2023年牛顿第二定律的简单应用

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐牛顿第二定律的简单应用牛顿其次定律的简洁应用

一、教学目标

1．物理学问方面的要求：

(1)巩固记忆牛顿其次定律内容、公式和物理意义；

(2)把握牛顿其次定律的应用方法。

2．通过例题分析、争论、练习使同学把握应用牛顿定律解决力学问题的方法，培育同学的审题力量、分析综合力量和运用数学工具的力量。

3．训练同学解题规范、画图分析、完善步骤的力量。

二、重点、难点分析

1．本节为习题课，重点内容是选好例题，讲清应用牛顿其次定律解决的两类力学问题及解决这类问题的基本方法。

2．应用牛顿其次定律解题重要的是分析过程、建立图景；抓住运动状况、受力状况和初始条件；依据定律列方程求解。但同学往往存在重结论、轻过程，习惯于套公式得结果，所以培育同学良好的解题习惯、建立思路、把握方法是难点。

三、教具

投影仪、投影片、彩笔。

四、主要教学过程

(一)引入新课

牛顿其次定律揭示了运动和力的内在联系。因此，应用牛顿其次定律即可解答一些力学问题。

我们通过以下例题来体会应用牛顿其次定律解题的思路、方法和步骤。

(二)教学过程设计

1．已知受力状况求解运动状况

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

这个题目就是依据已知的受力状况来求物体的运动状况。前4秒内运动状况：物体由静止在恒力作用下做匀加速直线运动，t=4.0s．受力状况：f=5.0n，f=2.0n，g=n；初始条件：v0=0；讨论对象：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，v′t=0。受力状况：g=n、f=2.0n；初始条件：v′0=vt，求解滑行时间。

(2)解题思路

讨论对象为物体。已知受力，可得物体所受合外力。依据牛顿其次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)

解：确定讨论对象，分析过程(画过程图)，进行受力分析(画受力图)。

前4秒依据牛顿其次定律列方程：

水平方向

f-f=ma

竖直方向

n-g=0

引导同学总结解题步骤：确定对象、分析过程、受力分析、画图、列方程、求解、检验结果。

(4)争论：若无第一问如何解？实际第一问的结果是其次问的初始条件，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，如放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目。

2．已知运动状况求解受力状况

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

这个题目是依据运动状况求解汽车所受的阻力。讨论对象：汽车m=1.0×103kg；运动状况：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

由运动状况和初始条件，依据运动学公式可求出加速度；再依据牛顿其次定律求出汽车受的合外力，最终由受力分析可知合外力即阻力。

(3)解题步骤(投影)

画图分析

据牛顿其次定律列方程：

竖直方面

n-g=0

水平方面

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。

引导同学总结出解题步骤与第一类问题相同。

(5)引申：这一类题目除了包括求出人们熟知的力的大小和方向，还包括探究性运用，即依据观测到的运动去熟悉人们还不知道的物体间的相互作用的特点。牛顿发觉万有引力定律、卢瑟福发觉原子内部有个原子核都属于这类探究．

3．应用牛顿其次定律解题的规律分析(直线运动)

题目类型流程如下

由左向右求解即第一类问题，可将vt、v0、s、t中任何一个物理量作为未知求解。

由右向左求解即其次类问题，可将f、f、m中任一物量作为未知求解。

若阻力为滑动摩擦力，则有f-μmg=ma，还可将μ作为未知求解。

如：将例题2改为一物体正以10m/s的速度沿水平面运动，撤去拉力后匀减速滑行2.5m，求物体与水平面间动摩擦因数。

4．物体在斜向力作用下的运动

例题3(投影)一木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角的力f推木箱，求经过t秒时木箱的速度。

解：(投影)

画图分析：

木箱受4个力，将力f沿运动方向和垂直运动方向分解：

水平分力为

fcosθ

竖直分力为

fsinθ

据牛顿其次定律列方程，竖直方向

n-fsinθ-g=0①

水平方向

fcosθ-f=ma②

二者联系

f=μn③

由①式得n=fsinθ+mg代入③式有

f=μ(fsinθ＋mg)

代入②式有fcosθ-μ(fsinθ＋mg)=ma，得

可见解题方法与受水平力作用时相同。

(三)课堂小结(引导同学总结)

1．应用牛顿其次定律解题可分为两类：一类是已知受力求解运动状况；一类是已知运动状况求解受力。

2．不论哪种类型题目的解决，都遵循基本方法和步骤，即分析过程、建立图景、确定讨论对象、进行受力分析、依据定律列方程，进而求解验证效果。在解题过程中，画图是非常重要的，包括运动图和受力图，这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不行少的步骤．

3．在斜向力作用下，可将该力沿运动方向和垂直运动方向分解，转化为受水平力的情形。解题方法相同。

五、说明

1．例题1在原题基本上增加了一个运动过程，目的是强调过程图和受力图的重要性。由于有些同学对此不够重视而导致错误，尤其是以后遇到简单问题的处理时更加突出，比如不留意各段运动中物体受力状况的变化和与之相关的加速度的变化，用前一段运动的加速度代入后一段运动方程进行运算，得出错误结果．但教材中节练习题和章习题中没有这类题目，所以可依据同学状况加以取舍。

2．解题过程反复强调分析方法、解题步骤，意在培育同学的良好解题习惯和书写规范，由于解题过程要力求详尽，故本课密度较大。为此，解题过程可利用投影片以节约时间。

3．例题中增加了斜向力作用的情形，目的是使同学留意竖直方向运动方程的建立，对水平方向物理量的影响。由于同学长时间只考虑水平方向受