高中物理 第四章 第5节 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

第5节牛顿运动定律的应用核心素养物理观念科学思维科学态度与责任1.能结合物体的受力情况，确定物体的运动情况。2.能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析。掌握应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题的基本思路和方法。能运用牛顿运动定律和运动学规律分析生产、生活、科技中的问题。知识点两类基本问题1.从受力确定运动情况：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。2.从运动情况确定受力：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。[思考判断](1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向。(√)(2)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。(×)(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。(√)(4)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。(×),核心要点根据受力情况确定运动情况[观察探究]玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，如果滑梯的倾角为θ，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ，滑梯长度为L，怎样求小孩滑到底端的速度和需要的时间？答案首先分析小孩的受力，利用牛顿第二定律求出其下滑的加速度，然后根据公式v2＝2ax和x＝at2即可求得小孩滑到底端的速度和需要的时间。[探究归纳]1.问题界定：根据物体受力情况确定运动情况，指的是在物体的受力情况已知的条件下，判断出物体的运动状态或求出物体的速度和位移等物理量。2.解题思路[试题案例][例1]如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定斜面底端有一质量m＝1.0kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25。现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F＝10N，方向平行于斜面向上。经时间t＝4.0s绳子突然断了(已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，g取10m/s2)，求：(1)绳断时物体的速度大小；(2)从绳子断后物体沿斜面上升的最大位移。解析(1)物体向上运动过程中，受拉力F、斜面支持力FN、重力mg和摩擦力Ff，如图甲所示，设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有：F－mgsinθ－Ff＝ma1又Ff＝μFN，FN＝mgcosθ解得：a1＝2.0m/s2则t＝4.0s时物体的速度大小v1＝a1t＝8.0m/s(2)绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a2，受力如图乙所示。根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有：mgsinθ＋Ff＝ma2Ff＝μFN，FN＝mgcosθ，代入数值联立解得a2＝8.0m/s2。做匀减速运动的位移为x2＝＝4.0m答案(1)8.0m/s(2)4.0m方法点拨解题步骤(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)根据力的合成法或分解法(一般采用正交分解法)，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。列方程时注意正方向的选取(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需求的运动学量——位移和速度等。[针对训练1]如图所示，一个质量为4kg的物体以v0＝12m/s的初速度沿着水平地面向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，物体始终受到一个水平向右、大小为12N的恒力F作用(g取10m/s2)，求：(1)开始时物体的加速度大小和方向；(2)5s末物体受到地面的摩擦力大小和方向；(3)5s末物体的速度大小和方向。解析(1)物体受到向右的滑动摩擦力，受力分析如图甲所示，Ff＝μFN＝μmg＝8N。设物体的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：F＋Ff＝ma，即a＝＝5m/s2，方向水平向右。(2)物体减速到零所需的时间t＝＝s＝2.4s，由于F＞Ff，故物体速度减为零后改为向右的匀加速运动，2.4s后摩擦力仍为滑动摩擦力Ff，大小为8N，方向水平向左。(3)2.4s后物体的受力情况如图乙所示，加速度a′＝＝1m/s2，方向水平向右。则5s末的速度v＝a′t′＝1×(5－2.4)m/s＝2.6m/s，方向水平向右。答案(1)5m/s2方向水平向右(2)8N方向水平向左(3)2.6m/s方向水平向右核心要点根据运动情况确定受力情况[要点归纳]1.问题界定根据物体运动情况确定受力情况，指的是在物体的运动情况(如物体的运动性质、速度、加速度或位移)已知的条件下，要求得出物体所受的力。2.解题思路3.解题步骤(1)确...