢 量Z 和及y 方向的分矢量Z 和也都为0,即9 =0F2-E1• cos ①Fisin6 -尺3二0②解①②组成的方程儿二一・二二 E2=F I • cos esin 0 sin 0Gtan 6应用拓展：根据解题结果，在此类路灯等的安装过程屮应该注意哪些问题？讨论交流：由公式看出当0很小时,sin （）和tan （）都接近0,几、F2就会很大.对材料强度要求很高，所以钢索的固定点A不能距B太近.但A点过高则材料消耗过多.所以要结合具体情况适当选择0角.课堂训练若利用推论“三个力平衡，则某一个力与其余两个力的合力大小相等、方向相反”解题，则该题如何解决？解析：由平衡条件八、F2的合力与F：,等大反向，即F 二Fs二G由力的矢量三角形的边角关系sin 0F』.tan 0总结：物体受到三个共点力而处于平衡状态，利用推论: 任两个力的合力与笫三个力等大反向，结合力的合成的平行四边形定则可使解题更加简洁明了•受三个以上共点力平衡时多用止交分解法和力的独立作用原理解题.二、超重和失重例2如图4-7-6,人的质量为m,当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力F'是多大？图4-7-6电梯启动、制动时，体重计的读数怎样变化？分析：人受到两个力：重力G和电梯地板的支持力F.地下）的加速度时，它对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）也会大于（或小于）系统的重力，这种现象称为部分超（或失）重现象.（2）物体在超重和失重过程中所受到的重力并没有变化，变化的只是重力产生的作用效果.物体具有向上的加速度时，它的重力产生的效果加强，这就是超重；当物体具有向下的加速度时，它的重力的作用效果减弱，这就是失重；当物体具有向下的大小为g的加速度吋，重力产生的效果完全消失，这就是完全失重现象.做一做人站在体重计上，分别下蹲或起立时，观察体重计示数的变化情况，并解释这种现象.观察与描述图4-7-7下蹲前，体重计的示数等于人的重力；刚开始下蹲时，体重计示数减小；在下蹲结束时，体重计的示数又增加到大于人的重力•最后下蹲完成后，体重计的示数再次与人的重力相等.站立过程中，开始时体重计示数大于人所受到的重力•然后体重计示数再减小，小于人所受到的重力.最后稳定时，体重计示数再次与人的重力相等.讨论交流下蹲前，人处于静止状态，重力和人受到的支持力是一对平衡力，大小相等、方向相反，人对体重计的压力与人受板书设计x=vot+ —at* 1 2=vot gt2=（10X3-— X 10X32） m二一15 m2 2 2负号表示小球在抛出点下方15 m处.答案：-20 m/s -15 m问题：速度与位移均为负值，它们有什么含义呢？讨论与交流：以竖直向上的方向为坐标轴正方向.若速度值为正，则物体速度竖直向上，处于上升过程；相反，若速度值为负，则说明物体方向与正方向相反，处于下降过程•若求得位移值为正值，则此时物体在抛出点Z上某位置处；若求得位移值为负，说明此时物体位于抛出点之下某位置处. 课堂小结牛顿运动定律结合运动学的基本规律，原则上可以解决所有的动力学问题.教材先从平衡状态的定义指出处于平衡状态的物体加速度等于0,然后根据丫顿第二定律推导得出共点力作用下的平衡条件.接着从对牛顿第二定律在竖直方向上的应用的实例中引出超重和失重的概念，并刈•其中的规律和特点作了介绍.最后从动力学的角度重新对落体运动的性质和规律进行研究，使前后知识点融汇贯通，深化对所学知识的理解.布置作业教材第90页“问题与练习” 1、4、5题.教学反思用牛顿定律解决问题（二）1. 平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态共点力的平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为02. 超重和失重（1）超重：物体具有竖直向上的加速度时，对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）。

