45牛顿第二定律的应用 第1课时:已知物体受力情况求解物体的运动情况 【教材分析】 牛顿第二定律的应用,是本章的核心内容。由于整合了物体的受力分析和 运动状态分析,使得本节成为高考的热点和必考内容。受力分析和运动状态分析, 是解决物理问题的两种基本方法。并且,本单元的学习既是后继“动能”和“动 量”等复杂物理过程分析的基础,也是解决“带电粒子在电场、磁场中运动”等 问题的基本方法,因而显得十分重要。 【学情分析】 由于本单元对分析、综合和解决实际问题的能力要求很高,不少同学在此 感到困惑,疑难较多,主要反映在研究对象的选择和物理过程的分析上,对一些 典型的应用题型,如连接体问题、超重失重问题、皮带传动问题、斜面上的物体 运动问题等,学生缺乏针对性训练,更缺少理性的思考和总结。 【教学目标】 、知识与技能 1、能根据物体受力情况求解物体的运动情况 2、掌握解题的分析方法、基本思路和解题步骤 、过程与方法 1、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 2、学会连接体问题的一般解题方法; 3、掌握超重、失重在解题中的具体应用 三、情感态度与价值观 1、通过相关问题的分析和解决,培养学生的科学态度和科学精神 2、通过小组讨论交流,培养学生的团队合作与交流的能力 【教学重、难点】
4.5 牛顿第二定律的应用 第 1 课时：已知物体受力情况求解物体的运动情况 【教材分析】 牛顿第二定律的应用，是本章的核心内容。由于整合了物体的受力分析和 运动状态分析，使得本节成为高考的热点和必考内容。受力分析和运动状态分析， 是解决物理问题的两种基本方法。并且，本单元的学习既是后继“动能”和“动 量”等复杂物理过程分析的基础，也是解决“带电粒子在电场、磁场中运动”等 问题的基本方法，因而显得十分重要。 【学情分析】 由于本单元对分析、综合和解决实际问题的能力要求很高，不少同学在此 感到困惑，疑难较多，主要反映在研究对象的选择和物理过程的分析上，对一些 典型的应用题型，如连接体问题、超重失重问题、皮带传动问题、斜面上的物体 运动问题等，学生缺乏针对性训练，更缺少理性的思考和总结。 【教学目标】 一、知识与技能 1、能根据物体受力情况求解物体的运动情况 2、掌握解题的分析方法、基本思路和解题步骤 二、过程与方法 1、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； 2、学会连接体问题的一般解题方法； 3、掌握超重、失重在解题中的具体应用 三、情感态度与价值观 1、通过相关问题的分析和解决，培养学生的科学态度和科学精神 2、通过小组讨论交流，培养学生的团队合作与交流的能力 【教学重、难点】
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:物体受力情况和运动状态的分析;处理实际问题时“物理模 型”和“物理情景”的建立。 【教学方法和手段】 教学方法:分析法、讨论法、图示法 教学手段:计算机多媒体教学,PPT课件 【基本思路】 牛顿第二定律反映的是,加速度、质量、合外力的关系,而加速度可以看成 是运动的特征量,所以说加速度是连接力和运动的纽带和桥梁,是解决动力学问 题的关键。 求解两类问题的思路,可用下面的框图来表示: 曼为牛顿第二定律 运动学公式,运动 价况 情况 【教学程序设计】 课程导入(约3分钟) (1)复习上节课牛顿第二定律的内容 顿第二定彿 动学公 受力情况匚>求合外力 求加速度 求 (2)明确学习目标 ①能根据物体受力情况求物体的运动情况 2)掌握解题的分析方法、基本思路和解题步骤 自主学习一阅读课本92页相关内容,自主完成以下两道题目(约8分钟) 1、写出常用的含加速度a的匀变速直线运动的公式 学生活动:A同学上台写在黑板上: t v+ at ot+eat t 2=2as
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：物体受力情况和运动状态的分析；处理实际问题时“物理模 型”和“物理情景”的建立。 【教学方法和手段】 教学方法：分析法、讨论法、图示法 教学手段：计算机多媒体教学，PPT 课件 【基本思路】 牛顿第二定律反映的是，加速度、质量、合外力的关系，而加速度可以看成 是运动的特征量，所以说加速度是连接力和运动的纽带和桥梁，是解决动力学问 题的关键。 求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示： 【教学程序设计】 （约 3 分钟） （1）复习上节课牛顿第二定律的内容 受力情况 求合外力 求加速度 求 v、s （2）明确学习目标： ① 能根据物体受力情况求物体的运动情况 ② 掌握解题的分析方法、基本思路和解题步骤 阅读课本 92 页相关内容，自主完成以下两道题目（约 8 分钟） 1、写出常用的含加速度 a 的匀变速直线运动的公式 学生活动：A 同学上台写在黑板上： 课程导入 牛顿第二定律 v v 2as at 2 1 s v t v v at 2 0 2 t 2 0 t 0 − = = + = + 运动学公式 自主学习一 受力 情况 运动 情况 a 牛顿第二定律 运动学公式
