人教版高一物理必修一学案：4.6牛顿运动定律的应用一正式版

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高中物理：4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》教案1(新人教版必修1)

4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）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.本节在前两节探究和总结牛顿第二定律的基础上，结合日常生活中出现的问题，展示了用牛顿第二定律解决实际力学问题的基本思路和方法.将问题类型分为两类，这两类问题正是从牛顿第二定律的表达式F=ma所涉及的F和a 开始的，F代表物体的受力情况，a代表物体的运动学参量，由等式左边可以求出右边，也可以由等式的右边求出左边，即可以根据物体的受力情况确定物体的运动情况，也可以根据物体的运动情况确定物体的受力情况.因此牛顿第二定律是联系力和运动的桥梁，反映着力和运动的定量关系.加速度与力、质量的关系是客观存在的，它反映了自然界的规律.已知受力情况和初始条件——物体的位置和速度，就可以求出以后任何时刻物体的位置和速度.这在人们头脑中形成了“机械决定论”.受力分析和运动过程分析是解决动力学的前提.找到加速度是解题的突破口，因此，解题时应抓住“加速度”这个桥梁不放，确定过渡方向.学习中要通过具体问题的分析，熟练掌握解题思路，提高自己解决实际问题的能力.通过这一节的教学，应当熟悉用牛顿第二定律的公式解题.为了求得合外力，要应用力的合成或分解的知识；为了求得加速度，要应用运动学的知识.本节课在高中物理中的地位非常重要，应该加以强化，练习的选择应该根据学生的实际情况，做到循序渐进，重在落实知识的应用，培养学生正确分析问题的方法.三维目标知识与技能1.知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题.2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法.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推导物体的运动情况.5.会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题.过程与方法1.通过实例感受研究力和运动关系的重要性.2.通过收集展示资料，了解牛顿定律对社会进步的价值.3.培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力.4.帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题的能力和交流、合作能力.5.帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题规律的能力.6.让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用.情感态度与价值观1.初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响.2.初步建立应用科学知识的意识.3.培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力.教学重点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.教学难点1.物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用.2.正交分解法.教具准备多媒体教学设备.课时安排2课时教学过程［新课导入］利用多媒体投影播放汽车的运动，行星围绕太阳运转，“神舟”五号飞船的发射升空及准确定点回收情景、导弹击中目标的实况录像资料.学生观看录像，进入情景师：我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨、卫星的着地点，他们靠的是什么？生：牛顿运动定律中力和运动的关系.师：利用我们已有的知识是否也能研究这一类问题？生：不能，因为这样一类问题太复杂了，应该是科学家的工作.师：一切复杂的问题都是由简单的问题组成的，现在我们还不能研究如此复杂的运动，但是我们现在研究问题的方法将会对以后的工作有很大的帮助.我们现在就从类似的较为简单的问题入手，看一下这一类问题的研究方法.［新课教学］一、从受力情况分析运动情况师：大家看下面一个例题.多媒体投影展示例题，学生分析讨论，尝试解决例题：一个静止在水平地面上的物体，质量是2 kg，在6.4 N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动.物体与地面间的摩擦力是4.2 N.求物体在4 s末的速度和4 s内的位移.师：本题研究对象是谁？生：本题的研究对象是在水平面上运动的物体.师：它共受几个力的作用？生：它一共受到四个力的作用，分别是物体的重力，方向竖直向下；地面对它的支持力，方向垂直地面向上，这两个力的合力为零；水平向右的拉力和水平向左的摩擦力.师：物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？生：物体所受的合力沿物体的运动方向即向右，大小等于F－f＝6.4 N－4.2 N＝2.2 N.师：本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题.这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？生：这个物体的运动是匀加速运动，根据是物体所受的合力保持不变.师：经分析发现该题属于已知受力求运动呢，还是已知运动求受力呢？生：是已知受力情况求物体的运动情况.师：通过同学们的分析，在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程.多媒体显示学生的受力分析图（如图4－6－1）图4－6－1师：受力分析的图示对研究这一类问题很有帮助，特别是对一些复杂的受力分析问题，所以同学们在今后的受力分析的过程中，一定要养成画受力分析草图的好习惯.投影展示学生的解题过程解：由牛顿第二定律F=ma可以求出物体的加速度a== =1.1 m/s2求出了物体的加速度a，由运动学公式就可以求出4 s末的速度v和4 s内发生的位移x v=at=1.1×4 m/s=4.4 m/s，x=at2=×1.1×16 m=8.8 m.师：在求物体的运动过程时，我们是怎样进行处理的？生：先求出物体的受力情况，根据物体所受的合力，求出物体的加速度.师：对，物体的加速度是联系受力情况和运动情况的桥梁，因为根据受力情况可以求出加速度，运动情况中也包含加速度.师：如果把例题中的条件变化一下，力F的方向变为斜向上30°，那么此时物体的加速度应该怎样求解？生1：根据牛顿第二定律：a== m/s2=0.45 m/s2.师：他计算的对不对.生2：不对.因为当物体所受的拉力方向发生变化时，物体对地面的压力也随之变化，同时物体与地面间的摩擦力也将发生变化，摩擦力应该比刚才情况下要小.师：这位同学分析得非常好，大家一定要注意的是当一个力发生变化时，看它的变化会不会影响其他力的变化.大家把这个问题的具体结果做出来.【课堂训练】1.把变化条件后的例题结果做出来.2.质量为2 kg的物体，置于水平光滑平面上，用16 N的力与水平面成30°角斜向上或斜向下加在这个物体上，求两种情况下物体的加速度大小之比是___________.二、从运动情况确定受力多媒体展示例2一个滑雪的人，质量是75 kg，以v0＝2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°.在t＝5 s的时间内滑下的路程x＝60 m.求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）.师：本题属于哪类力学问题？生：本类属于已知运动情况分析物体的受力情况.师：人共受几个力的作用？各力方向如何？生：滑雪人受到三个力的作用，人的重力，方向竖直向下；山坡对他的支持力，方向垂直山坡向上；滑雪人受到的阻力，方向沿山坡向上.师：它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是已知的？待求力是哪个？人所受的合力沿什么方向？生：它们中重力和支持力实际上是已知的，待求的力是人受到的阻力.人所受的合力方向沿山坡向下.师：画出物体的受力分析示意图，写出具体的解题步骤.多媒体展示学生的受力示意图（如图4－6－2）图4－6－2师：本题中物体受力方向较为复杂，物体沿斜面方向匀加速下滑，我们应当如何建立坐标系求合力？大家讨论一下这个问题.学生讨论，投影展示学生答案生：沿平行于斜面和垂直于斜面分别建立坐标系的x轴和y轴，使合力的方向落在x轴的正方向上，然后求合力比较方便.师：具体的解答过程是什么？生：如图所示建立坐标系，把重力G沿x轴方向和y轴方向进行分解，得到：G x=mg sinθ，G y=mg cosθ，人沿山坡做的是匀加速运动，由运动学公式：x=v0t+at2解出a=，代入数值得：a＝4 m/s2根据牛顿第二定律得：F阻=G x－ma=mg sinθ－ma代入数值得：F阻＝6７.5 N.师：（总结）1.两题都需画受力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式，画受力图是重要的解题步骤.不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度，而例2先用运动学公式求加速度.2.例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐标系后，就可以用G x和G y代替G，使解题方便.3.因为加速度的方向就是物体所受合外力的方向，所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来很大方便.【课堂训练】一个空心小球从距离地面16 m的高处由静止开始落下，经2 s小球落地，已知球的质量为0.4 kg，求它下落过程中所受空气阻力多大？（取g=10 m/s2）分析与解答：以空心小球为研究对象，根据它的运动情况可知，其下落时加速度大小为：a==8 m/s2<g说明小球在下落过程中受到向上的空气阻力作用，小球的受力情况如图4－6－3所示.依据牛顿第二定律可知：mg－f=ma图4－6－3所以小球所受空气阻力大小为：f＝mg－ma＝0.8 N.说明：（1）这是一道已知物体的运动情况，确定物体的受力情况的习题.（2）本题可根据需要加一问：若小球落地后竖直向上反弹到6 m高度，设空气阻力大小不变，则小球反弹上升的时间为多少？反弹的初速度为多少？所加这一问属于第一类问题，且注意此时空气阻力方向向下.（3）物体的运动路径是竖直方向的直线，如各类竖直方向的抛体运动往往要考虑空气阻力（空气阻力总是与运动方向相反）；又如升降机内随升降机一起变速上升和下降的物体的运动，这时会出现超重、失重现象.［小结］1.总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速地对研究对象进行受力分析.2.强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3.根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，不可能在一节课中就把这类问题解决好了，应该着重放在基本问题的分析和基本思路的掌握上.4.思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木，学生素质的培养就成了镜中花，水中月.［课外训练］1.一物块从粗糙斜面底端，以某一初速度开始向上滑行，到达某位置后又沿斜面下滑到底端，则物块在此运动过程中A.上滑时的摩擦力小于下滑时的摩擦力B.上滑时的加速度小于下滑时的加速度C.上滑时的初速度小于下滑时的末速度D.上滑时的时间小于下滑时的时间2.静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力F作用后开始运动.F随时间t变化的规律如图4－6－4所示，则下列说法中正确的是图4－6－4A.物体将一直朝同一个方向运动B.物体将做往复运动C.物体在前2 s内的位移为零D.第1 s末物体的速度方向发生改变3.如图4－6－5所示，当车厢向前加速前进时，物体M静止于竖直车厢壁上.当车厢的加速度增大时图4－6－5A.静摩擦力增大B.车厢竖直壁对物体的弹力增大C.物体M仍相对于车静止D.物体的加速度也增大4.钢球在很深的油槽中由静止开始下落，若油对球的阻力正比于其速率，则球的运动是A.先加速后减速最后静止B.先加速运动后匀速运动C.先加速后减速最后匀速D.加速度逐渐减小到零5.如图4－6－6所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.（取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）图4－6－6（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；（2）求悬线对球的拉力.参考答案1.D2.A3.BCD4.BD5.解析：小球和车厢这两个物体相对静止，表明同一瞬时具有相同的速度和加速度，可以根据小球的状态分析受力情况，确定小球的加速度，即车厢的加速度，从而来确定车厢的运动情况.求出车厢的加速度后，还要注意车厢的运动方向有两种可能.（1）球和车厢相对静止，它们的运动情况相同，由于对球的受力情况知道得较多，故应以球为研究对象.球受两个力作用：重力m g和线的拉力F，由于球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动，故其加速度沿水平方向，合外力沿水平方向，作出平行四边形如图4－6－7所示.球所受的合外力为F合=mgtan37°.由牛顿第二定律F合=ma可求得球的加速度为a= =g tan37°=7.5 m/s2，加速度方向水平向右.由此可判断车厢可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动.图4－6－7（2）由图4－6－7可得，线对球的拉力大小为F== N=12.5 N.说明：通过此题进一步体验加速度在联系物体受力情况和运动情况中所起的桥梁作用.［布置作业］教材第91页问题与练习.板书设计5 用牛顿运动定律解题活动与探究探究活动的主题：牛顿运动定律的适用条件.牛顿运动定律虽然是一个伟大的定律，但它也有自己适用的条件.通过对其适用条件的了解，使学生进一步完整地掌握这个规律，并且为参考案例：牛顿运动定律的适用范围17世纪以来，以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展，在科学研究和生产技术上得到了极其广泛的应用，取得了巨大的成就.这一切不仅证明了牛顿运动定律的正确性，甚至使有些科学家认为经典力学已经达到十分完善的地步，一切自然现象都可以由力学来加以说明，过分地夸大了经典力学的作用.但是，实践表明，牛顿运动定律和所有的物理定律一样，只具有相对的真理性.1905年，著名的美籍德国物理学家爱因斯坦（1879～1955）提出了研究匀速相对运动体系的狭义相对论，引起了物理学的一场巨大革命.他指出，经典力学中的绝对时空观并不是直接从观察和实验中得出的.实际上时间、空间和观察者是相对的.根据相对论原理，物体的质量也不是恒定不变的，而是随着物体运动状态的变化而变化.1916年爱因斯坦又发表了研究加速相对运动的广义相对论.运用这些理论所得出的结论和实验观察基本一致.这表明：对于接近光速的高速运动的问题，经典力学已不再适用，必须由相对论力学来研究.经典力学可以看作是相对论力学在运动速度远小于光速时的特例.从20世纪初以来，原子物理学发展很快，发现许多新的物理现象（如光子、电子、质子等微观粒子的波粒二象性）无法用经典力学来说明.后来，在普朗克（1858～1947）、海森堡（1901～1976）、薛定谔（1887～1961）、狄拉克（1902～1984）等物理学家的努力下创立了量子力学，解决了经典力学无法解决的问题.因此经典力学可以看作是量子力学在宏观现象中的极限情况.总之，“宏观”“低速”是牛顿运动定律的适用范围.。

