牛顿运动定律的案例分析训练二

初中物理教学案例详解一百例

1. 重力

案例1-1：重力的概念

问题描述：请解释重力的概念，并说明重力是如何影响物体的。

解答：重力是地球或其他天体对物体施加的一种吸引力。在地球表面，所有物体都受到地球重力的作用。重力的方向总是竖直向下。物体的质量越大，受到的重力也就越大。重力对物体的作用表现为使物体受到向下的拉力，使物体沿着重力方向加速下落。

案例1-2：重力加速度

问题描述：请解释重力加速度的概念，并说明重力加速度是如何随高度变化的。

解答：重力加速度是指在重力作用下，物体在单位时间内速度增加的大小。在地球表面附近，重力加速度大约为9.8 m/s²。重力加速度随着高度的增加而减小，因为地球的引力随着距离的增加而减弱。在地球表面附近，重力加速度的变化可以忽略不计，但在高空或宇宙空间中，重力加速度的值会有明显的变化。

2. 运动和力学

案例2-1：直线运动

问题描述：请解释直线运动的概念，并说明直线运动的特点。

解答：直线运动是指物体在一条直线上进行的运动。直线运动可以分为匀速直线运动和变速直线运动。匀速直线运动是指物体在相等时间间隔内通过的路程相等，速度不变。变速直线运动是指物体在相等时间间隔内通过的路程不相等，速度发生变化。直线运动的特点是运动轨迹为直线，速度和加速度的变化规律简单。

案例2-2：抛体运动

问题描述：请解释抛体运动的概念，并说明抛体运动的条件。

解答：抛体运动是指在重力作用下，物体进行的运动。抛体运动的条件是物体必须具有初速度，且只受到重力的作用。抛体运动可以分为斜抛运动、平抛运动和竖直抛运动。斜抛运动是指物体在水平方向和竖直方向都具有初速度的运动。平抛运动是指物体在水平方向具有初速度，竖直方向没有初速度的运动。竖直抛运动是指物体在竖直方向具有初速度，水平方向没有初速度的运动。抛体运动的特点是运动轨迹为抛物线，速度和加速度的变化规律复杂。

3. 能量和动力学

案例3-1：动能和势能

陕西省宝鸡市扶风县美阳高级中学沪科版高一物理必修1导学案设计：5.4牛顿运动定律案例分析（无答案）

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课题 5.4牛顿运动定律案例分析

教学目标 知识与技能：1.学会应用牛顿运动定律解决两类动力学问题。

2.学会结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析。

过程与方法：掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

情感态度价值观：培养学生运动牛顿运动定律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和重要的解题方法的灵活选择和运用。

2. 正交分解法。

学 习 过 程

自主探究：

牛顿第二定律确定了 和 的关系，使我们能够把物体的 与受力情况联系起来．由此产生了牛顿运动定律的两类基本问题，即： 和 。

合作探究一：已知物体的运动情况求物体的受力情况（求力的大小和方向）

案例一

一火车质量m＝3102.1 t，发车后做匀加速直线运动，2 min内速度达到54 km/h，若运动中阻力恒为车重的0.05倍，求机车的牵引力。

[基本思路]：

（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图；

（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，求出物体的所受的合外力；

（4）根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。

解：

当堂检测1.如图所示，质量为0.5kg的物体在与水平面成030角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做匀加速直线运动， 经过0.5m的距离速度由0.6m/s变为0.4m/s， 已知物体与桌面间的动摩擦因数μ＝0.1， 求作用力F的大小。

《用牛顿运动定律解决问题》 讲义

一、牛顿运动定律概述

牛顿运动定律是经典力学的基础，由艾萨克·牛顿在 1687 年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出。牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。

牛顿第一定律，也称为惯性定律，其内容为：任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。这一定律揭示了物体具有惯性这一本质属性。

牛顿第二定律指出：物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。其数学表达式为 F ＝ ma，其中 F 表示合外力，m 表示物体的质量，a 表示加速度。

牛顿第三定律阐明：两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。

二、运用牛顿运动定律解决问题的一般步骤

1、 确定研究对象

在解决问题时，首先要明确我们所研究的对象。这可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统。

2、 进行受力分析 画出研究对象的受力示意图，分析物体受到哪些力的作用，并确定每个力的大小和方向。

3、 建立坐标系

根据问题的特点，选择合适的坐标系，通常可以选择直角坐标系或自然坐标系。

4、 列方程求解

根据牛顿第二定律 F ＝ ma，在所选坐标系中列出方程。如果涉及多个物体，还需要考虑牛顿第三定律。

5、 解方程并得出结论

求解方程，得到所需的物理量，如加速度、速度、位移等，并对结果进行分析和讨论。

三、常见问题类型及解决方法

1、 已知受力情况求运动情况

这类问题中，已知物体所受的力，要求出物体的运动状态，如加速度、速度、位移等。

例如，一个质量为 m 的物体，受到水平向右的拉力 F 作用，已知物体与地面间的摩擦力为 f，求物体的加速度。

首先，对物体进行受力分析，物体受到水平向右的拉力 F、水平向左的摩擦力 f。合力 F 合 ＝ F f。 根据牛顿第二定律 F 合 ＝ ma，可得 a ＝ （F f) ／ m 。

宜川中学2018届高一年级潜能班物理学案（5） 卓越的人一大优点是：在不利与艰难的遭遇里百折不饶。

- 1 - 潜能班专用牛顿第二定律的案例分析(二）

编写：赵燕 贺德旺 审核：贺德旺

包科领导签字：

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【学习目标】

1.知道什么是连接体与隔离体，怎样区分内力和外力；

2.学会连接体问题的分析方法，并用牛顿运动定律和运动学公式解决简单问题。

【重点、难点】应用整体法和隔离法解答有关问题

【学习指导】

一、连接体与隔离体

两个或两个以上物体相连接组成的物体系统，称为连接体。如果把其中某个物体隔离出来，该物体即为隔离体。

二、外力和内力

如果以物体系为研究对象，受到系统之外的作用力，这些力是系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力。

应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。如果把物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转换为隔离体的外力。

三、连接体问题的分析方法

1.整体法：连接体中的各物体如果有相同的加速度，求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用牛顿第二定律列方程求解。

2.隔离法：如果要求连接体间的相互作用力，必须隔离其中一个物体，对该物体应用

求解，此法称为隔离法。

3.整体法与隔离法是相对统一，相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题，但如果这两种方法交叉使用，则处理问题就更加方便。如当系统中各物体有相同的加速度，求系统中某两物体间的相互作用力时，往往是先用整体法求出加速度，再用隔离法求两物体间的相互作用力。

【自主学习——问题导学】

1. 什么是连接体、隔离体？

2. 怎样区分外力和内力？

3．连接体问题的一般怎样分析？有哪些方法？ 宜川中学2018届高一年级潜能班物理学案（5） 卓越的人一大优点是：在不利与艰难的遭遇里百折不饶。

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【合作探究一—突破疑难】