第4章 5. 牛顿运动定律的应用(学案)-【成才之路】2022-2023学年高中新教材物理必修第一册同步学习指导（人教版2019）

+,-&./+012345 ５．牛顿运动定律的应用 目标体系构建 明确目标·梳理脉络　 【课程标准】 　 　 １．理解牛顿运动定律。 ２．能用牛顿运动定律解 释生产生活中的有关现象， 解决有关问题。 【素养目标】 物理观念明确动力学的两类基本问题——由受力求运动情况、由运动情况求受力 科学思维掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法，体会联系力和运动的桥梁——            加速度 课前预习反馈 教材梳理·落实新知　 知识点１ 从受力情况确定运动情况 　 　 １．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 况和受力情况　 联系起来。 ２．如果已知物体的受力情况，可由牛顿第 二定律求出物体的加速度　 ，再通过运动学的 规律就可以确定物体的运动情况　 。 知识点２ 从运动情况确定受力情况 　 　 若已经知道物体的运动情况，根据运动学 公式求出物体的　 加速度　 ，于是就可以由牛 顿第二定律确定物体所受的外力　 　 　 ，这是 力学所要解决的又一方面的问题。 知识点３ 动力学的两类基本问题 　 　 动力学有两类问题：一是已知物体的受力 情况分析运动　 　 　 情况；二是已知运动情况 分析受力　 　 　 情况，程序如下图所示。 力受力分析幑 幐帯帯帯帯帯牛顿第二定律加速度ａ 运动学 幑 幐帯帯帯公式 运动 状态 其中，受力分析　 是基础，牛顿第二定律和 运动学　 　 公式是工具，加速度　 　 是桥梁。 思考辨析　 『判一判』 （１）根据物体加速度的方向可以判断物体所受 合外力的方向。 （　 　 ） （２）根据物体加速度的方向可以判断物体受到 的每个力的方向。 （　 　 ） （３）加速度是联系运动和力的桥梁。 （　 　 ） （４）物体运动状态的变化情况是由它的受力决 定的。 （　 　 ） （５）物体运动状态的变化情况是由它对其他物 体的施力情况决定的。 （　 　 ） 『选一选』 　 　 静止在光滑水平地面上的物体的质量为 ２ ｋｇ，在水平恒力Ｆ推动下开始运动，４ ｓ末它的 速度达到４ ｍ ／ ｓ，则Ｆ的大小为 （Ａ ） Ａ． ２ Ｎ　 　 Ｂ． １ Ｎ　 　 Ｃ． ４ Ｎ　 　 Ｄ． ８ Ｎ 『想一想』 　 　 ２月１０日，北京２０２２年冬奥会花样滑冰男 子单人滑自由滑比赛在首都体育馆举行。中国 选手金博洋拿到１７９． ４５分，创造了个人本赛季 最高分。假设滑冰运动员的总质量为５５ ｋｇ，滑 冰运动员左右脚交替蹬冰滑行，左右脚向后蹬 冰的力都是１１０ Ｎ，每次蹬冰 时间１ ｓ，左右脚交替时，中间 有０． ５ ｓ的时间不蹬冰，忽略 运动员滑行中受到的阻力，设 运动员由静止开始直线滑行， 你能根据上述条件求出１５ ｓ 末运动员的速度吗                                                ？ !!"# 　 １５０ !"#$%&'() ＲＪ * 课内互动探究 细研深究·破疑解难　 由物体的受力情况确定运动情况 探究 ┃┃情境导入　 ■ 　 　 玩滑梯是小孩非常喜 欢的活动，如果滑梯的倾 角为θ，一个小孩从静止开 始下滑，小孩与滑梯间的 动摩擦因数为μ，滑梯长度 为Ｌ，怎样求小孩滑到底端的速度和需要的 时间？ ┃┃要点提炼　 ■ 　 　 １．问题界定： 已知物体受力情况确定运动情况，指的是 在受力情况已知的条件下，判断出物体的运动 状态或求出物体的速度和位移。 　 　 ２．解题思路 分析物 体受力→ 求物体 的合力→ ａ ＝ Ｆｍ求 加速度 → 运动学公式 求运动学量 ３．解题步骤 （１）确定研究对象，对研究对象进行受力分 析，并画出物体的受力分析图。 （２）根据力的合成与分解，求出物体所受的 合外力（包括大小和方向）。 （３）根据牛顿第二定律列方程，求出物体运 动的加速度。 （４）结合物体运动的初始条件，选择运动学 公式，求出所需的物理量——任意时刻的速度， 任意时间内的位移，以及运动轨迹等。 ┃┃典例剖析　 ■ 　 　 典题１ 滑沙是国内新兴的一种旅游项 目，如图甲所示，游客坐在滑沙板上，随板一起 下滑，若将该过程处理成如图乙所示模型，人坐 在滑板上从斜坡的高处Ａ点由静止开始滑下， 滑到斜坡底端Ｂ点后沿水平的滑道再滑行一段 距离到Ｃ点停下来。若某人和滑板的总质量ｍ ＝ ６０． ０ ｋｇ，滑板与斜坡滑道和水平滑道的动摩 擦因数均为μ ＝ ０． ５０，斜坡ＡＢ的长度ｌ ＝ ３６ ｍ。 斜坡的倾角θ ＝ ３７°（ｓｉｎ ３７° ＝ ０． ６，ｃｏｓ ３７° ＝ ０． ８），斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运 动过程中空气阻力忽略不计，