备课日期课堂类型新授备课累计课题§4.6 用牛顿定律解决问题（－）教标知识与技能1．知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题．2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．3．能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析．4．能根据物体的受力情况推导物体的运动情况．5．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．通过实例感受研究力和运动关系的重要性．2．通过收集展示资料，了解牛顿定律对社会进步的价值．3．培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力．4．帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题的能力和交流、合作能力．5．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．6．让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用．情感、态度价值观1．初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响．2．初步建立应用科学知识的意识．3．培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力．重点1．已知物体的受力情况，求物体的运动情况．2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况．难点1．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．2．正交分解法．教具本教案使用情况授课时间授课班级班级人数缺席人员作业反馈月日第节备注月日第节备注月日第节备注教学过程具体教法教学内容一、引入新课教师活动：利用多媒体投影播放“神州”5号飞船的升空及准确定点回收情景的实况录像资料，教师提出问题，引导启发学生初步讨论。

学生活动：观看录像，思考老师所提问题，在教师的引导下初步讨论。

点评：通过实际问题的分析激发学生探索的兴趣。

教师活动：提出两个问题让大家思考讨论：l、我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？2、利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？学生活动：学生思考讨论、阅读教材并回答：牛顿第二定律确定了力和教学内容运动的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来，从受力情况确定出物体的运动情况。

用牛顿运动定律解决问题（一）［教学目标］一、知识目标1.进一步学习分析物体的受力情况，能结合物体的运动情况进行分析。

2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题。

二、能力目标培养学生的审题能力、分析综合能力和运用数学工具的能力．三、德育目标使学生认识到牛顿定律应用领域的广泛性，体会牛顿定律的伟大性［教学重点］牛顿运动定律与运动学公式的综合运用［教学难点］物体受力和运动状态的分析，处理实际问题时物理情景的建立。