高中物理必修一教案-4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)7-人教版

牛顿运动定律的应用（一）知识与技能目标（1）能用牛顿运动定律解答一般动力学问题（2）理解运用牛顿定律解题的基本方法，即首先对研究对象进行受力分析和运动情况分析，然后用牛顿定律把二者联系起来（3）在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的办法，比如如何建立恰当的坐标系进行解题等过程与方法：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力．情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯教学重点：物体的受力分析；应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路．教学难点：物体的受力分析；如何正确运用力和运动关系处理问题教学方法:五步教学法,多媒体辅助教学本节处理思想: 牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律，是动力学的基础；本节是力的知识，运动学知识和牛顿运动定律分析解决动力学问题的一般思路和方法，为学生学好整个物理学奠定基础。

通过例题变式学生探究，培养学生发散思维和合作学习的能力，通过例题示范让学生学会画受力分析图和过程示意图，培养学生分析物理情景构建物理模型的能力。

问题探究培养学生主动自主学习，受到科学方法的训练，养成积极思维，解题规范的良好习惯,以提高全体学生的科学素质.教学过程:1、创设情景，引入新课（约1分钟）日常生活中为了安全，高速公路上行驶的汽车之间，保持必要的距离，安全距离是怎样确定的？航天技术中指挥神舟飞船的科学工作者是怎样确定飞船在任意时刻的位置和速度。

这些都将应用本节所学知识2、新课教学（约35分钟）动力学两类问题：①已知物体受力的情况，确定物体运动情况②已知物体的运动情况，确定物体受力情况一: 已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等（课件展示）处理这类问题的基本思路是：（学生思考回答，后展示）先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。

例1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。

高中物理 4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)学案新人教版必修

高中物理 4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）学案新人教版必修4、6用牛顿运动定律解决问题(一)学习目标:1、知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。

2、掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

3、会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。

学习重点: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。

学习难点:1、物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用。

2、正交分解法。

【预习案】(一)、知识点导读牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来。

应用牛顿运动定律解决的问题主要可分为两类。

1、动力学两类基本问题：①已知受力，确定物体的运动情况。

②已知运动情况，确定物体的受力。

2、解决两类问题的关键：抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度，应用牛顿第二定律和运动学公式联立方程求解。

3、应用牛顿运动定律解题的基本步骤：①确定研究对象，分析其受力情况和运动情况②求加速度a F=ma(若已知物体受力情况) 运动学公式(若已知物体运动情况)③求受力情况或运动情况注意：在解题过程中若需要建立直角坐标系，则一般选取沿a和垂直a的方向为x轴和y轴，则有 Fx=ma Fy=0(二)、经典例题例一、一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。

物体与地面间的摩擦力是4N。

求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。

例二、一个滑雪者，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30，在t＝5s的时间内滑下的距离x＝60m，求滑雪者受到的阻力（包括摩擦力和空气阻力）。

【训练案】1、一质量为ｍ的物体以初速度v0冲上一倾角为θ的光滑固定斜面，则下列说法正确的是（）A、物体做匀减速运动，其加速度的大小为gsinθB、物体以速度v0匀速运动C、物体从斜面底端上升到最高点所用时间为D、物体沿斜面上升的最大高度为v02／2g2、如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c 处释放(初速为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则()A、t1<t2<t3B、t1>t2>t3C、t3>t1>t2D、t1＝t2＝t35、如图所示，人站在自动扶梯上不动，扶梯以加速度a上升，人的质量为ｍ扶梯倾角为θ，求人受到的支持力和摩擦力、。

高中物理必修一教案-4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)6-人教版

课题：用牛顿运动定律解决问题（一）教材分析本节课在高中物理中的地位非常重要，内容是建立在探究和总结牛顿第二定律的基础上结合实例，展示运用牛顿第二定律解决问题的过程和方法，学这节课有以下作用：（1）知道用牛顿运动定律解决的两类力学问题。

