高中物理 用牛顿运动定律解决问题（一）教案 新人教版必修2

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1、高中物理用牛顿运动定律解决问题（一）教案新人教版必修2教学目标1、能运用牛顿定律解答一般的动力学问题。2、理解运用牛顿定律解题的基本方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况分析，然后用牛顿定律把两者联系起来。3、理解过程中采取一些有效的方法（建立直角坐标、整体法、隔离法）。应用牛顿运动定律解决动力学的两类基本问题一、教学难点分析问题和解决问题的方法二、课时安排1课时三、三维目标知识与技能1、动力学的两类基本问题及其求解的思路和方法2、掌握受力分析的一般方法，画出受力图，建立直角坐标系过程与方法1、培养学生运用实例总结归纳一般解题规律的能力2、正交分解法、整体法、隔离法的应

2、用3、运用教学工具表达，解决物理问题情感态度与价值观通过牛顿运动定律的应用，提高分析综合能力，灵活运用物理知识解决实际问题。教学过程【导入新课】引导：我国航天工作者能准确预测火箭的发射、升空、变轨。列车的提速、轿车的刹车等一系列的科学问题，这一切都得益于人们对力和运动的研究。今天我们从最简单的两类动力学问题着手。探究这类问题的研究方法。情景导入：多媒体播放“神七问天”。【推进新课】牛顿第二定律确定了运动和力的关系，让我们能够把物体的运动情况与受力情况紧密结合起来，故能在天体运动、车辆的设计等许多基础学科和工程技术中都有广泛的应用。下面我们仅通过一些最简单的例子作介绍。一、

3、已知受力情况，求运动情况如果已知受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度，再利用运动学的规律就可以确定物体的运动情况。例1一个静止在水平地面上的物体。质量是2kg，在5N的水平拉力作用下沿水平方向向右运动，物体与地面间的摩擦力是1N，求物体在3s末的速度和3s内发生的位移？分析：这个问题是已知物体所受的力，求它的速度和位移，即它的运动情况。教师设疑：1.物体受几个力作用，合力是多少，方向怎样？2.该物体所做的运动时匀变速直线运动吗？师生交流讨论：1.对物体进行受力分析，如图物体受四个力作用：重力G，方向竖直向下；地面的支持力N，竖直向上；拉力F，水平向右；摩擦力f，水平向

4、左。竖直方向上没有发生位移，没有加速度。故重力G与地面支持力N大小相等，方向相反，彼此平衡。物体所受合力等于水平的拉力F与摩擦力f的合力，取水平向右的方向为正方向，则合力：F合=F–f=4N，方向水平向右。2.物体原来静止、初速度为0，在恒力的合力作用下产生恒定的加速度，所以物体做初速度为0的匀加速直线运动。解：由牛顿第二定律可知:F–f=maa=(F–f)/ma=(5-1)/2=2m/s2由运动学公式可知：v=at=2*3=6m/ss=½at2=½*2*32=9m讨论交流：运用牛顿运动定律解决已知受力情况求运动情况的一般步骤a.确定研究对象b.对确定的研究对象进行受力分

5、析，画出物体的受力示意图c.建立直角坐标系，在相互垂直的方向上分别应用牛顿第二定律列式Fx=max，Fy=may，求得物体运动的加速度。d.应用运动学的公式求解物体的运动学量注意：受力分析的过程一定按照一定的顺序以免“多力”和“少力”。一般应一重、二弹、三摩擦力、四其他，虽然每一个力可以产生一个加速度，但是理解过程中往往应用的是合外力所产生的加速度，一定要注意正方向的选取和直角坐标系的应用课堂训练如图，一滑块以v0=5m/s的初速度冲上水平地面，滑动摩擦力系数μ=0.2，求滑块能滑行多远？（g=10m/s2）aV解：受力情况如图所示，Fy=N–mg=0………………①Fx=

6、f=ma………………②f=μN………………③N代入数据，联立①②③得：fa=μg=2m/s2该物体作匀减速直线运动Gv02=2ass=v02/2a=6.25m二、已知运动情况求受力情况与第一类问题相反，若知道物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律确定物体所受的外力，这也就是需要解决的第二类问题。例2一个滑雪的人，质量是60kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下。山坡的倾角θ=300，在t=6s的时间内滑下的路程s=48m。求滑雪人受到的阻力？（包括摩擦力和空气阻力）（g=10m/s2）合作探讨：这道题是已知人的运动，求人所受的力。1、受力

7、分析，作出示意图；2、由运动学的关系得到下滑的加速度，求出对应的合力，再由合力求出人受的阻力；3、适当选取坐标系，坐标系的选择，注意两点：①运动正好沿着坐标轴的方向；②尽可能多的力落在坐标轴上GfFNyaF1F2θ解：如图，确定研究对象，进行受力分析，建立如图所示的坐标系，把重力G沿x轴和y轴的方向分解，得到：Gx=mg*sinθGy=mg*cosθ由运动学规律，x=v0t+½at2得a=2(x-v0t)/t2=2m/s由牛顿第二定律F=ma得Fx=Gx-F阻=maFy=N–Gy=0F阻=Gx–ma=mg*sinθ-ma=18