．［课时安排］1课时［教学过程］一、引入新课我们已经学习了牛顿三定律，他们共同构建了牛顿力学体系。

牛顿第二定律揭示了运动和力的内在联系，应用牛顿第二定律即可解答一些力学问题，其应用范围较广。

我们通过以下例题来体会应用牛顿第二定律解题的思路、方法和步骤．二、新课教学1．已知受力情况求解运动情况例题1(投影) 一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在水平方向受到5.0N的拉力，物体跟水平面的滑动摩擦力是2.0N．1)求物体在4.0秒末的速度；2)若在4秒末撤去拉力，求物体滑行时间．(1)审题分析这个题目就是根据已知的受力情况来求物体的运动情况．前4秒内运动情况：物体由静止在恒力作用下做匀加速直线运动，t=4.0s．受力情况：F=5.0N，f=2.0N，G=20N；初始条件：v0=0；研究对象：m=2.0kg．求解4秒末的速度v t．4秒后，撤去拉力，物体做匀减速运动，v t′=0．受力情况：G=20N、f=2.0N；初始条件：v′0=v t，求解滑行时间．(2)解题思路研究对象为物体．已知受力，可得物体所受合外力．根据牛顿第二定律可求出物体的加速度，再依据初始条件和运动学公式就可解出前一段运动的末速度．运用同样的思路也可解答后一段运动的滑行距离．(3)解题步骤(投影)解：确定研究对象，分析过程(画过程图)，进行受力分析(画受力图)．前4秒根据牛顿第二定律列方程：水平方向F-f=ma竖直方向N-G=0引导学生总结解题步骤：确定对象、分析过程、受力分析、画图、列方程、求解、检验结果．(4)讨论：若无第一问如何解？实际第一问的结果是第二问的初始条件，所以解题的过程不变．(5)引申：这一类题目是运用已知的力学规律，作出明确的预见．它是物理学和技术上进行正确分析和设计的基础，如发射人造地球卫星进入预定轨道，带电粒子在电场中加速后获得速度等都属这一类题目．2．已知运动情况求解受力情况例题2(投影) 一辆质量为1.0×103kg的小汽车正以10m/s的速度行驶，现在让它在12.5m的距离内匀减速地停下来，求所需的阻力．(1)审题分析这个题目是根据运动情况求解汽车所受的阻力．研究对象：汽车m=1.0×103kg；运动情况：匀减速运动至停止v t=0，s=12.5m；初始条件：v0=10m/s，求阻力f．(2)解题思路由运动情况和初始条件，根据运动学公式可求出加速度；再根据牛顿第二定律求出汽车受的合外力，最后由受力分析可知合外力即阻力．(3)解题步骤(投影)画图分析据牛顿第二定律列方程：竖直方向 N-G=0水平方向 f=ma=1.0×103×(-4)N=-4.0×103Nf为负值表示力的方向跟速度方向相反．引导学生总结出解题步骤与第一类问题相同．(5)引申：这一类题目除了包括求出人们熟知的力的大小和方向，还包括探索性运用，即根据观测到的运动去认识人们还不知道的物体间的相互作用的特点．牛顿发现万有引力定律、卢瑟福发现原子内部有个原子核都属于这类探索．3．应用牛顿第二定律解题的规律分析(直线运动)题目类型流程如下由左向右求解即第一类问题，可将v t、v0、s、t中任何一个物理量作为未知求解．由右向左求解即第二类问题，可将F、f、m中任一物量作为未知求解．若阻力为滑动摩擦力，则有F-μmg=ma，还可将μ作为未知求解．如：将例题2改为一物体正以10m/s的速度沿水平面运动，撤去拉力后匀减速滑行2.5m，求物体与水平面间动摩擦因数．4．物体在斜向力作用下的运动例题3(投影) 一木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度．解：(投影)画图分析：木箱受4个力，将力F沿运动方向和垂直运动方向分解：水平分力为Fcosθ竖直分力为Fsinθ据牛顿第二定律列方程，竖直方向N-Fsinθ-G=0 ①水平方向Fcosθ-f=ma ②二者联系f=μN ③由①式得 N=Fsinθ+mg 代入③式有f=μ(Fsinθ＋mg)代入②式有 Fcosθ-μ(Fsinθ＋mg)=ma ，得可见解题方法与受水平力作用时相同．三、小结(引导学生总结)1．应用牛顿第二定律解题可分为两类：一类是已知受力求解运动情况；一类是已知运动情况求解受力．2．不论哪种类型题目的解决，都遵循基本方法和步骤，即分析过程、建立图景、确定研究对象、进行受力分析、根据定律列方程，进而求解验证效果．在解题过程中，画图是十分重要的，包括运动图和受力图，这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不可少的步骤．3．在斜向力作用下，可将该力沿运动方向和垂直运动方向分解，转化为受水平力的情形．解题方法相同四、作业布置课后（1）——（6）五、板书设计1、牛顿定律的内容2、牛顿定律的应用：尤其是牛顿第二定律的应用例1 例2例3 例4。

物理知识点高中物理：4.6《用牛顿运动定律解决问题（一）》教案物理知识点高中物理：4.6《用牛顿运动定律解决问题（一）》教案4.6用牛顿运动定律解决问题（一）教学计划教学目标：掌握牛顿运动定律的基本技能和牛顿运动定律在解题中的应用。

3.掌握牛顿运动定律的基本技能和牛顿运动定律在解题中的应用。

4.掌握牛顿运动定律的基本技能和牛顿运动定律的应用教学难点：受力分析，牛顿第二定律在实际问题中的应用教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（两类动力学基本问题）：（1）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．（2）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）．然而，无论是哪种类型，通常都是根据已知的条件得到物体运动的加速度，然后得到问题的答案两类动力学基本问题的解题思路图解如下：由此可见，无论解决什么样的问题，求解加速度都是解决问题的桥梁和纽带，是顺利解决问题的关键。

备注：在我们遇到的问题中，物体的受力条件一般是不变的，即在恒力的作用下，物体以匀速直线运动的方式运动，所以常用的运动学公式是匀速直线运动公式，如牛顿第二定律受力情况第一类问题运动情况另一类问题加速度a运动学公式牛顿第二定律加速度a运动学公式用心爱心专心及物动词？v0？在，s？v0t？122sv？vt2at，vt？v0？2as，v？？0 VT/2等人22。

应用牛顿运动定律解题的一般步骤（1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型.（2）选择研究对象选择的研究对象可以是一个对象，也可以是一个由多个对象组成的整体，可以根据课题的意义和解决问题的需要，依次选择不同的研究对象（3）分析研究对象的受力情况和运动情况.（4）当研究对象上的外力不在一条直线上时：如果对象只受两个力，则合力可以用平行四边形规则计算；如果物体受到更多的力，通常将其正交分解为两个方向，分别计算合力；如果物体沿直线运动，力通常分解为运动方向和垂直运动方向（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算.（6）解方程，测试结果，必要时讨论结果。