（2）学会解决这两类问题的基本思路和方法。

（3）进一步加强受力分析和运动分析的能力。

（4）帮助学生提高信息收集和处理的能力，分析、思考、解决问题的能力和交流、合作的能力。

学情分析学生已经学习了牛顿运动定律和运动学的基本规律，已经具备了进一步学习求解动力学问题的知识基础。

同时，高中学生思维活跃，关心生活，对物理规律和现实生活的联系比较感兴趣。

但学生可能遇到解题思路不清晰，解答过程不规范，运算能力有待提高等问题。

所以应该教会学生如何形成清晰的解题思维以及规范书写解题过程。

教学目标知识与技能1．知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。

2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

3．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。

过程与方法1．通过实例感受研究力和运动关系的重要性。

2．培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。

3．帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题规律的能力。

情感态度与价值观1．初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响。

2．初步建立应用科学知识的意识。

3．培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。

教学重点用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

教学难点正确受力分析并恰当地运用正交分解法。

教学方法讲授，小组讨论，多媒体辅助教学。

教学资源PPT课件。

教学过程（一）引入：播放神舟十号的发射视频提出问题：为什么我国科技工作者能够比较准确的预测和控制火箭的发射和运行？教师提出：首先得益于我国综合国力的强大。

此外我们知道牛顿第二定律定量的确定了力和运动关系，如果把物体的受力情况和运动情况联系起来，就能解决实际问题了。

考虑到我们目前知识的局限性，本节课通过一些简单的例子做些介绍。

新人教版高中物理必修一4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》学案

4.6用牛顿运动定律解决问题(一)[目标定位] 1.明确动力学的两类基本问题.2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．一、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就可以确定物体的运动情况．二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力．想一想:如图461所示为某次真空实验中用频闪照相机拍摄到的金属球与羽毛在真空中下落时的照片，由照片可以看出，在真空中金属球与羽毛的下落运动是同步的，即它们有相同的加速度．问题:根据牛顿第二定律，物体的加速度与其质量成反比，羽毛与金属球具有不同质量，为何它们的加速度相同呢？图461答案牛顿第二定律中物体的加速度与其质量成反比的前提是合力不变．本问题中真空中羽毛及金属球都是只受重力作用，故根据牛顿第二定律a＝Fm知，它们的加速度均为自由落体加速度g.一、从受力确定运动情况1．基本思路首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析，把题中所给的情况弄清楚，然后由牛顿第二定律，结合运动学公式进行求解．2．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，以及运动时间等．已知物体的受力情况――→F ＝ma 求得a ，错误!求得x 、v 0、v 、t.例1图462楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F ＝10 N ，刷子的质量为m ＝0.5 kg ，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数μ为0.5，天花板长为L ＝4 m ，取sin 37°＝0.6，试求:(1)刷子沿天花板向上的加速度；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．解析 (1)以刷子为研究对象，受力分析如图设向上推力为F ，滑动摩擦力为F f ，天花板对刷子的弹力为F N ，由牛顿第二定律，得(F －mg)sin 37°－μ(F －mg)cos 37°＝ma代入数据，得a ＝2 m /s 2.(2)由运动学公式，得L ＝12at 2代入数据，得t ＝2 s答案 (1)2 m /s 2 (2)2 s借题发挥 (1)正确的受力分析是解答本类题目的关键．(2)若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简便一些；若物体受三个或三个以上的力作用时，要正确应用正交分解法求加速度．针对训练一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg ，受水平拉力F ＝6 N 的作用从静止开始运动，已知物体与平面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体2 s 末的速度及2 s 内的位移．(g 取10 m /s 2)解析物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F 和滑动摩擦力，则根据牛顿第二定律得F －f ＝ma ，又f ＝μmg联立解得，a ＝1 m /s 2.所以物体2 s 末的速度为 v ＝at ＝1×2 m /s ＝2 m /s2 s 内的位移为 x ＝12at 2＝2 m .答案 2 m /s 2 m二、从运动情况确定受力1．基本思路首先从物体的运动情况入手，应用运动学公式求得物体的加速度a ，再在分析物体受力的基础上，灵活利用牛顿第二定律求出相应的力．2．解题步骤(1)确定研究对象；对研究对象进行受力分析，画出力的示意图；(2)选取合适的运动学公式，求得加速度a ；(3)根据牛顿第二定律列方程，求得合力；(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力已知物体运动情况――→匀变速直线运动公式a ――→F ＝ma 物体受力情况．例2 我国《侵权责任法》第87条“高空坠物连坐”条款规定:建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害，难以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加害的建筑物使用人给予补偿．近日，绵阳一小伙就借助该条款赢得了应有的赔偿．假设质量为5.0 kg 的物体，从离地面36 m 高处，由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经3 s 落地．试求:(1)物体下落的加速度的大小；(2)下落过程中物体所受阻力的大小．(g 取10 m /s 2)解析 (1)物体下落过程中做初速度为零的匀加速运动，根据公式h ＝12at 2可得:a ＝2h t 2＝8 m /s 2.(2)根据牛顿第二定律可得mg －f ＝ma ，故f ＝mg －ma ＝10 N .答案 (1)8 m /s 2 (2)10 N图463针对训练如图463所示，水平恒力F＝20 N，把质量m＝0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6 m．木块从静止开始向下作匀加速运动，经过2 s到达地面．求:(1)木块下滑的加速度a的大小；(2)木块与墙壁之间的滑动摩擦系数．(g取10 m/s2)解析(1)木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2 s到达地面，由位移时间公式得，H＝1 2at2解得a＝2Ht2＝3 m/s2.(2)木块下滑过程受力分析如右图:竖直方向，由牛顿第二定律有:G－f＝ma 水平方向:由平衡条件有:F＝Nf＝μN联立解得μ＝m（g－a）F＝0.21.答案(1)3 m/s2(2)0.21三、多过程问题分析1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．联系点:前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等．2．注意:由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．图464例3冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼．如图464所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝0.8 m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面．人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求:(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；(2)人在离C点多远处停下？解析(1)人在斜坡上下滑时，受力如图所示设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mg sin θ－F f ＝ma F f ＝μF N垂直于斜坡方向有F N －mg cos θ＝0由匀变速运动规律得L ＝12at 2 联立以上各式得a ＝g sin θ－μg cos θ＝4 m /s 2t ＝2 s .(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用．设在水平面上人减速运动的加速度为a′，由牛顿第二定律得μmg ＝ma′设人到达C 处的速度为v ，则由匀变速运动规律得下滑过程:v 2＝2aL水平面上:0－v 2＝－2a′x 联立以上各式解得x ＝12.8 m .答案:(1)2 s (2)12.8 m图465针对训练质量为m ＝2 kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图465所示的力F ，F ＝10 N ，θ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t 1＝10 s 后撤去力F ，再经一段时间，物体又静止．(g 取10 m /s 2)则:(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？解析 (1)当力F 作用时，物体做匀加速直线运动，撤去F 时物体的速度达到最大值，撤去F 后物体做匀减速直线运动．(2)撤去F 前对物体受力分析如图甲，有:F sin θ＋F N 1＝mgF cos θ－F f ＝ma 1F f ＝μF N 1x 1＝12a 1t 21。

高中物理必修一教案-4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)9-人教版

4.6 用牛顿定律解决问题（一）教案★新课标要求（一）知识与技能1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。

2、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。

4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。

（二）过程与方法1、培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。

2、帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。

3、帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。

4、让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。

（三）情感、态度与价值观1、利用我国的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。

2、培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。

3、初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。

★教学重点用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法★教学难点正确分析受力并恰当地运用正交分解法★教学方法创设情景一一导入课题一一实例分析一－实践体验一一交流总结★教学用具：投影仪、多媒体等★教学过程（一）引入新课教师活动：利用多媒体投影播放超速与交通事故实况录像资料，激发学生的兴趣.教师提出问题，超速是交通事故频发的一个重要的原因,交警如何判定是否超速呢?学生思考点播-----刹车线,教师活动: 交警如何利用刹车线来判断汽车有无超速呢?通过这节课学习后,最后再来解决这个问题.点评：通过实际问题的分析激发学生探索的兴趣。

教师活动:展示两个题题1:一个静止在水平地面上的物体，质量为2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。

物体与地面间的摩擦力是4.2N。

求物体在4s末的速度和4s内发生的位移？题2:一个静止在水平地面上的物体，质量为2kg，在一个水平向右的拉力作用下向右运动，物体与地面间的摩擦力为4.2N，4s后物运动的位移为8.8m，求拉力的大小？学生活动：第一步：要求学生读题思考两个问题：1、两题目中关于情景的描述有什么相同点和不同点。

