高中物理人教大纲版第一册：3.6 牛顿运动定律的应用1.docVIP

六、 牛顿运动定律的应用 从容说课 牛顿运动定律是经典力学的基础，它在科学研究和生产技术中有着广泛的应用，本节课就 两类问题：①已知受力情况求运动情况；②已知运动情况求受力情况； 解题的关键：抓住受力情况和运动情况联系的桥梁——加速度． 解题的思路：受力分析a 运动情况． 本节课的教学目标定位如下： 1．知道应用牛顿第二定律解答的两类主要问题： 2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方 3．能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析． 4．能根据物体的受力情况对物体的运动状态进行判断． 5．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题． 本节课的教学重点定位如下： 应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及解决这两类问题的基本方法． 本节课的教学难点定位如下： 应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法． 本节课采用实例分析法、归纳法和讲练结合法．对物体的受力分析采用分层次、循序渐进 本节课的教学程序安排如下： 复习牛顿三个定律，引入新课一实例探究，总结已知物体的受力情况求运动的方法：由研类比探究总结已知物体运动情况求受力的方法：即从物体的运动情况人手，应用运动学公 求解动力学问题时，常用到力的合成和分解的有关知识，特别是“正交分解法”．在解题中 ① 和有关位移的运算公式： s=v0t+at2 ② 以及和末速度和位移都有关的公式： vt2-v02=2as ③ ［教师］这三个公式是否都要用呢？ ［学生］（回答可能不一）. ［教师］题中给出了哪些和三个公式有关的物理量？ ［学生］运动的时间t,以及隐含的已知条件——物体的初速度：v0=0. ［教师］这样的话，我们就可把上述公式简化为： vt=at ④ s=at2 ⑤ vt2=2as ⑥ 结合已知条件及待求物理量，在上述公式中的第三个公式可能用到吗？为什么？ ［学生］不可能.因为在本公式中本题惟一的已知量t它不含有，而两个未知量又都在该公式当中，所以不可能用到它. ［教师］选定了公式④⑤后，我们考虑一下，应用这两个公式能否求出所求未知量呢？ ［学生］不能. ［教师］为什么呢？ ［学生］在末速度的公式： vt=at 除含有待求未知量vt外，同时还有一未知量a，而在位移的公式： s=at2 除含有位移外，同样含有未知量a. ［教师］那该怎么办呢？ ［学生］想办法去求物体运动的加速度. ［教师］看来加速度是解本题的关键了，怎么样求呢？ ［学生］应用牛顿第二定律：F合=ma. ［教师］同学们为什么会想到要用牛顿第二定律去求加速度呢？ ［学生］因为从本题的已知条件来看，除了知道部分运动物理量外，还知道物体的受力情况，而“力是产生加速度的原因”，而牛顿第二定律正是反映物体受力和运动加速度关系的规律，故选它. ［教师］选定公式后又该怎样去求呢？ ［学生］在牛顿第二定律中，质量是已知量，要求加速度则必先求物体所受合力. ［教师］怎么样去求合力呢？ ［学生］对物体进行受力分析，根据力的合成等知识求物体所受合力. ［教师］那我们就共同来分析物体的受力情况. 根据题中给出的条件知：物体此时共受重力G、支持力FN、拉力F、阻力Ff四个力的作用.(如图示） 这样求出物体所受合力为多少呢？ ［学生］由于物体在竖直方向没有位移，没有加速度，重力G和支持力FN大小相等、方向相反，彼此平衡.物体所受合力等于水平方向的拉力F和滑动摩擦力Ff的合力,若取水平方向右为正，则合力：F合=F-Ff=(6.4-4.2) N=2.2 N ［教师］求出合力就可求得物体的加速度，求得加速度就可求得末速度和位移.那么本题也就得以解决. 引导学生完成本题解题过程 解析：已知：F=6.4 N,Ff=4.2 N,m=2 kg,t=4 s.求：vt=?；s=? 由物体受力分析得：F合=F-Ff=(6.4-4.2) N=2.2 N 根据牛顿第二定律：F合=ma，得：a=F/m=2.2/2 m/s2=1.1 m/s2 由：vt=at,得： vt=1.1×4 m/s=4.4 m/s 由:s=at2,得：s=×1.1×42 m=8.8 m ［教师总结］通过上面的分析可见，应用牛顿运动定律可以来解决：已知物体的受力情况，求物体运动情况的一大类问题.而解决这类问题的一般思路可以表述为： 研究对象受力分析合力F合a运动情况（v、s、t）. 即：由研究对象的受力分析入手，求得它运动的加速度，然后再利用运动学公式去求相关的运动物理量. ［巩固训练］投影片出示