4.6用牛顿定律解决问题（一）海安县曲塘中学高丽芳严圣琴【教学目标】1.进一步学习分析物体的受力情况，能结合力的性质和运动状态进行分析.2.理解应用牛顿运动定律解答两类动力学问题的基本思路和方法.3. 会应用牛顿运动定律结合运动学知识求解简单的两类问题.【教学重难点】1．运用牛顿运动定律解决的两类问题．2．运用牛顿运动定律解题的一般步骤．【课时安排】1课时【教学设计】课前预习【预学内容】本节课重点为牛顿定律的应用之一：运动学的两类基本问题．大家先通过以下两个小题来熟悉一下这两类问题．（试试看）1.一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动．物体与地面间的摩擦力是4N．求物体在4s末的速度和4s内的位移.（该题明确了物体的，要求物体的.）2.一个滑雪的人质量是75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°．在t＝5s的时间内滑下的路程x＝50m，求滑雪人受到的阻力．（包括摩擦和空气阻力）（该题明确了物体的，要求物体的.）本节课将重点解决这两类问题：已知物体的受力求物体的运动情况已知物体的运动情况求物体的受力思考？解这两类问题的一般思路是怎样的？联系物体受力和运动的中间桥梁是.【预学疑难】课内互动【新课导入】前面我们学习了牛顿的三个定律，最重要的是牛顿第二定律，本节的主要内容是在对物体进行受力分析的基础上，应用牛顿运动定律和运动学的知识来分析解决物体在几个力作用下的运动问题，首先我们一起研究动力学的两类基本问题.【典例导学】一、动力学的两类基本问题1. 已知物体的受力求物体的运动情况例1．质量为200kg 的货箱放在水平地面上，一工人用大小为1000N 与水平成37°斜末撤去拉力，取g ＝10m/s 2，求：(1)2s 末货箱的瞬时速度大小； (2)撤去拉力后，物体在水平面上继续滑行的距离．[解析] （1）根据物体竖直方向平衡先解出前2s 内物体受到的支持力，再求出物体的摩擦力为350N ；水平方向解出物体的加速度为2.25m/s 2，从而求出2s 末物体的速度为4.5m/s .（2）撤去拉力后，物体受到的支持力等于物体的重力，进而摩擦力也变为500N ，加速度变为0.5m/s 2，根据运动学公式0－v 2=2(－a )x 可求出物体继续滑行的距离为4.05m .【探究讨论】由此题能否总结出解这类问题的一般思路如何，关键在哪里？（1）明确研究对象（2）对研究对象受力分析，求出合力（3）根据牛顿第二定律 ，求出加速度（4）根据运动学公式求解物体的运动情况2. 已知物体的运动情况求物体的受力例2．静止在水平地面上的物体的质量为2 kg ，在水平恒力F 推动下开始运动，4 s 末它的速度达到4m/s ，此时将F 撤去，又经6 s 物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求F 的大小.[解析]本题物体的运动情况是已知的，要求受力.指导学生分析运动情况：物体的整个运动过程分为两段，前4 s 物体做匀加速运动，后6 s 物体做匀减速运动可分别求出两个过程的加速度2211/1/440s m s m t v a ==-=，2222/32/640s m s m t v a -=-=-= 再根据牛顿第二定律列方程1ma F F =-μ，2ma F =-μ可求出水平恒力F 的大小为：N 3.3N )321(2)(21=+⨯=-=a a m F【探究讨论】由此题能否总结出解这类问题的一般思路如何，关键在哪里？（1）明确研究对象（2）对物体受力分析（3）根据物体的运动情况求出物体的加速度（4）根据牛顿第二定律列式求解3．无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清过程是解题的前提，正确分析物体受力情况和运动情况是解题的关键.那么什么是把力和运动联系起来的重要物理量？一般情况求出什么物理量是解决问题的关键呢？【交流提升】例3．木块质量m =8kg ，在F =4N 的水平拉力作用下，沿粗糙水平面从静止开始作匀加速直线运动，经t =5s 的位移s =5m ．取g =10m ／s 2，求：（1）木块与粗糙平面间的动摩擦因数.（2）若在5s 后撤去F ，木块还能滑行多远?【点拨】指导学生分析题目：（1）确定研究对象，分析木块受力情况根据题目什么条件如何求加速度？根据牛顿第二定律求动摩擦因数；（2）撤去F 后，还受什么力？加速度如何？进一步运用运动学公式求出滑行距离.参考答案（1）0.01 （2）20m【探究讨论】根据以上研究请同学们总结出运用牛顿运动定律解两类问题的完整步骤：（1）确定研究对象(在解题时要明确地写出来)（2）全面分析研究对象的受力情况（正确画出受力示意图）（3）全面分析研究对象的运动情况，画出运动过程示意简图(含物体所在位置、速度方向、加速度方向等)．特别注意：若所研究运动过程的运动性质、受力情况并非恒定不变时，则要把整个运动过程分成几个不同的运动阶段详细分析.每个阶段是一种性质的运动.要弄清楚各运动阶段之间的联系(如前一阶段的末速度就是后一阶段的初速度等)（4）利用牛顿第二定律(已知受力情况时)或运动学公式(运动情况已知时)求出加速度.（5）利用运动学公式(在受力情况已知时)或牛顿运动定律(在运动情况已知时)进一步解出所求物理量4．把动力学问题分成上述两类基本问题有其实际重要意义：已知物体受力情况根据牛顿运动定律就可确定运动情况，从而对物体的运动做出明确预见．如指挥宇宙飞船飞行的科技工作者可以根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的速度和位置．如随堂训练1已知物体运动情况确定物体受力情况则包含探索性的应用．如牛顿根据天文观测积累的月球运动资料，发现了万有引力定律就属于这种探索． 如随堂训练2【随堂训练】1．民用客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口和地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上．若机舱口下沿距地面3m，气囊所构成的斜面长度为5m，一个质量60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240N，人滑至气囊底端时速度有多大？【点拨】指导学生读题：（1）抓住该题的关键段落，分析该题属哪一类题型？（2）根据已知条件如何求加速度（a=2m/s2）（3）再由运动学公式求末速度参考答案：4m/s2．某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大垂直气流的作用后，使飞机在10s内高度下降1700m，造成众多乘客和机组人员的受伤。