物理：4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》精品学案(人教版必修1).pdf

第6节用牛顿运动定律解决问题(一)交通警察在处理交通事故时，有时会根据汽车在路面上留下的刹车痕迹及汽车轮胎与地面的动摩擦因数，来判断发生事故前汽车是否超速．请同学们思考一下，如何应用运动学知识并结合牛顿运动定律来分析和判断呢？利用牛顿运动定律来处理两类基本问题1．求解两类动力学基本问题的示意图2．应用牛顿运动定律的基本思路(1)灵活选取研究对象．(2)将研究对象提取出来，分析物体的受力情况并画受力示意图，分析物体的运动情况并画运动过程简图．(3)利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度．通常用正交分解法建立直角坐标系，并将有关矢量进行分解，取加速度的方向为正方向，题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之取负值．(4)列出方程并求解，检查答案是否完整、合理．两类问题的解题思路和步骤1．由物体的受力情况确定运动情况(1)基本思路：首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析，把题中所给的情况弄清楚，然后由牛顿第二定律，结合运动学公式进行求解．(2)一般步骤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，以及运动轨迹等．2．由物体的运动情况确定受力情况(1)解题思路从物体的运动情况入手，应用运动学公式求得物体的加速度，再应用牛顿第二定律求得所受的合力，进而求得所求力．(2)解题步骤①确定研究对象．②对研究对象进行受力分析，并画出物体受力示意图．③根据相应的运动学公式，求出物体的加速度．④根据牛顿第二定律列方程求出物体所受的力．⑤根据力的合成和分解方法，求出所需求解的力．受力分析1．受力分析的依据(1)在受力分析时，只分析根据力的性质命名的力，一般不需要画出“合力”或“分力”的示意图．(2)每分析一个力，应该可以找出该力的施力物体和该力对物体产生的效果，否则，该力的存在就值得考虑，如不要误认为物体在运动方向上一定受到力的作用．(3)为使问题简化，常忽略某些次要的力，如物体在空中下落，忽略了空气阻力，轻杆、轻绳、轻滑轮等轻质物体的重力一般情况下不用考虑．(4)受力分析时，有时还需结合物体的运动状态．2．受力分析的方法(1)明确研究对象，即对谁进行受力分析．(2)把要研究的物体从周围物体中隔离出来．(3)按顺序分析受力情况，画出力的示意图，其顺序为：重力、弹力、摩擦力、其他力．整体法与隔离法处理连接体问题1．连接体问题所谓连接体就是指多个相互关联的物体，它们一般具有相同的运动情况(有相同的速度、加速度)，如：几个物体或叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、细杆联系在一起的物体组(又叫物体系)．2．隔离法与整体法(1)隔离法：在求解系统内物体间的相互作用力时，从研究的方便性出发，将物体系统中的某部分分隔出来，单独研究的方法．(2)整体法：整个系统或系统中的几个物体有共同的加速度，且不涉及相互作用时，将其作为一个整体研究的方法．3．对连接体的一般处理思路(1)先隔离，后整体．(2)先整体，后隔离.一、由受力情况确定运动情况例1 一木箱装货物后质量为50 kg，木箱与地面间的动摩擦因数为0.2，某人以200 N斜向下的力推箱，推力的方向与水平面成30°角，g取10 m/s2.求：(1)木箱的加速度；(2)第2 s 末木箱的速度．解析取木箱为研究对象，木箱受力情况如右图所示，其中F 为推力，mg 为重力，FN 为支持力，Ff 为滑动摩擦力．建立直角坐标系xOy ，并取加速度a 的方向为x 轴的正方向．(1)将推力F 沿x 轴和y 轴两个方向进行分解得： Fx=Fcos 30°，Fy=Fsin 30° 根据牛顿第二定律有 Fx 合=Fx-Ff=maFy 合=FN-Fsin 30°-mg=0 又有Ff=μFN 联立解得：a=代入数据得：a=1.06 m/s2.(2)第2 s 末速度为：v2=at=1.06×2 m/s=2.12 m/s. 答案 (1)1.06 m/s2 (2)2.12 m/s 二、由运动情况确定受力情况例2 将质量为0.5 kg 的小球以14 m /s 的初速度竖直上抛，运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 N ，则球能上升的最大高度是多少？解析通过对小球受力分析求出其上升的加速度及上升的最大高度．以小球为研究对象，受力分析如右图所示．在应用牛顿第二定律时通常默认合力方向为正方向，题目中求得的加速度为正值，而在运动学公式中一般默认初速度方向为正方向，因而代入公式时由于加速度方向与初速度方向相反而代入负值．根据牛顿第二定律得mg ＋F f ＝ma ，a ＝mg ＋F f m ＝0.5×9.8＋2.10.5 m /s 2＝14 m /s 2上升至最大高度时末速度为0，由运动学公式0－v 20＝2ax 得最大高度x ＝02－v 202a ＝0－1422×(－14) m ＝7 m .答案 7 m1．受力情况决定了运动的性质，物体具体的运动状况由所受合外力决定，同时还与物体运动的初始条件有关．2．受力情况决定了加速度，但与速度没有任何关系.四、整体法与隔离法的应用图4－6－1例3 如图4－6－1所示，物体A和B的质量分别为1 kg和4 kg，A与墙、A与B之间的动摩擦因数都是0.2，现用F等于150 N的水平力紧压在物体B上，墙面竖直，求A、B间的摩擦力和A、B的运动状态．(g取10 m/s2)解析经分析可知，A、B之间无相对滑动，设二者相同的加速度为a，以A、B为一整体，则由牛顿第二定律可得(m A＋m B)g－F fA＝(m A＋m B)a①又F fA＝μF②由①②解得a＝4 m/s2，方向竖直向下．隔离B，对B有m B g－F f AB＝m B a即F f AB＝m B(g－a)＝24 N即A、B之间的摩擦力为24 N，它们一起以4 m/s2的加速度向下做匀加速直线运动．答案见解析图4－6－21．如图4－6－2所示，重10 N的物体以速度v在粗糙的水平面上向左运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1，现给物体施加水平向右的拉力F，其大小为20 N，则物体受到的摩擦力和加速度大小分别为(取g＝10 m/s2)()A．1 N19 m/s2B．020 m/s2C．1 N21 m/s2D．条件不足，无法计算答案C2．用30 N的水平外力F，拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体，力F作用3 s后消失．则第5 s末物体的速度和加速度分别是()A ．v ＝4.5 m /s ，a ＝1.5 m /s 2B ．v ＝7.5 m /s ，a ＝1.5 m /s 2C ．v ＝4.5 m /s ，a ＝0D ．v ＝7.5 m /s ，a ＝0 答案 C解析力F 作用3 s 时速度大小为4.5 m /s ，而力F 消失后，其速度不再变化，物体加速度为零，故C 正确．图4－6－33．一光滑斜劈，在力F 推动下向左匀加速运动，且斜劈上有一木块恰好与斜劈保持相对静止，如图4－6－3所示，则木块所受合力的方向为( )A ．水平向左B ．水平向右C ．沿斜面向下D ．沿斜面向上答案 A4．一间新房要盖屋顶，为了使下落的雨滴能够以最短的时间淌离屋顶，则所盖屋顶的顶角应为(设雨滴沿屋顶下淌时，可看作在光滑的斜坡上下滑)( )A ．60°B ．90°C ．120°D ．150° 答案 B解析因雨滴沿屋顶的运动过程中仅受重力和支持力作用，设其运动的加速度为a ，屋顶的顶角为2α，则由牛顿第二定律易得a ＝g cos α.又因房屋的前后间距已定，设为2b ，则雨滴滑动经过的屋顶面长度x ＝b/sin α. 由x ＝12at 2得t ＝4bg sin 2α. 显然当α＝45°时对应的时间t 最小，即屋顶的顶角应取90°.图4－6－45．如图4－6－4所示，小车质量为M ，光滑小球P 的质量为m ，绳质量不计，水平地面光滑，要使小球P 随车一起匀加速运动，则施于小车的水平作用力F 是(θ已知)( )A ．mg tan θB ．(M ＋m)g tan θC ．(M ＋m)g cot θD ．(M ＋m)g sin θ 答案 B解析对小球受力分析如右图所示，则mgtan θ=ma，所以a=gtan θ.对整体F=(M+m)a=(M+m)gtan θ6．质量为60 kg的物体以4 m/s的速度竖直匀速下降，若向上的力突然变为630 N，并持续2 s，则这2 s内物体下落的高度是多少？(g取10 m/s2)答案7 m解析此题属于牛顿运动定律应用的第一类问题，即知道物体的受力情况，求物体的运动情况(运动位移)．物体做匀速直线运动过程中受两个力的作用，如右图甲所示，F与重力mg是一对平衡力．F=mg=60×10 N=600 N.当向上的力突然变为F′=630 N时，如图乙所示，由于F′>mg，因此物体的合力方向向上，则由牛顿第二定律可知，物体的加速度必然向上，所以物体将做匀减速直线运动．选物体为研究对象，取物体运动的方向为正方向，设物体做匀速直线运动的速度为v0.物体在减速运动中，合力ΣF=F′-mg，则由牛顿第二定律可得a= = m/s2=0.5 m/s2.其方向竖直向上．物体的初速度方向向下，加速度方向向上，则物体做匀减速直线运动，由运动学公式得x=v0t- at2=4×2 m- ×0.5×22 m=7 m.即这2 s内物体下降的高度为7 m.7．一辆质量为1.0×103kg的汽车，经过10 s由静止加速到速度为108 km/h后匀速前进．求：(1)汽车受到的合力．(2)如果关闭汽车发动机油门并刹车，设汽车受到的阻力为6.0×103N，求汽车由108 km/h 到停下来所用的时间和所通过的路程．答案(1)3.0×103N(2)5 s75 m解析汽车运动过程如下图所示．(1)由v=v0+at得加速度a= = m/s2=3 m/s2.由F=ma知汽车受到的合力F=1.0×103×3 N=3.0×103 N. (2)汽车刹车时，由F=ma 知加速度大小a ′= = m/s2=6 m/s2. 据v=v0+at 知刹车时间t= = s=5 s. 由x= t 知刹车路程x= ×5 m=75 m.8．在宇航训练程序中，一位80 kg 的宇航员被绑在一个质量为220 kg 的火箭运载器内，这个运载器被安全放在一条无摩擦的长轨道上，开动火箭发动机使之很快地加速运载器，然后马达制动运载器，v －t 图象如图4－6－5所示．设喷射燃料的质量和运载器的质量比较可以忽略．(1)计算向前的推力多大； (2)计算施加在运载器上的制动力； (3)计算沿导轨运行的路程．图4－6－5答案 (1)1.5×104 N (2)7.5×103 N (3)1 000 m 解析 (1)由v －t 图知，a ＝ΔvΔt＝50 m /s 2，由F ＝(M ＋m)a ，得F ＝1.5×104 N (2)由v －t 图知，9 s ～13 s 马达制动减速，加速度大小 a ′＝Δv ′Δt ′＝25 m /s 2则制动力大小F ′＝(M ＋m)a ′＝7.5×103 N(3)路程x 等于v －t 图象与t 轴所围面积大小：x ＝1 000 m由受力情况确定运动情况图4－6－1例1 如图4－6－1所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m ＝1 kg 的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F＝10 N，方向平行斜面向上，经时间t＝4 s绳子突然断了，求：(1)绳断时物体的速度大小．