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4.6 用牛顿运动定律解决问题(一) 用牛顿运动定律解决问题( [教学目标] 教学目标] 一、知识目标 1.进一步学习分析物体的受力情况,能结合物体的运动情况进行 分析。 2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛 顿运动定律和运动学公式解决力学问题。 二、能力目标 培养学生的审题能力、分析综合能力和运用数学工具的能力. 三、德育目标 使学生认识到牛顿定律应用领域的广泛性,体会牛顿定律的伟大 性 [教学重点] 教学重点] 牛顿运动定律与运动学公式的综合运用 [教学难点] 教学难点] 物体受力和运动状态的分析,处理实际问题时物理情景的建立。 . [课时安排] 课时安排] 1 课时 [教学过程] 教学过程] 一、引入新课 我们已经
学习了牛顿三定律,他们共同构建了牛顿力学体系。 牛顿第二定律揭示了运动和力的内在联系,应用牛顿第二定律即
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可解答一些力学
问题,其应用范围较广。 我们通过以下例题来体会应用牛顿第二定律解题的思路、方法和 步骤. 二、新课教学 1.已知受力情况求解运动情况 例题 1(投影) 一个静止在水平面上的物体,质量是 2kg,在水平 方向受到 5.0N 的拉力,物体跟水平面的滑动摩擦力是 2.0N. 1)求物体在 4.0 秒末的速度; 2)若在 4 秒末撤去拉力,求物体滑行时间. (1)审题分析 这个题目就是根据已知的受力情况来求物体的运动情况.前 4 秒 内运动情况: 物体由静止在恒力作用下做匀加速直线运动, t=4.0s. 受 力情况:F=5.0N,f=2.0N,G=20N;初始条件:v0=0;研究对象: m=2.0kg.求解 4 秒末的速度 vt.4 秒后,撤去拉力,物体做匀减速 运动,vt′=0.受力情况:G=20N、f=2.0N;初始条件:v′0=vt,求 解滑行时间. (2)解题思路 研究对象为物体.已知受力,可得物体所受合外力.根据牛顿第 二定律可求出物体的加速度, 再依据初始条件和运动学公式就可解出 前一段运动的末速度. 运用同样的思路也可解答后一段运动的滑行距 离. (3)解题步骤(投影)
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解:确定研究对象,分析过程(画过程图),进行受力分析(画受力 图).
前 4 秒 根据牛顿第二定律列方程: 水平方向 F-f=ma 竖直方向 N-G=0
引导学生总结解题步骤:确定对象、分析过程、受力分析、画图、 列方程、求解、检验结果. (4)讨论: 若无第一问如何解?实际第一问的结果
是第二问的初始 条件,所以解题的过程不变. (5)引申: 这一类题目是运用已知的力学规律, 作出明确的预见. 它 是物
理学和技术上进行正确分析和设计的基础, 如发射人造地球卫星 进入预定轨道,带电粒子在电场中加速后获得速度等都属这一类题
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目. 2.已知运动情况求解受力情况 例题 2(投影) 一辆质量为 1.0×103kg 的小汽车正以 10m/s 的速度 行驶,现在让它在 12.5m 的距离内匀减速地停下来,求所需的阻力. (1)审题分析 这个题目是根据运动情况求解汽车所受的阻力.研究对象:汽车 m=1.0×103kg;运动情况:匀减速运动至停止 vt=0,s=12.5m;初始 条件:v0=10m/s,求阻力 f. (2)解题思路 由运动情况和初始条件,根据运动学公式可求出加速度;再根据 牛顿第二定律求出汽车受的合外力, 最后由受力分析可知合外力即阻 力. (3)解题步骤(投影) 画图分析
据牛顿第二定律列方程: 竖直方向 水平方向 N-G=0 f=ma=1.0×103×(-4)N=-4.0×103N
f 为负值表示力的方向跟速度方向相反.
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引导学生总结出解题