2、如下图所示,一个质量为2kg的物体,在水平方向上受到4N的拉力和2N 的滑动摩擦力,从静止开始向左运动。(g=10m/s2) (1)对物体进行受力分析,求出物体的合力 (2)求出物体的加速度 (3)求物体4s内发生的位移 学生活动:乙同学上台讲解解题思路,并把解题过程写在黑板上 教师活动:展示规范解题过程 解:(1)受力分析如图: FA=F-f=(4-2)N=2N (2)根据牛顿第二定F=ma律,得 m m/s2=1m/ (3)根据位移公式:s=p,t+at2 =(0+×1×42)m 2 8m 自主学习二约4分钟 变式:在限速为36km/h的大桥上,有一辆汽车紧急刹车后仍然发生交通事故,交通 警察在现场测得该车在路面的刹车痕迹为14m。已经汽车轮胎与地面的动摩擦因素为0.7, 判断这辆车在刹车前是否超速? 教师活动:引导学生学会审题,找出题目明确给出的条件和隐含条件,找出解题思路 小组讨论约5分钟 学生经过思考之后形成自己的思路,小组(6人为1个小组)之间进行交流 讨论,小组每个成员都必须明确解题思路,并协作完成一份规范的解题过程。 【展示交流成果】约5分钟
2、如下图所示，一个质量为 2 kg 的物体，在水平方向上受到 4 N 的拉力和 2 N 的滑动摩擦力，从静止开始向左运动。( g=10m/s2 ) （1）对物体进行受力分析，求出物体的合力 （2）求出物体的加速度 （3）求物体 4s 内发生的位移 学生活动：乙同学上台讲解解题思路，并把解题过程写在黑板上 教师活动：展示规范解题过程 解：（1）受力分析如图： F合 = F-f =（4 - 2）N = 2N （2）根据牛顿第二定 律，得 （3）根据位移公式： 约 4 分钟 变式：在限速为 36km/h 的大桥上，有一辆汽车紧急刹车后仍然发生交通事故，交通 警察在现场测得该车在路面的刹车痕迹为 14m。已经汽车轮胎与地面的动摩擦因素为 0.7， 判断这辆车在刹车前是否超速？ 教师活动：引导学生学会审题，找出题目明确给出的条件和隐含条件，找出解题思路 约 5 分钟 学生经过思考之后形成自己的思路，小组（6 人为 1 个小组）之间进行交流 讨论，小组每个成员都必须明确解题思路，并协作完成一份规范的解题过程。 【展示交流成果】约 5 分钟 F f 2 2 m/ 1 / 2 2 m F a = = s = m s 合 F合 = ma 2 0 2 1 s = v t + at 1 4 )m 2 1 (0 2 = + = 8m 自主学习二 小组讨论 G FN f F
(一)小组展示交流:由甲、乙、丁小组代表对合作学习的成果进行展示 (投影展示) (二)教师根据学生展示交流情况,针对性的进行点拨和引导 教师活动:展示规范的解题过程 解:汽车的受力如图所示 F 选取初速度的方向为正方向,则 FN=mg f 牛頓第二定律F合=ma,则 FA -umg G =-4g=-0.7×10m/s=-7m 根据勺变速运动规律有: 因为V:=0,则 2as 2×(-7)×14m/s =14m/s 36km/h=10m/s<14n/s 汽车剖车前速度为14m/5.此汽车属超速行驶。 反馈精讲约5分钟 明确解题思路,规范学生解题过程的书写,引导学生总结归纳解决这类题的 分析方法、基本思路和解题步骤。(C同学试总结解题思路 解题思路: at S= Vot+-at 分析受求合 牛顿第二定律加√2一v 2 as 力情况外力 度 助情况
（一） 小组展示交流：由甲、乙、丁小组代表对合作学习的成果进行展示。 (投影展示) （二） 教师根据学生展示交流情况，针对性的进行点拨和引导。 教师活动：展示规范的解题过程： 【反馈精讲】 约 5 分钟 明确解题思路，规范学生解题过程的书写，引导学生总结归纳解决这类题的 分析方法、基本思路和解题步骤。（C 同学试总结解题思路） 解题思路： 运动学公式 分析受 力情况 求 合 外力 牛顿第二定律 加速 度a 物体运 动情况 由牛顿第二定律 ，则 根据匀变速运动规律有： 汽车的受力如图所示： 选取初速度的方向为正方向，则 FN = mg F合 = -f = -FN = -mg F合 = ma 故 V -V 2as 2 0 2 t = 因为 Vt=0，则 V - 2as 0 = m s m s 14 / - 2 - 7 14 / = = （ ） 汽车刹车前速度为14m/s.此汽车属超速行驶。 解： 2 2 - g -0.7 10 / -7 / m - mg m a m s m s F = = = = = 合 36km/ h =10m/s 14m/s G f FN . v v 2as at 2 1 s v t v v at 2 0 2 t 2 0 t 0 − = = + = + 反馈精讲