(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，g＝10 m/s2)答案(1)8 m/s(2)4.2 s解析(1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力F、斜面的支持力F N、重力mg和摩擦力F f，如右图所示，设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有：F-mgsin θ-Ff=ma1因Ff=μFN，FN=mgcos θ解得a1=2 m/s2t=4 s时物体的速度大小为v1=a1t=8 m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移x1= a1t2=16 m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，受力如上图所示，则根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有mgsin θ+Ff=ma2Ff=μmgcos θ解得a2=8 m/s2物体做减速运动的时间t2= =1 s减速运动的位移x2= =4.0 m此后物体将沿着斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a3，受力如右图所示，根据牛顿第二定律对物体加速下滑的过程有mgsin θ-Ff=ma3 Ff=μmgcos θ 解得a3=4 m/s2设物体由最高点到斜面底端的时间为t3，所以物体向下匀加速运动的位移：x1+x2= a3t 解得t3= s ≈3.2 s所以物体返回到斜面底端的时间为t 总=t2+t3=4.2 s1．物体的运动情况是由受力情况和初始状态共同决定的，如果无法确定物体的初始状态，也就不能正确判断物体的运动情况．2．分析动力学问题时，要注意区分加速度方向和速度方向． 3．运动和受力紧密联系，受力变，运动情况也变，反之亦如此. 由运动情况确定受力情况例 2 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为 4 m ，构成斜面的气囊长度为5 m ．要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2 s ，则(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？(g ＝10 m /s 2) 答案 (1)2.5 m /s 2 (2)1112连接体问题(涉及临界问题、整体与隔离法的应用)例3 如图4－6－2所示，在光滑的水平面上有一个质量m C图4－6－2＝4 kg 的小车C ，物体A 和B 通过车上的滑轮用细绳相连．它们的质量分别为m A ＝6 kg ，m B ＝1 kg ，A 与C 之间的动摩擦因数μ＝16，两者之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余摩擦不计，在物体B 上作用一个水平恒力可以使三者一起向左做匀加速运动，g 取10 m /s 2，试求力F 的最大值和加速度的最大值．答案 20.7 N 1.88 m /s 2解析由于A 、B 、C 三者一起向左做匀加速运动，说明三者具有相同的加速度，因此可以把三者看作一个系统，作为一个整体来研究，这个整体的质量等于各物体质量之和，整体在水平方向上所受的外力为F，根据牛顿第二定律即可求出整体的加速度．再隔离A和B分别进行受力分析，即可求出外力F，显然当F最大时，加速度a也最大，此时A刚刚要开始滑动．设整体运动的最大加速度为a，视A、B、C为一系统，则系统在水平方向上由牛顿第二定律可得F＝(m A＋m B＋m C)a①隔离A和B，分别对A、B进行受力分析，如下图所示．对于A由牛顿第二定律可得F T－μm A g＝m A a.②对于B进行正交分解，由牛顿第二定律得F T cosθ－m B g＝0③F－F T sinθ＝m B a④由①④两式可得F T sinθ＝(m A＋m C)a⑤由③⑤两式可得：F T＝g2＋100a2⑥由②⑥两式可得：a＝316g＝158m/s2＝1.88 m/s2则F＝(m A＋m B＋m C)a＝11a＝20.7 N1．连接体：两个(或两个以上)物体相互连接在一起，在外力作用下运动的系统称为连接体．2．方法解决连接体有关问题时通常选择整体法和隔离法．一般情况下，求系统内力或加速度时，可选隔离法，求系统外力或加速度时，可选整体法，整体法和隔离法是相对统一、相辅相成的．在解决本来单用隔离法就可以解决的问题时，如果把这两种方法交叉使用，则问题处理起来将更为简捷．3．当系统中各物体具有相同的加速度，要求系统中某两物体间的作用力时，往往先用整体法求出加速度，再用隔离法求出物体间的相互作用力，即先整体，再隔离．注意隔离时应分析受力少的物体．整体法和隔离法是物理学中的基本方法之一.1.假设汽车突然紧急制动后所受阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20m/s的速度行驶时突然制动，它还能继续滑行的距离约为()A．40 m B．20 m C．10 m D．5 m答案B2．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图4－6－3所示．取重力加速度g＝10 m/s2.由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()图4－6－3A．m＝0.5 kg，μ＝0.4 B．m＝1.5 kg，μ＝0.4C．m＝0.5 kg，μ＝0.2 D．m＝1 kg，μ＝0.2答案A图4－6－43．如图4－6－4表示某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，设小球从静止开始运动．由此可判定()A．小球向前运动，再返回停止B．小球向前运动，再返回不会停止C．小球始终向前运动D．小球向前运动一段时间后停止答案C解析由F－t图象知：第1 s，F向前；第2 s，F向后．以后重复该变化，所以小球先加速1 s，再减速1 s,2 s末速度刚好减为零，以后重复该过程，所以小球始终向前运动．图4－6－54．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时让某消防队员从一平台上跌落，自由下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，最后停止．用这种方法获得消防队员受到地面冲击力随时间变化的图线如图4－6－5所示，根据图线所提供的信息，以下判断正确的是()A．t1时刻消防员的速度最大B．t2时刻消防员的速度最大C．t3时刻消防员的速度最大D．t4时刻消防员的加速度最小答案BD解析由图象可判断消防队员的运动过程，t1时刻刚产生地面的冲击力，说明此时消防员刚落地；此后由于地面的冲击力小于重力，所以合力向下，消防员继续加速运动；t2时刻消防员受到的冲击力和重力大小相等而平衡，加速度为零，速度达到最大；此后由于冲击力大于重力，合力向上，所以消防员开始做减速运动，t3时刻速度减为零；t4时刻消防员站稳．5．两重叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为θ的斜面上，如图4－6－6所示，滑块A、B的质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A之间的动摩擦因数为μ2，已知两滑图4－6－6块都从静止开始以相同的加速度沿斜面滑下，滑块B受到的摩擦力()A．等于零B．方向沿斜面向上C．大小等于μ1mg cosθ D．大小等于μ2mg cosθ答案BC解析把A、B两滑块作为一个整体，设其下滑的加速度为a.由牛顿第二定律得(M＋m)g sinθ－μ1(M＋m)g cosθ＝(M＋m)a解得a＝g(sinθ－μ1cosθ)由于a<gsin θ，可见B 随A 一起下滑过程中，必然受到A 对它沿斜面向上的摩擦力，设摩擦力为FfB ，如右图所示，由牛顿第二定律得mgsin θ-FfB=ma解得FfB=mgsin θ-ma=mgsin θ-mg(sin θ-μ1cos θ)=μ1mgcos θ 故本题答案为B 、C.图4－6－76．如图4－6－7所示，在水平地面上有一个质量为5 kg 的物体，它受到与水平方向成53°角斜向上的25 N 的拉力时，恰好做匀速直线运动，g 取10 m /s 2，问：当拉力为50 N 时，物体的加速度多大？2 s 末物体的位移多大？答案 5 m /s 2 10 m解析由题意知，物体受力如下图甲所示，由牛顿第二定律可得： F 1cos 53°＝F f 1① F N ＋F 1sin 53°＝mg ② F f 1＝μF N ③ 由①②③式得μ＝F 1cos 53°mg －F 1sin 53°＝25×0.65×10－25×0.8＝0.5甲乙当拉力F 2＝50 N 时，物体受力如乙图所示，由牛顿第二定律得： F 2cos 53°－F f 2＝ma ④ F N ′＋F 2sin 53°－mg ＝0⑤ F f 2＝μF N ′⑥ 由④⑤⑥式得：a ＝F 2cos 53°－μ(mg －F 2sin 53°)m ＝5 m /s 2.2 s 内位移x ＝12at 2＝10 m .图4－6－87．如图4－6－8所示，斜面是光滑的，一个质量是0.2 kg 的小球用细线吊在倾角为53°的斜面顶端，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，当斜面以8 m /s 2的加速度向右做匀加速运动时，求绳子拉力大小及斜面对小球的弹力大小．(g 取10 m /s 2)答案 2.56 N 0解析设小球刚好离开斜面时系统的加速度为a0，斜面弹力FN=0，此时小球受力如右图所示，则有：mgcot 53°=ma0a0=gcot 53°=7.5 m/s2 因为a=8 m/s2>a0所以此时小球已离开斜面，则FN=0， FT= =2.56 N.图4－6－98．如图4－6－9所示是世界上第一列投入商业运行的上海磁悬浮列车，运行路程31.5 km ，最高速度可达430 km /h (即119.4 m /s )，走完全程只需8 min ，它是靠磁体间相互作用浮离轨道约15 cm ，被誉为“飞”起来的交通工具，根据车厢内显示屏上显示的时刻和速度值，整理后如下表所示(从启动至中途)t/s 0 8 23 35 55 83 v/(m ·s －1) 0 5.3 19.7 28.3 41.9 56.4 t/s 130 189 311 217 226 240 v/(m ·s －1)85.0111.1119.4119.4119.4117.0与速度的平方成正比，即F 阻＝kv 2，式中k ＝2 kg /m .(1)在图4－6－10中画出列车在0～240 s 内的v －t 图象．图4－6－10(2)估算列车在以最大速度运行时的牵引力．(3)估算100 s这一时刻，列车牵引力．答案(1)见解析图(2)2.85×104N(3)2.73×104N解析(1)如下图所示(2)最大速度运行时接近匀速直线运动，由平衡条件可得F=F阻=k v2=2×(119.4)2 N=2.85×104 N(3)100 s时瞬时速度约为67 m/s，此时图象近似直线，列车做匀加速直线运动，加速度a= m/s2=0.61 m/s2，此时阻力为F阻，牵引力为F，根据牛顿第二定律，得F-F阻=ma，即F=ma+kv2=(3×104×0.61+2×672) N=2.73×104 N。

