高中物理 4.5 牛顿第二定律的应用教学设计 粤教版必修1-粤教版高一必修1物理教案VIP免费

4.5牛顿第二定律的应用一．教学目标1.通过牛顿运动定律的应用过程，培养学生分析解决物理问题的能力2.通过学习牛顿第二定律的应用，帮助学生建立并理解正确的力与运动的关系二.教学分析牛顿第二定律的应用是高中阶段的一个重点和难点，是我们解决力学问题的基本手段，牛顿第二定律的考查是每年高考的必考内容。要学好这一节，除了要理解好定律内容外，还要能进行熟练的受力分析。三.教学过程（一）牛顿第二定律内容的回顾1.牛顿第二定律（1）内容：物体的加速度跟所受到的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。（2）公式：F＝ma2.对牛顿第二定律的特点（1）力的作用：物体的加速度是由作用在物体上的合外力引起的，外力的作用是使物体产生加速度，而不是维持速度。（2）同向性：a和F合始终是同方向的。（3）同时性：a和F合是瞬时一一对应关系，同时存在，同时消失，F合变化，a变化，F合不变，a不变。（4）同体性：a和F合必须对应同一个物体。（5）同单位制：国际单位3.力和运动之间的关系由F合＝ma，知：（1）若F合＝恒量，则a＝恒量，物体做匀变速直线运动。（2）若F合变化，则a随着变化，物体做非匀变速直线运动。（3）若F合＝0，则a＝0，物体处于静止或匀速直线运动状态。（二）牛顿第二定律的应用动力学的两类基本问题：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。注意：不论哪类情况，受力分析是关键，加速度是解题的桥梁，思路是：（1）已知受力求运动的相关情况例1.如图所示，质量m＝2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们之间弹力的0.25倍。现对物体施加大小为F＝8N，与水平方向夹角θ＝37°角的斜向上的拉力。已知sin37°＝0.6；cos37°＝0.8。取g＝10m／s2，求物体在拉力作用下5s内通过的位移大小。解：选物体为研究对象，进行受力分析。如图所示：分别沿水平、竖直方向分解（正交分解）有：据＝0，有＋Fsinθ－mg＝0。据＝ma，有Fcosθ－μ＝ma求出a＝1.3m/s2物体做匀变速直线运动，s＝＝16.25m已知受力求运动类问题的解题步骤：①确定研究对象②受力分析，对力进行正交分解，把力分解为沿加速度和垂直于加速度两个方向上的力，垂直于加速度方向上，所有外力的合力为零，沿加速度方向上，所有外力的合力提供加速度，从而根据牛顿第二定律算出加速度。③根据运动学的相关公式得到结果（2）已知运动求力的相关情况解题思路是：例2.一物体正以10m/s的速度沿水平面运动，撤去拉力后，匀减速滑行12.5m停下来，求物体与水平面间的动摩擦因数。解：由－＝2as得a＝－4m/s2根据牛顿第二定律＝ma又根据受力分析知此时＝＝μmg得μ＝＝0.4例2：（牛顿第二定律的应用二第4题）例3．如图14所示，静止在水平地面上的物体质量为2kg，在水平恒力F推动下开始运动，4s末它的速度达到4m/s；此时将F撤去，物体又运动了16m停下图14F来。如果物体与地面间的动摩擦因数不变，(g＝10m/s2)。求：(1)物体与地面间的动摩擦因数；(2)推力F多大?解：选速度方向为正方向（1）撤去力F后，加速度由牛顿第二定律得：代入数据得：（2）有推力F过程，加速度由牛顿第二定律得：得：已知运动求受力类问题的解题步骤：物体的运动情况→运动学公式→加速度→物体的合外力→物体的受力情况由运动学规律求加速度时要特别注意加速度的方向，由加速度的方向就可以确定合外力的方向。注意：不论哪类情况，受力分析是关键，加速度是解题的桥梁，练习1.如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今用一小物体m把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是A.物体从A到B速度越来越大，从B到C速度越来越小B.物体从A到B速度越来越小，从B到C加速度不变C.物体从A到B先加速后减速，从B到C一直减速运动D.物体在B点所受合外力为零