人教版高一物理必修一第四章：4.6--用牛顿运动定律解决问题(一) 导学案设计(无答案)

[课题] 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基本问题.
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.
[学习重点] 1. 掌握应用牛顿运动定律解决已知物体的受力情况确定物体的运动情况的基本思路和方法． 2. 会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题．
一、知识链接:
1. 牛顿第一定律：
.牛顿第一定律定义了力：物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因。

2.牛顿第二定律：
. 牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能把物体的运动情况与物体的受力情况联系起来.
3.牛顿第三定律：
，牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系，把相互作用的几个物体联系起来了。

. 2.①写出下列有关匀变速直线运动的公式:
速度与时间的关系公式；位移与时间关系的公式；
速度与位移关系公式 .
②分别写出由上述三个公式导出的加速度a的表达关系式:
a= ； a= ； a= .
③若以v0方向为正方向,则a的“正或负”表示什么意义.
二、[自学导航]
任务一: 从受力确定物体的运动情况1.应用牛顿第二定律解决的第一个问题就是:从受力确定运动情况. 即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 , 再通过的规律确定
物体的情况.
2. (例题1)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4.2N. 求物体在4 s末的速度和4 s内的位移.
分析: 这个问题是已知物体受的力, 求它的运动的速度和位移.
①物体受到了那些力的作用？这些力的大小、方向如何？画出物体受力示意图.
②物体受到的合力沿什么方向? 大小是多少？物体运动的加速度沿什么方向？
③物体的运动是匀变速直线运动吗？为什么？
④写出本题的完整解答过程.
3. 用 30N的水平外力 F，拉一静止放在光滑的水平面上质量为 20kg的物体，则第3秒末物体的速度和加速度分别是( )
A．v = 7.5 m／s，a = l.5m／s2 B．v = 4.5m／s，a = l.5m／s2
C．v = 4.5 m／s，a = 0 D．v = 7.5 m／s，a =0
任务二、从运动情况确定受力
4.应用牛顿第二定律解决的第二个问题就是:从运动情况确定受力.那么,如果已知物体的运动情况, 根据运动学公式求出物体的 , 再根据就可以确定物体所受的 .
5.(例题2) 一个滑雪者,质量是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，求滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）. 分析: 这个题目是已知人的运动情况,求人所受的力.
①滑雪者受到那些力的作用？方向如何？那些是已知的? 那些是待求的？画出受力的示意图.
②滑雪者所受的合力应沿着什么方向？你是怎样判断的？
③加速度沿什么方向？怎么判断的? 先根据什么关系求下滑的加速度？
④写出本题的完整解答过程.
三、总结
1．力和运动关系的两类基本问题
（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. 2．应用牛顿第二定律解决问题的一般思路
（1）明确研究对象。

（2）对研究对象进行受力情况分析，画出受力图。

（3）以加速度的方向为正方向，与正方向相同的力为正，与正方向相反的力为负，列牛顿第二定律的方程。

（4）解方程时，F、m、a都用国际单位制单位。

3．分析两类问题的基本方法
（1）抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。

（2）分析流程图
牛顿第二定律是“桥梁”，受力分析和运动分析是基础，正交分解是方法。

四、基础练习
1.根据受力情况确定运动情况，先对物体受力分析，求出合力，再利用__________________求出________，然后利用______________
确定物体的运动情况(
如位移、速度、时间等)．
2.根据运动情况确定受力情况，先分析物体的运动情况，根据____________求出加速度，再利用______________确定物体所受的力(合力或其他力)．
3.质量为2 kg的质点做匀变速直线运动的加速度为2 m/s2，则该质点所受的合力大小是__4__ N.
4. 用30 N的水平外力F拉一个静放在光滑水平面上的质量为20 kg的物体，力F作用3 s后撤去，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/s2
B.v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2
C.v＝4.5 m/s，a＝0
D.v＝7.5 m/s，a＝0
5.某步枪子弹的出口速度达100 m/s，若步枪的枪膛长0.5 m，子弹的质量为20 g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为( )
A．1×102 N B．2×102 N C．2×105 N D．2×104 N
6.一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2.0
=
μ，求物体2s末的速度及2s内的位移. （g取10m/s2）
7. 一辆质量为1000kg的小汽车正以10m/s的速度行驶，现在让它在12.5m的距离内匀减速停下来，求所需阻力的大小.
力的合成分解F合=ma 运动学公式。