人教版高中物理必修一学案：4.6牛顿运动定律的应用一

2016 级高一物理教案班姓名：使用日期：审查人：4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）导教案主备人：高玉芳审查人：高一物理组2016-12-01【学习目标】1.进一步学习剖析物体的受力状况，达到能联合物体的运动状况进行受力剖析．2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．3．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学识题．要点：用牛顿运动定律解决两类动力学识题的基本思路.难点：会用正交分解法联合物体的运动状况剖析受力.【知识梳理】牛顿第二定律确立了________的定量关系，使我们能够把物体的和 ___________联系起来．一、从受力确立运动状况假如已知物体的受力状况，能够由求出物体的，再经过就能够确立物体的运动状况．二、从运动状况确立受力假如已知物体的运动状况，依据求出物体的，再依据就能够确立物体所受的力．自主检测 :1.一个静止在圆滑水平川面上的物体，质量是 2 kg，在 6.4 N 的水平拉力作用下沿水平川面向右运动。

求物体在 4 s 末的速度和 4 s 内的位移。

2.木块质量 m=8kg，在 F=4N 的水平拉力作用下，沿粗拙水平面从静止开始作匀加快直线运动，经 t=5s 的位移 x=5m．取 g=10m／s2，求：木块与粗拙平面间的动摩擦因数2016 级高一物理教案班姓名：使用日期：审查人：4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）研究案主备人：高玉芳审查人：高一物理组2016-12-01【合作研究】一、由物体的受力状况确立运动状况例题 1：一个静止在圆滑水平川面上的物体，质量是 2 kg，在 6.4 N 的水平拉力作用下沿水平川面向右运动。

求物体在 4 s 末的速度和 4 s 内的位移。

练习：一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山地的倾角θ=30°，滑雪板与雪地的动摩擦因数是 0.04，求 5 s 内滑下来的行程和 5 s 末的速度大小 .二、由物体的运动状况确立受力状况例题2：一个滑雪的人，质量是75 kg，以v0=2 m/s的初速度沿山坡匀加快滑下，山坡的倾角θ=30°，在 t=5 s 的时间内滑下的行程 x=60 m，求滑雪人遇到的阻力（包含摩擦和空气阻力）。

高中物理4.6 牛顿运动定律的应用复习学案新人教版必修1

牛顿运动定律的应用一、知识梳理（一）牛顿第一定律1．牛顿第一定律（惯性定律）：2．这个定律有两层含义：3．惯性：。

4．对于惯性理解应注意以下三点：（1）惯性是物体本身固有的属性，跟物体的无关，跟物体的无关，跟物体所处的无关（2）是物体惯性大小的量度，大则惯性大，其运动状态难以改变（3）外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服了物体的惯性（二）牛顿第二定律1．定律的表述：2．对定律的理解：（1）瞬时性：（2）矢量性：.（3）同一性：.（4）独立性：。

3．应用牛顿第二定律解题的步骤：（三）牛顿第三定律1内容：2对牛顿第三定律理解应注意：（1）两个物体之间的作用力和反作用力总是（2）作用力与反作用力总是成对出现（3）作用力和反作用力在两个不同的物体上，各产生其效果，（4）作用力和反作用力是的力（四）超重失重1．超重现象的条件物体具有的加速度，即或。

2．失重现象的条件物体具有的加速度，即或。

【例1】下列关于惯性的说法中正确的是（）A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性B．物体只有受外力作用时才有惯性C．物体的运动速度大时惯性大D．物体在任何情况下都有惯性【例2】某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见（）A．力是使物体产生运动的原因B．力是维持物体运动速度的原因C．力是使物体速度发生改变的原因D．力是使物体惯性改变的原因图3－１－１【例3】如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。

一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。

在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是A ．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B ．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C ．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D ．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大【例4】关于作用力与反作用力，下列说法中正确的有（）A ．物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力B ．作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，因而这二力平衡C ．作用力与反作用力可以是不同性质的力，例如，作用力是弹力，其反作用力可能是摩擦力D ．作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上【例5】（05年全国Ⅱ，14）如图3－１－１所示，位于光滑固定斜面上的小物块P 受到一水平向右的推力F 的作用。

