4.5 牛顿运动定律的应用 教学设计-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

牛顿运动定律的应用 教学设计 〖教学目标〗 物理观念：掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。 科学思维：能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析。 科学探究：能根据物体的受力情况推导物体的运动情况。 科学态度与责任：会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。 〖教学重点与难点〗 重点：已知物体受力情况，求物体的运动情况。 难点：1、物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用。 2、正交分解法。 〖教学方法〗 创设情境导入课题，合作交流，总结规律，实例分析，拓展提升，讲练相结合。 〖教学准备〗 多媒体课件。 〖教学过程〗 一、新课引入 复习牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的的方向跟作用力的方向相同。F=ma，F指的是物体所受的合力，m为物体的质量，a是物体的加速度，注意方向。 牛二定律确定了力和运动情况的关系，可以利用已知力分析运动，也可以利用运动分析受力。 二、新课教学 （一）、从受力确定运动情况 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加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。 处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量。为此我总结了解题的一般步骤。 解题的一般步骤： （1）确定研究对象，构建模型： （2）对这个物体进行受力分析： 顺序是：重力（mg）→支持力（弹力FN）→其它→摩擦力（Ff） （3）正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式 （4） 运动分析：判断物体的运动方向，求合力F合 水平或竖直方向：F合=运动方向的力-反向的力 建立坐标系：x、y轴：F合=运动方向的力-反向的力 （5）根据牛顿第二定律列方程F合=ma （6）画应用运动学公式 速度公式 ：vt = vo+at 位移公式： 求未知 导出公式：vt2－ v02 =2ax 例题1 已知物体质量为2kg，静止在滑动摩擦因素u=0.2的地面，受到一个水平向右拉力F=5N，使物体向右做匀加速直线运动。求物体10s末的速度及10s后的位移。 1. 物体的受力情况是怎样的？ 2. 物体的所受合力为多大？ 竖直：N=mg，Fy=0;水平：Fx=F－f，方向水平向右 3. 要求末速度和位移，已知哪些运动学量？ 还差哪些运动学量？ 已知初速度V0，时间t，还差加速度a 4. 怎么求加速度a？ 由牛顿第二定律F合=ma,求加速度a 5. 解题步骤 解:对物体受力分析如图，由牛顿第二定律得： F－f＝ma N＝mg f＝μN 解得：a＝0.5 m/s2，方向水平向右. 由v=at，得 10s后的速度为vt＝at＝0.5×10 m/s＝5 m/s. 由 ，得10s后的位移为 （二）、从运动情况确定受力 例题2 滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑雪者速度变为0。如果雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2 . 解析：对滑雪者受力分析如图 在y轴方向上：N=mgcos30°，F合y=0; 在x轴方向上：F合x=-f-mgsin30°，“-”表示与x轴正方向相反 根据牛顿第二定律： 代入数据，解得 三、课堂小结 1.动力学的两类基本问题的解题思路： 1 从受力确定运动情况 2 从运动情况确定受力 2．动力学问题求解的基本步骤 （1）选取研究对象（哪个物体或哪几个物体组成的系统） （2）受力分析，画出物体的受力示意图 （3）建立坐标系，选择运动方向或加速度方向为正方向 （4）根据牛顿定律、运动公式列出方程，求加速度 （5）用运动学公式或牛顿第二定律，求所求量 学科网（北京）股份有限公司 $