[名校联盟]江苏省连云港市新浦中学物理必修147牛顿第二定律应用（备课包，4份）

过程与方法 1、在实际应用中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。 2、让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。[来源:学科网ZXXK] 情感态度与价值观 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[来源:Zxxk.Com] 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 会进行物体的受力分析 课时安排 1课时 教学过程 一、引入： 师：同学们，在前面的学习中我们学习了牛顿运动定律。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；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物体的受力情况联系起来。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。牛顿定律在天体运动的研究、车辆的设计等许多基础科学和工程技术中都有广泛就用。比如我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？就是以牛顿运动定律为理论基础。当然，由于我们目前知识的局限，我们可以进行一些简单的问题处理。 二、从受力确定运动情况 例1、一个静止在水平地面上的物体，质量是 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内的位移。 分析：1、请大家仔细审题，本题中给出了哪些已知量，要解决的问题是什么？ 2、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？ 3、本题中的研究对象应该是谁？ 受力分析图如下 师：物体的合外力是多少？ 生：是6.4-4.2=2.2N 师：知道了合外力后我们可以做什么？ 生：用求出物体的加速度a=1.1m/s2，然后根据匀变速直线运动规律求解物体的速度和位移。[来源:学科网] 师：你怎么知道物体做的是匀变速直线运动？ 生：因为物体受的合外力是恒定的，所以加速度也是恒定的，物体做匀变速直线运动。 师：好，下面请同学们各自完成速度和位移的求解。 例2、质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求： （1）若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？ （2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？ （3）物体总共通过多大位移？（g取10m/s2） [来源:学科网] 三、根据运动情况确定物体的受力 例3、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） 分析：1、本题中给出了哪些已知量，要解决的问题是什么？ 2、本题中的研究对象应该是谁？ 受力分析图如下 师：就是这三个力合起来大小为300N，方向沿斜面向下。这三个力中重力G是已知的，那如何根据合力及重力的大小G来求解阻力F呢？ 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。 如上图，N与G的合力大小是750/2=375N，从而知375-300=75N，即=75N 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。 [来源:Zxxk.Com] 因为物体只是在X方向运动，所以物体在Y方向是静止的，则有Y方向受力平衡即N=GY，物体所受的合力就是X方向两个力的合力，所以GX-F=300,有F=75N。 扩展问题1：如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大? 根据公式求解，考点是N大小并不等于物体重力G，而是Gcosθ 扩展问题2：如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？ 扩展问题3：如果下坡后立即滑上一个30°的斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高？ 精讲点拨：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。（别看先分了再合，磨刀不误砍柴功） 例4、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s=5m．取g=10m／s2，求： (1)木块与粗糙平面间的动摩擦因数。 (2)若在5s后撤去F，木块还能滑行多远? 四、总结分析 师：问题：上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处？ 生：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：例1是从受力确定运动情况：已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学公式确定物体的运动情况。例2是从