4.5 牛顿运动定律的应用 导学案 -2023-2024学年高一上学期“元创物理”2023年暑期《初高中衔接 • 物理教材》

5. 牛顿运动定律的应用 01【学情衔接】 已经学习知道的知识 衔接问题 将要达成的核心目标 1.牛顿第二定律F=ma。 2.物体的受力分析及正交分解法。 3.物体运动规律vt＝v0＋at，x＝v0t＋at2、vt2-=2ax、Δx=at2等。 牛顿运动定律→两类基本问题的求解 生产、生活中的问题→斜面、传送带、板块模型及实际问题 1.知道加速度是联系力和运动的桥梁，理解应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。 2.能运用牛顿运动定律和运动学公式解释生产和生活中的有关现象和有关问题，解决一定难度的动力学问题。 02【衔接讲解】 “元创物理”2023年暑期《初高中衔接 • 物理教材》 第四章：运动和力的关系 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 一、牛顿运动定律→两类基本问题的求解 学习了运动学的知识，学习了力的基础知识，学习了牛顿第一、第二、第三定律，就可以分析、解释、解决一些生产、生活中的运动与力的问题了。 1.第一类基本问题：由受力情况确定运动情况 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，再通过运动学规律确定物体的运动情况。求解此类题的基本步骤是： 一般以加速度所在直线为x轴，与之垂直的为y轴，x轴指向初速度方向，且设加速度正方向为x轴正方向。 2.第二类基本问题：由运动情况确定受力情况 已知物体的运动情况，可以根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律 就可以确定物体所受的力。 求解此类题的基本步骤是： 一般也以加速度所在直线为x轴，与之垂直的为y轴，x轴指向初速度方向，且设加速度正方向为x轴正方向。 3.由上可见，两类问题求解的关键都是求加速度。 （1）简明的求解思路： （2）应把握的关键： ①做好两个分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析； ②抓住一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁． 二、生产、生活中的问题→实际问题的求解 一般情况下，运动过程是复杂的，可能有多个过程，需要分段处理，这就要对每个过程都选定正方向，认准正方向；也可能是已知一部分力和一部分运动情况，求解另一部分力和另一部分运动情况，这时，除了注意上述各点外，一般需要根据已知条件联列方程组求解。 总之，具体问题、具体分析、具体求解。 ☆【跨上台阶】 三、斜面、连接体、板块、传送带等模型问题的求解 1.斜面上的物体的运动与力问题，一般要分上时和下降两个阶段分析，注意弹力和摩擦力的正确求解，分阶段时，可选不同方向为正方向。 2.连接体问题，一般需用隔离法、整体法配合求解。 两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体叫连接体．如几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、细杆等连在一起． 处理连接体问题的方法 (1)整体法：把整个系统作为一个研究对象来分析的方法．不必考虑系统内力的影响，只考虑系统受到的外力． (2)隔离法：把系统中的各个部分(或某一部分)隔离，作为一个单独的研究对象来分析的方法．此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力，在分析时要特别注意． (3)整体法与隔离法的选用 求解各部分加速度都相同的连接体问题时，要优先考虑整体法；如果还需要求物体之间的作用力，再用隔离法．求解连接体问题时，随着研究对象的转移，往往两种方法交叉运用．一般的思路是先用其中一种方法求加速度，再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合力．无论运用整体法还是隔离法，解题的关键还是在于对研究对象进行正确的受力分析． 3.板块模型 通常情况是一个物块放在一个板上，用力拉其中一个，共同加速的加速度的临界值决定于未受拉力的那一个。一般需用隔离法求解。要注意有相对运动的条件是找加速度关系，分离的条件是找位移关系。 4.传送带模型 （1）对传送带上物体进行受力分析，可根据牛顿第二定律求解物体的加速度，该加速度是运动物体相对地面的加速度．因此研究传送带上物体的位移、速度等运动问题必须选择地面为参考系． （2）传送带上物体的动力学问题的一般分析思路：初始条件→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合外力和加速度大小和方向→由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变． （3）水平放置的传送带上，当物体的速度与传送带的速度相等时，两者相对静止，滑动摩擦力突变为零，物体与传送带一起做匀速直线运动． （4）倾