高中物理4.6用牛顿运动定律解决问题学案新人教版必修1

第四章牛顿运动定律6 用牛顿运动定律解决问题(一)学习目的1.知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题.2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的根本思路和方法.3.能结合物体的运动情况对物体的受力情况进展分析.4.能根据物体的受力情况推导物体的运动情况.5.会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题.自主探究1.匀变速直线规律:(1)速度公式:(2)位移公式:(3)速度与位移的关系式:2.牛顿运动定律:(1)牛顿第一定律:.(2)牛顿第二定律:.(3)牛顿第三定律:.合作探究一、从物体的受力情况确定物体的运动情况【例1】一个静止在光滑程度地面上的物体,质量是2kg,在6.4N的程度拉力作用下沿程度地面向右运动.求物体在4s末的速度和4s内的位移.问题:(1)研究对象是谁?它一共受几个力的作用,画出受力图.(2)研究对象受到的合力沿什么方向?大小是多少?(3)研究对象的运动是匀变速运动吗?根据是什么?1.假如物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的,再通过规律确定物体的运动情况.(1)确定研究对象,对研究对象进展和,并画出;(2)根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的;(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的;(4)结合给定的物体的运动的初始条件,选择求出答案.二、从物体的运动情况确定物体的受力情况【例2】一个滑雪者,质量m=75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30°.在t=5s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力.(包括摩擦力和空气阻力)问题:(1)研究对象是谁?找出它的关于运动状态的描绘.(2)求出研究对象的加速度,并画出受力图.(3)研究对象沿斜面方向下匀加速运动,应如何建立坐标系求合力?1.假如物体的运动情况,可以由运动学公式求出物体的,再通过确定物体的受力情况.(1)确定研究对象,对研究对象进展和,并画出物体的;(2)选择适宜的运动规律,求出物体的;(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的所受的;(4)根据的方法,找到各力之间的关系求出答案.课堂检测1.假如力F在时间t内使原来静止的质量为m的物体挪动间隔x,那么()2m的物体挪动一样的间隔2.同学们小时候都喜欢滑滑梯,如下图,斜面的倾角为θ,斜面长度为l,小孩与斜面的动摩擦因数为μ,小孩可看成质点,不计空气阻力,那么以下有关说法正确的选项是()θθμmgcosθ3.有三个光滑斜轨道1、2、3,它们的倾角依次是60°、45°和30°,这些轨道交于O点,现有位于同一竖直线上的3个小物体甲、乙、丙,分别沿这3个轨道同时从静止自由下滑,如下图,物体滑到O点的先后顺序是()A.甲最先,乙稍后,丙最后B.乙最先,然后甲和丙同时到达C.甲、乙、丙同时到达D.乙最先,甲稍后,丙最后4.一个木块放在程度面上,在程度拉力F的作用下做匀速直线运动,当拉力为2F时木块的加速度大小是a,那么程度拉力为4F时,木块的加速度大小是()A.aB.2aC.3aD.4a5.A、B两物体以一样的初速度滑到同一粗糙程度面上,假设两物体的质量mA>mB,两物体与粗糙程度面间的动摩擦因数一样,那么两物体能滑行的最大间隔xA与xB相比为()A.xA=xBB.xA>xB6.如下图,在沿平直轨道行驶的车厢内,有一轻绳的上端固定在车厢的顶部,下端拴一小球,当小球相对车厢静止时,悬线与竖直方向的夹角为θ,那么以下关于车厢的运动情况正确的选项是()θ,方向程度向左θ,方向程度向右θ,方向程度向左θ,方向程度向右7.如下图,质量m0=60kg的人通过定滑轮将质量为m=10kg的货物提升到高处.滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a=2m/s2,那么人对地面的压力为(g取10m/s2)()A.120NB.480NC.600N8.如下图,弹簧测力计外壳质量为m0,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩处吊着一质量为m的重物,现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速运动,那么弹簧测力计的示数为()9.将“超级市场〞中运送货物所用的平板车固定在程度地面上,配送员用400N的程度力推动一箱100kg的货物时,该货物刚好能在平板车上开场滑动;假设配送员推动平板车由静止开场加速前进,要使此箱货物不从车上滑落,配送员推车时的加速度的取值可以为(g取10m/s2)()A.m/s2B./s2C./s2D./s2α角恒定,当小车程度向左做变加速直线运动时,BC杆对小球的作用力的方向()11.质量为m=2kg的物体,放在程度面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对物体施加F=20N的作用力,方向与程度面成θ=37°(sin37°=0.6)角斜向上,如下图,(g取10m/s2)求:(1)物体运动的加速度为大小;(2)物体在力F作用下5s内通过的位移大小;(3)假如力F的作用经5s后撤去,那么物体在撤去力F后还能滑行的间隔.100kg,在倾斜水槽和程度水槽中滑行时所受的阻力均为重力的0.1倍,水槽的坡度为30°,假设乘客与船从槽顶部由静止开场滑行18m经过斜槽的底部O点进入程度水槽(设经过O点前后速度大小不变,g取10m/s2).求:(1)船沿倾斜水槽下滑的加速度的大小;(2)船滑到斜槽底部O点时的速度大小;(3)船进入程度水槽后15s内滑行的间隔.参考答案自主探究1.(1)v=v0+at(2)x=v0t+at2(3)v2-=2ax2.(1)一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.(2)物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比;加速度方向跟作用力方向一样.(3)两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.合作探究一、从物体的受力情况确定物体的运动情况1.合力匀变速直线运动2.(1)受力分析运动分析受力分析图(2)合力(3)加速度(4)运动规律二、从物体的运动情况确定物体的受力情况1.加速度牛顿第二定律2.(1)受力分析运动分析受力分析图(2)加速度(3)合力(4)力的合成与分解课堂检测1.D解析:根据牛顿第二定律得F=ma,物体运动的位移为x=at2,联立两式可得x=.由各选项中各物理量的变化可判断选项D正确.2.AD解析:在下滑过程中,小孩受重力mg、支持力FN=mgcosθ、摩擦力Ff=μFN,由牛顿第二定律,得mgsinθ-μFN=ma,故a=gsinθ-μgcosθ=(sinθ-μcosθ)g,到达底端时的速度为v=,应选项A、D正确,选项B、C错误.3.B解析:设轨道的底边长度为d、倾角为α,那么轨道的长为x=.物体沿轨道下滑时的加速度a=gsinα.由x=at2可得t=,所以当倾角为45°时下滑时间最短,倾角为60°和30°时下滑时间相等. 2F时,由牛顿第二定律知2F-Ff=ma;当拉力为4F时,有4F-Ff=ma',解得a'=3a.5.A解析:在滑行过程中,物体所受摩擦力提供加速度,设物体与程度面间的动摩擦因数为μ,那么aA==μg,aB==μg,即aA=aB;又由运动学公式x=可知两物体滑行的最大间隔xA=xB.6.A解析:小球受力分析如下图,重力与拉力的合力方向程度向左,大小F=mgtanθ,所以加速度大小为gtanθ.7.B解析:对货物,根据牛顿第二定律有F-mg=ma,对人根据平衡条件有F+FN=m0g,由以上两式得FN=480N.8.D解析:设弹簧测力计的示数为FT,以弹簧测力计和重物为研究对象,根据牛顿第二定律有F-(m+m0)g=(m+m0)a,解得a=-g.以重物为研究对象,根据牛顿第二定律有FT-mg=ma,由以上几式可得FT=F.9.AD解析:根据题意可知,货物与平板车之间的最大静摩擦力为Fm=400N.要使货物不从车上滑落,推车的加速度最大时,货物受到的摩擦力刚好到达最大值,有Fm=mam,解得am=4m/s2,选项A、D正确.10.CD解析:BC杆对小球的作用力有两个效果,竖直方向与重力平衡,竖直方向分力不变,程度方向提供产生加速度的力,大小随加速度变化而变化,所以BC杆对小球的作用力的方向一定不是程度方向,随加速度a数值的改变而改变,选项C、D正确.11.解析:(1)对物体受力分析如下图.程度方向有Fcosθ-Ff=ma竖直方向有Fsinθ+FN=mg另有Ff=μFN代入数据解得a=6m/s2.(2)物体在5s内通过的位移x=at2=×6×52m=75m.(3)5s末物体的速度v=at=6×5m/s=30m/s撤去力F后,物体运动的加速度大小a'==μg=5m/s2那么物体在撤去力F后还能滑行的间隔x'=m=90m.答案:(1)6m/s2(2)75m(3)90m12.解析:(1)对船进展受力分析,根据牛顿第二定律,有mgsin30°-Ff=ma得a=4m/s2.(2)由匀加速直线运动规律有v2=2ax代入数据得v=12m/s.(3)船进入程度水槽后,据牛顿第二定律有-Ff=ma'a'==-0.1×10m/s2=-1m/s2由于t止=-=12s<15s即船进入程度水槽后12s末时速度为0船在15s内滑行的间隔x=t止=×12m=72m.答案:(1)4m/s2(2)12m/s(3)72m。

高中物理必修一4.6用牛顿运动定律解决问题(一)教学设计新人教版必修1

师：本题中给出了哪些已知量，要解决的问题是什么？生：本题主要给出了人的运动情况，更重要的是对于整个滑雪过程题目给出了三个已知量：初速度、位移、时间。对于任一运动过程如果知道了其中三个量，就可以求解出其他所有的运动量，如该题中利用已知量可以求出加速度、末速度。题目中要求解人的受力。师：你有问题的解决方法吗？
G 是已知的，那
师：不要急，有些同学无头绪的原因是你们只看到力的大小为已知量，
却忽略了还有角
度有关系也是已知量。请大家慢慢思考。
生：根据力的分解合成原理，可知 N 与 G的合力一定沿斜面向下且大于阻力 F。如图所
示，仔细作图可发现规律，利用已知力的大小和角度关系可以求解出
N 与 G的合力。
N
F阻
运动。
师：好，下面请同学们各自完成速度和位移的求解。学生各自完成剩余的工作，教师给五分钟时间。大部分学生均可以轻松完成
扩展问题：如果该题中摩擦力大小未知，告诉你物体与地面间的动摩擦因数是
0.2 ，则结果
又该如何？
二、根据运动情况确定物体的受力
例 2、一个滑雪的人质量是 75 kg，以 v0＝ 2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ ＝ 30°。在 t ＝5s 的时间内滑下的路程 x＝ 60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）
受的合外力与速度是在同一直线上从而知物体的合外力是在水平方向上，于是有
N=G。
师：知道了合外力后我们可以做什么？
生：用 a
F合求出物体的加速度 m
2
a=1.1m/s ，然后根据匀变速直线运动规律求解物体
的速度和位移。
师：你怎么知道物体做的是匀变速直线运动？生：因为物体所受的合外力是恒定的，所以加速度也是恒定的，物体做的是匀变速直线

高中物理 4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)教案新人教版必修1

4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）1.教材分析《用牛顿运动定律解决问题（一）》是人教版高中物理必修一第4章第6节教学内容，主要学习两大类问题：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。

掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

本节内容是对本章知识的提升，又是后面知识点学习的基础。

2.教学目标1.知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。

2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

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推导物体的运动情况。

5.会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。

3.教学重点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。

4.教学难点1.物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用。

2.正交分解法。

5.学情分析我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。

有些学生对于受力分析及运动情况有一定的基础，但是两者结合起来综合的应用有些困难，需要详细的讲解。

6.教学方法1．学案导学：见后面的学案。

2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习7.课前准备1．学生的学习准备：预习课本相关章节，初步把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

课时安排：2课时（三）合作探究、精讲点拨[教师讲解]大家可以看到上述两个例题解题过程中都用到牛顿第二定律，但是例题一是已知物体的受力情况，求物体的运动情况的问题，而例题二是已知物体的运动情况求物体的受力情况的问题。

