高中物理 4.5 牛顿运动定律的应用教案 新人教版必修第一册-新人教版高一第一册物理教案VIP专享VIP免费

5．牛顿运动定律的应用,知识纲要导引,核心素养目标,物理观念动力学两类基本问题、各种性质力的特点科学思维受力分析、合成法、正交分解法科学探究探究解决动力学问题的基本思路和方法科学态度与责任应用牛顿运动定律和运动学公式解答实际生活中的问题基础导学一、从受力确定运动情况(自学教材第101页“从受力确定运动情况”部分)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，再通过运动学的规律确定物体的运动情况．二、从运动情况确定受力(自学教材第103页“从运动情况确定受力”部分)如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力．【思考】(1)物体的加速度方向就是其运动方向．()(2)同一个物体，其所受合外力越大，加速度越大．()(3)同一个物体，其所受合外力越大，运动越快．()(4)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．()(5)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．()(6)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的．()(7)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的．()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×课堂探究主题一从受力确定运动情况【问题探究】探究点如图所示，一个质量为m的物体从静止开始在斜向上的拉力F作用下，在动摩擦因数为μ的粗糙水平面上加速运动．(1)如何确定物体运动的加速度？(2)如何确定物体某时刻的运动情况？(3)由问题(1)、(2)得到的加速度在分析由受力情况确定运动情况的过程中起到怎样的作用？提示：(1)对物体受力分析如图，根据水平方向的受力情况和牛顿第二定律F合＝ma确定物体的加速度a.(2)根据运动学公式，可确定某时刻运动的v0、x、v、t等．(3)加速度是由物体受力情况确定运动情况的关键，起到了连接的桥梁作用.受力分析时应注意(1)只分析物体受到的力．(2)根据力的产生条件、力作用的相互性及是否有施力物体等确定力是否存在．【探究总结】从受力确定运动情况的分析流程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，方程式的等号左右应该体现出前后因果关系的形式，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．【典例示范】例1如图所示，质量为40kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200N的拉力F作用下，沿水平面由静止开始运动，经过2s撤去拉力F，雪橇与地面间动摩擦因数为0.20.g取10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.求：(1)刚撤去拉力时雪橇的速度v的大小．(2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离x.图1图2解析：(1)对雪橇受力分析如图1：竖直方向：FN1＋Fsin37°＝mg，且Ff1＝μFN1由牛顿第二定律：Fcos37°－Ff1＝ma1由运动学公式：v＝a1t1，解得：v＝5.2m/s.(2)撤去拉力后，受力如图2，雪橇的加速度a2＝μg根据－v2＝－2a2x，解得：x＝6.76m.答案：(1)5.2m/s(2)6.76m,方法技巧,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等．训练1[2019·江苏连云港高一检测]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64m，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10m/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：mgsin37°－μmgcos37°＝ma1得a1＝2m/s2.(2)由运动学公式：v＝2a1L1得vB＝m/s＝16m/s.(3)在水平轨道...