教师活动:通过以上的思考和讨论,引导学生总结出解题四步骤 1、对物体进行受力分析 2、求合外力F合; 3、根据牛顿第二定律求出加速度a 4、根据运动学公式求解运动情况。 当堂训练约10分钟 1、物体受10N的水平拉力作用,恰能沿水平面匀速运动,当撤去这个拉力后, 物体将(C) A、匀速运动 B、立即停止运动 C、产生加速度,做匀减速运动D、产生加速度,做匀加速运动 教师活动:D同学回答,并讲解思路 2、如图所示,质量为2kg的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦 因数为0.2,现对物体施加一个大小F=5N、与水平 方向成0=37角的斜向上的拉力(如图),已知 g=10m/s2,求: (1)物体的加速度a (2)物体在拉力的作用下4s内通过的位移大小 教师活动:F、G同学把解题思路写在黑板上,E、H同学负责批改 展示规范的解题过程如下: 解:(1)物体的受力分析如图所示 建立直角坐标糸并分解F为F1,F2,则 F=Fcob=Fcos37°=4N F2=Fn=Fsn37°=3N 由题意知:Fy=O,即G=F2+FN F 则F=G-F2=mg-F2=(20-3)N=17N
F θ 教师活动：通过以上的思考和讨论，引导学生总结出解题四步骤： 1、对物体进行受力分析； 2、求合外力 F 合； 3、根据牛顿第二定律求出加速度 a； 4、根据运动学公式求解运动情况。 【当堂训练】 约 10 分钟 1、物体受 10N 的水平拉力作用，恰能沿水平面匀速运动，当撤去这个拉力后， 物体将（ C ） A、匀速运动 B、立即停止运动 C、产生加速度，做匀减速运动 D、产生加速度，做匀加速运动 教师活动：D 同学回答，并讲解思路 2、如图所示，质量为 2kg 的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的动摩擦 因数为 0.2，现对物体施加一个大小 F=5N、与水平 方向成θ=370 角的斜向上的拉力(如图)，已知： g=10m/s2 ,求： （1）物体的加速度 a （2）物体在拉力的作用下 4s 内通过的位移大小 教师活动：F、G 同学把解题思路写在黑板上，E、H 同学负责批改 展示规范的解题过程如下： （1）物体的受力分析如图所示： F1 = Fcos = Fcos37 = 4N F2 = Fsin = Fsin37 = 3N 解： 建立直角坐标系并分解F为F1、 F2，则 由题意知：Fy=0，即G=F2+FN 则 FN = G -F2 = mg -F2 =（20-3）N =17N f F2 x FN F1 F y 当堂训练
f=1=0.2×17N=34N F△=F2-f=(4-3.4)N=0.6N 由牛顿第一定律F人=ma得 0.6 N/kg=0.3N/kg=0.3m/s2 2 (2)由运动学公式 s=V t+-at =(0+×0.3×42)m 【作业布置】 2.41 个滑雪者从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾角θ=37°,滑雪板与雪地间 的动摩擦因素是04,求5s内滑雪者滑下来的位移和5s末的速度大小。(g=10ms2) =370 【教学反思】 本节课重在基本分析思路和方法,通过讲练结合,引导学生分析和当堂反 馈,同学们基本掌握了运用牛顿运动定律解决力学问题的基本思路和方法,抓住 了本章的重点知识,精选了习题,按照荣超“20+20”模式(20分钟教师精讲+20 分钟学生学生思考和讨论)进行,学生反映也积极,效果不错。 不足之处是有学生利用讨论与交流过程中讲闲话、搞小动作,没有真正去 参与
【作业布置】 一个滑雪者从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角 ，滑雪板与雪地间 的动摩擦因素是0.4，求5s内滑雪者滑下来的位移和5s末的速度大小。(g=10m/s2 ) 【教学反思】 本节课重在基本分析思路和方法，通过讲练结合，引导学生分析和当堂反 馈，同学们基本掌握了运用牛顿运动定律解决力学问题的基本思路和方法，抓住 了本章的重点知识，精选了习题，按照荣超“20+20”模式（20 分钟教师精讲+20 分钟学生学生思考和讨论）进行，学生反映也积极，效果不错。 不足之处是有学生利用讨论与交流过程中讲闲话、搞小动作，没有真正去 参与。 o = 37 F合 = F2 -f =（4-3.4）N = 0.6N 由牛顿第一定律 ，得 F 合 = ma 2 N/ kg 0.3N/ kg 0.3m/s 2 0.6 m F a = = = = 合 （2）由运动学公式 2 0 at 2 1 s = v t + 2.4m 0.3 4 m 2 1 0 2 = =（ + ） G f = FN = 0.217N = 3.4N o = 37