所以我们发现，牛顿运动定律可以解决两方面的问题，即从受力情况可以预见物体的运动情况和从运动情况可以判断物体的受力情况。

下面我们来分析两种问题的解法。

人教版高一物理必修一精品导学案：4.6牛顿运动定律的应用1

2016级高一物理学案班姓名：使用日期：审核人：4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）导学案主备人：高玉芳审核人：高一物理组 2016-12-01【学习目标】1 .进一步学习分析物体的受力情况，达到能结合物体的运动情况进行受力分析．2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．3．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题．重点：用牛顿运动定律解决两类动力学问题的基本思路.难点：会用正交分解法结合物体的运动情况分析受力.【知识梳理】牛顿第二定律确定了________的定量关系，使我们能够把物体的和___________联系起来．一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由求出物体的，再通过就可以确定物体的运动情况．二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据求出物体的，再根据就可以确定物体所受的力．自主检测:1.一个静止在光滑水平地面上的物体，质量是2 kg，在6.4 N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。

求物体在4 s末的速度和4 s内的位移。

2.木块质量m=8kg，在F=4N的水平拉力作用下，沿粗糙水平面从静止开始作匀加速直线运动，经t=5s的位移x=5m．取g=10m／s2，求：木块与粗糙平面间的动摩擦因数2016级高一物理学案班姓名：使用日期：审核人：4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）探究案主备人：高玉芳审核人：高一物理组 2016-12-01【合作探究】一、由物体的受力情况确定运动情况例题1：一个静止在光滑水平地面上的物体，质量是2 kg，在6.4 N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。

求物体在4 s末的速度和4 s内的位移。

练习：一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山地的倾角θ=30°，滑雪板与雪地的动摩擦因数是0.04，求5 s内滑下来的路程和5 s末的速度大小.二、由物体的运动情况确定受力情况例题2：一个滑雪的人，质量是75 kg，以v0=2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=30°，在t=5 s的时间内滑下的路程x=60 m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。

人教版高一物理必修一学案：4.6用牛顿运动定律解决问题(一)

第四章第6节用牛顿运动定律解决问题（一）【学习目标】1．能运用牛顿定律解答一般的动力学问题2．理解运用牛顿定律解题的基本方法3．在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法，初步掌握动力学两类问题的解决思路【学习重点】理解运用牛顿定律解题的基本方法【学习难点】初步掌握动力学两类问题的解决思路【预习自测】1．牛顿第二定律确定了和的关系，使我们能够把物体的情况与的情况联系起来。

2．两类动力学问题：（1）从受力确定物体的运动情况：在物体的受力情况已知的情况下，可以由求出物体运动的加速度，再通过的规律就可确定物体的。

（2）从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据求出物体的加速度，再根据就可以确定物体。

．一个质量m=2kg的物体静止在光滑水平面上，受到F=10N的水平作用力，经过时间t=3S，求物体的速度和位移分别是多少？4．一质量为50kg物体从空中静止的直升机中下落，下落10m时的速度是10m/s，则物体在下落过程中受到的空气阻力是多大？（假定空气阻力是恒力）【探究案】题型一：从受力确定运动情况例1.一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F=6 N的作用从静止开始运动，已知物体与平面间的动摩擦因数μ=0.2，求：（1）物体2 s末的速度；（2）2 s内的位移。

针对训练1.在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。

在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度多大？【总结归纳】结合探究问题总结出解决从受力情况确定运动的解题思路及步骤。

探究点二：从运动情况确定受力例2.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0ｍ高处。

高中物理牛顿运动定律的应用一学案新人教版必修1

高中物理牛顿运动定律的应用一学案新人教版必修1 ★学习目标：3．进一步理解牛顿第二定律，能够运用牛顿第二定律解决力学问题4．理解力与运动的关系，会进行相关的判断5．掌握应用牛顿第二定律分析问题的基本方法和基本技能★学习重点：1对牛顿运动定律的理解、熟练运用牛顿运动定律分析解决动力学问题。

★学习难点：力与运动的关系问题。

一、课前预习：1、知识网络自主学习合作探究知识点一应用牛顿运动定律解题的一般步骤： 1、明确研究对象和研究过程2、画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯）3、进行必要的力的合成和分解,并注意选定正方向4、根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解；5、对解的合理性进行讨论知识点二、1、列车在机车的牵引下在平直的铁轨上行驶，在50s 内速度由36km/h 增加到54km/h ，列车的质量是3100.1⨯t ，机车对列车的的牵引力是5105.1⨯N ，求列车在运动中所受的阻力。

2、如下图，斜面的倾角a=300，质量为8kg 的物体在变力F(如下图)的作用下，由静止开始沿斜面向上运动，斜面很长，与物体之间的动摩擦因素 63=μ，问：（1）3s 末时物体的速度为多少？ (2) 5s 末物体的速度为多少?/S3、如图所示，光滑的水平面上A 、B 两个物体，用轻弹簧连接，在水平力F 的作用下向右运动；已知m A =3Kg,m B =2Kg,弹簧劲度系数k=4N/m.问：弹簧的伸长量为多少？(提示：使用整体法与隔离法灵活选择研究对象)作业：1、如图， A 的质量为10Kg ，B 的质量为5Kg ，它们之间用不可伸长的轻绳连接，A 和桌面之间的动摩擦因数2.0=μ ，问：（1）A 的加速度是多少? （2）绳子上承受的张力多大？。

人教版高一物理必修一教案：4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

高中物理课堂教学设计动生：给出了水平地面上一物体的质量，一些受力情况，要求解速度和位移。

师：问题中既然涉及了力又涉及了物体的运动，那力和运动间是什么样的关系呢？生：牛顿第二定律确定了运动和力的关系，该题应该是用牛顿第二定律来解决。

先根据物体的受力求出合外力从而求出加速度，再通过运动学规律就可以确定物体的运动情况。

师：本题中的研究对象应该是谁？生：研究对象应该是地面上的物体。

师：好！根据这个思路，就请同学们对该物体进行受力分析。

学生对物体进行受力分析，教师巡视1.物体的受力情况如何？2.物体所受的合力如何？竖直方向：合力为零，加速度为零。

水平方向：大小：F合=F－f；方向与拉力F方向相同3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？已知初速度V O和时间t，要求末速度Vt和位移Ｘ,还差加速度a。

画出受力分析图，完整列出解答过程ＶＯ=O t=4sＶt=?Ｘ=?二、根据运动情况确定物体的受力例2、一个滑雪的人质量是 75 kg ，以v 0＝2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。

在 t ＝5s 的时间内滑下的路程x ＝60m ，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）分析：1.滑雪者受到哪些力的作用？你能分析出合力的方向吗？2.如何建立直角坐标系？3.滑雪者运动的加速度为多大？方向呢？生：因为三个力且不在同一直线上，所以可以用正交分解法。

如下图。

情况学生思考讨论交流合作，推举学生回答，并相互补充说明NG阻F xyϑcos G G Y =θsin G G x =课解：如图所示，对人进行受力分析并建立直角坐标系，将重力正交分解，在与山坡垂直的方向，没有发生位移，没有加速度，所以 F N = G y ，F 合 = Gx - F 阻由牛顿第二定律F 合 = ma 得：Gx - F 阻 = maF 阻 = Gx – ma = mg sin300 - ma = 67.5N 更上一层：此题中如果忽略空气阻力作用，如何求滑雪板与雪面间动摩擦因数？【牢记】：当三个力或三个力以上时优先考虑正交分解法，且优先考虑沿运动方向和垂直于运动方向分解。

高中物理(人教版)必修一优秀学案--4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》(优秀学生必做)

必修一 4.6用牛顿定律解决问题（一）学案课前预习学案一、预习目标1.已知物体的受力情况，求物体的运动情况。

（自主预习例题一）2.已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

（自主预习例题二）二、预习内容（自主学习课本89页—91页）三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中课内探究学案一．学习目标1.知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。

2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

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推导物体的运动情况。

二．学习重点3.已知物体的受力情况，求物体的运动情况。

4.已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

三．学习难点1.物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用。

2.正交分解法。

四、学习过程探究一：(一)从受力确定运动情况例题1分析这个问题是已知物体受的力，求它运动的速度和位移。

先考虑两个问题。

（1）物体受到的合力沿什么方向？大小是多少？（2）物体的运动是匀变速运动吗？解题过程：对应练习1在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。

在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度为（）A. 7 m/sB. 10 m/sC. 14 m/sD. 20 m/s探究二：（二）从运动情况确定受力例题二分析这个题目是已知人的运动情况，求人所受的力。

应该注意三个问题。

（1）分析人的受力情况，滑雪人共受几个力的作用？这几个力各沿什么方向？其中哪些力是已知的？哪些力是待求的？（2）根据运动学的关系得到下滑加速度，求出对应的合力，再由合力求出人受的阻力。

（3）适当选取坐标系，使运动正好沿着一个坐标轴的方向。

解题过程：对应练习2 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg 的运动员，从离水平网面3.2ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0ｍ高处。