高中物理 4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）导学案 新人教版必修1.doc

用牛顿运动定律解决问题（一）教学内容教学设计或学习心得学习目标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。课本导读1牛顿第二定律给出了加速度与力、质量之间的定量关系：_.因此，我们在已知受力的情况下可以结合_，解决有关物体运动状态变化的问题；我们也可以在已知物体运动状态发生变化的情况下，运用运动学公式求出物体的_，再结合牛顿第二定律确定物体的受力情况2受力分析的一般顺序：先_，再_，最后_受力分析的方法有_和_3第一类基本问题已知物体的_，求解物体的_求解此类题的思路是：已知物体的受力情况，根据_，求出物体的_，再由物体的初始条件，根据_求出未知量(速度、位移、时间等)，从而确定物体的运动情况4第二类基本问题已知物体的_，求出物体的_求解此类题的思路是：根据物体的运动情况，利用_求出_，再根据_就可以确定物体_，从而求得未知的力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的角度等5分析和解决这类问题的关键对物体进行正确的受力分析和运动情况分析，并抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁.1a运动学公式加速度2重力弹力摩擦力整体法隔离法3受力情况运动情况牛顿第二定律加速度运动学规律4运动情况受力情况运动学公式加速度牛顿第二定律所受的力5加速度合作探究合作探究合作探究一、从受力确定运动情况解题思路例1静止在水平面上的物体质量为400 g，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，在4 n的水平拉力作用下，物体从静止开始运动，求出4 s内物体的位移和4 s末物体的速度(g取10 m/s2)答案：40 m20 m/s解析设物体的质量为m，水平拉力为f，地面对物体的支持力，摩擦力分别为fn、ff.对物体受力分析如图所示，由牛顿第二定律可得f合fffma，由于fffn，fnmg得a.再由运动学公式得xat2t242 m40 m.vatt4 m/s20 m/s.讨论交流1从以上的解题过程中，总结一下运用牛顿定律解决由受力情况确定运动情况的一般步骤答案：运用牛顿定律解决由受力情况确定物体的运动情况大致分为以下步骤：(1)确定研究对象(2)对确定的研究对象进行受力分析，画出物体的受力示意图(3)建立直角坐标系，在相互垂直的方向上分别应用牛顿第二定律列式fxmax，fymay.求得物体运动的加速度(4)应用运动学的公式求解物体的运动学量2受力情况和运动情况的链接点是牛顿第二定律，在运用过程中应注意哪些问题？答案：分析的过程中要按照一定的步骤以避免“添力”或“漏力”一般是先场力，再接触力，最后是其他力，即一重、二弹、三摩擦、四其他再者每一个力都会独立地产生一个加速度但是解题过程中往往应用的是合外力所产生的合加速度再就是牛顿第二定律是一矢量定律，要注意正方向的选择和直角坐标系的应用变式训练1如图所示，质量m4 kg的物体与地面间的动摩擦因数为0.5，在与水平方向成37角的恒力f作用下，从静止起向右前进t12.0 s后撤去f，又经过t24.0 s物体刚好停下求：f的大小、最大速度vm、总位移x.答案：54.5 n20 m/s60 m二、从运动情况确定受力解题思路例2质量为2.75 t的载重汽车，在2.9103 n的牵引力作用下由静止匀加速开上一个山坡，沿山坡每前进100 m，升高5 m汽车由静止开始前进100 m时，速度达到36 km/h，求汽车在前进中所受摩擦力的大小(g取10 m/s2)答案：150 n解析设斜坡的倾角为，以汽车为研究对象，受力如图所示已知汽车的质量m2.75 t2 750 kg，初速度v00，末速度v36 km/h10 m/s.匀加速运动的位移x100 m，根据运动学公式v2v2ax，得a m/s20.5 m/s2.由牛顿第二定律知，沿斜面方向有fffmgsinma. 其中sin .所以fffmgsin ma2 9002 750(100.5) n150 n.变式训练2一个物体的质量m0.4 kg，以初速度v030 m/s竖直向上抛出，经过t2.5 s物体上升到最高点已知物体上升过程中所受到的空气阻力大小恒定，求物体上升过程中所受空气阻力的大小是多少？答案：0.88 n例3如图所示，光滑地面上，水平力f拉动小车和木块一起做匀加速运动，小车的质量为m，木块的质量为m.设加速度大小为a，木块与小车之间的动摩擦因数为，则在这个过程中木块受到的摩擦力大小是()amg bmac.f dfma答案：bcd两者无相对运动，它们之间的摩擦力只能是静摩擦力，因而滑动摩擦力公式ffmg就不再适用，a选项错误；以m为研究对象，则静摩擦力产生其运动的加速度a，再由牛顿第三定律可知b选项正确；以m为研究对象，ff静ma，f静fma，d选项也正确；以整体为研究对象，则a，再代入f静ma可得f静.故c选项也正确巩固提高1如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连在某一段时间内小球与小车相对静止，且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力则在这段时间内小车可能是()a向右做加速运动 b向右做减速运动c向左做加速运动 d向左做减速运动2两辆汽车在同一水平路面上行驶，它们的质量之比m1m212，速度之比v1v221.当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为s1，乙车滑行的最大距离为s2.设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则()as1s212 bs1s211 cs1s221 ds1s2413如图所示，车沿水平地面做直线运动，车厢内悬挂在车顶上的小球与悬点的连线与竖直方向的夹角为，放在车厢底板上的物体a与车厢相对静止a的质量为m，则a受到的摩擦力的大小和方向分别是()amgsin ，向右 bmgtan ，向右cmgcos ，向左 dmgtan ，向左4如图所示，静止的粗糙传送带上有一木块m正以速度v匀速下滑，滑到传送带正中央时，传送带开始以速度v匀速斜向上运动则木块从a滑到b所需的时间与传送带始终静止不动时木块从a滑到b所用的时间比较()a两种情况相同 b前者慢c前者快 d不能确定5如图所示，质量m2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对