6 用牛顿运动定律解决问题（一）备课资源关于牛顿的成就牛顿是一名伟大的物理学家，他的研究领域非常广泛，除了在数学、光学、力学等方面做出卓越贡献外，他还曾花费大量精力进行化学实验。

虽然他付出很多，但并没能在化学领域取得和物理、天文相同的显著成就。

原因之一就是当时的各个学科处在不同的发展阶段。

在力学和天文学方面，有伽利略、开普勒、惠更斯等人的努力，牛顿有可能用已经准备好的材料，建立起一座宏伟壮丽的力学大厦。

正象他自己所说的那样“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩上”。

而在化学方面，因为正确的道路还没有开辟出来，牛顿没能找到可以砍伐材料的地方。

对于自己的一生，牛顿在临终前是这样总结的：“我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。

”这当然是牛顿的谦逊。

教学目标一、知识与技能1．知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。

2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

3．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。

二、过程与方法1．通过实例感受研究力和运动关系的重要性。

2．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。

三、情感、态度与价值观1．初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响。

2．初步建立应用科学知识的意识。

3．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1．已知物体的受力情况，求物体的运动情况。

2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

教学难点：1．物体的受力分析及运动状态分析。

2．加速度的应用。

教法方法探究、讲授、讨论、练习。

教学准备多媒体教学设备。

教学过程一、导入新课利用多媒体投影播放“神舟”五号飞船的发射升空及准确定点回收的实况录像资料，学生观看录像，进入情景。

教师提问：科技工作者能准确地预测火箭的变轨、卫星的着地点，他们的依据是什么？学生回答：牛顿运动定律中力和运动的关系，计算得到的。