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《第四章

牛顿运动定律》总复习教案

武威第五中学 韩明

★教材分析

力和物体运动的关系问题，一直是动力学研究的基本问题，人们对它的认识经历了一个漫长的过程，直到牛顿用他的三个定律对这一类问题作出了精确的解决．牛顿由此奠定了经典力学的基础．牛顿三定律成为力学乃至经典物理学中最基本、最重要的定律．牛顿第一定律解决了力和运动的关系问题；牛顿第二定律确定了运动和力的定量关系；牛顿第三定律确定了物体间相互作用力遵循的规律．动力学所要解决的问题由两部分组成：一部分是物体运动情况；另一部分是物体与周围其他物体的相互作用力的情况．牛顿第二定律恰好为这两部分的链接提供了桥梁．

应用牛顿运动定律解决动力学问题，高中阶段最为常见的有两类基本问题：一类是已知物体的受力情况，要求确定出物体的运动情况；另一类是已经知道物体的运动情况，要求确定物体的受力情况．要解决这两类问题，对物体进行正确的受力分析是前提，牛顿第二定律则是关键环节，因为它是运动与力联系的桥梁．

★学情分析

高一学生经过半年时间的高中物理学习，对运动学、力学和牛顿三大定律有了详细、明确的认识，但所学知识支零破碎，分析问题的方法不得当甚至对于一个问题无从下手，系统性不强，综合运用能力有待加强。通过本节内容的学习，整合前面所学知识，形成一个完整的知识体系，提高学习质量和效率。

★课标要求

1、能用牛顿运动定律解释有关现象。

2、能运用牛顿运动定律计算动力学中的较简单的问题。

3、熟练准确使用正交分解法解决相关问题。

★教学目标

1．知识与技能 （1）能根据物体的受力情况分析物体的运动情况及根据物体的运动情况分析物体的受力

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情况．

（2）掌握应用牛顿运动定律解决已知物体的运动情况确定物体的受力情况的基本思路和方法

（3）进一步认识力的概念、理解力的作用效果，掌握分析受力和正交分解的方法，画出研究对象的受力图． 2．过程与方法 （1）通过自主学习、合作探究，学会建立物理模型的方法和对物理概念的学习方法。． （2）会利用正交分解法在相互垂直的两个方向上分别应用牛顿定律求解动力学问题． （3）提高用解决物理问题的数学能力．

3．情感、态度与价值观 通过牛顿运动定律的应用，提高简化实际生活问题（模型化）和解决问题的能力，培养全力投入、勤于思考的科学态度和正确价值观．

★复习重点

牛顿运动定律的应用。

★教学难点

牛顿运动定律的应用、受力分析。

★教学方法

复习提问、讲练结合。

★教学过程

（一）知识体系（详细内容见导学案）

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（二）引入复习课

利用多媒体播放“神舟”五号飞船的发射升空、“和谐号”列车高速前进等录像资料．如图甲、乙所示．

引导：我国科技工作者能准确地预测火箭的升空、变轨，列车的再一次大提速节约了很多宝贵的时间，“缩短”了城市间的距离．这一切都得益于人们对力和运动的研究．我们现在还不能研究如此复杂的课题，就让我们从类似较为简单的问题入手，看一下这类问题的研究方法．

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受力的情况联系起来．因此，它在天体运动的研究、车辆的设计等许多基础学科和工程技术中都有广泛的应用．由于我们知识的局限，这里只通过一些最简单的例子作介绍． （三）本章专题剖析

1、从物体的运动情况确定受力情况

如果已知物体的运动情况，可由运动学知识求出物体的加速度，再通过牛顿第二定律和正交分解法就可以确定物体的受力情况．

［例1］静止在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，此时将F撤去，又经6 s物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求F的大小. 解析：物体的整个运动过程分为两段，前4 s物体做匀加速运动，后6 s物体做匀减速运动.

- 3 -

前4 s内物体的加速度为

a1v04m/s21m/s2

①

t14设摩擦力为Fμ，由牛顿第二定律得

FFma1

②

后6 s内物体的加速度为

a20v42m/s2m/s2

③

t263物体所受的摩擦力大小不变，由牛顿第二定律得

Fma2

④

由②④可求得水平恒力F的大小为

2Fm(a1a2)2(1)N3.3N

3小结：解决动力学问题时，受力分析是关键，对物体运动情况的分析同样重要，特别是像这类运动过程较复杂的问题，更应注意对运动过程的分析. 在分析物体的运动过程时，一定弄清整个运动过程中物体的加速度是否相同，若不同，必须分段处理，加速度改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量.分析受力时要注意前后过程中哪些力发生了变化，哪些力没发生变化. 练习1、一个滑雪的人，质量m＝75kg，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）

2、从物体的受力情况确定运动情况

如果已知物体受力情况，可由牛顿第二定律和正交分解法求出物体的加速度，再通过运动学知识就可以确定物体的运动情况．

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［例2］把一个质量是2kg的物块放在水平面上，用12 N的水平拉力使物体从静止开始运动，物块与水平面的动摩擦因数为0.2，物块运动2 s末撤去拉力，g取10ｍ／s2.求：

（1）2s末物块的瞬时速度. （2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离. 解析：（1）前2秒内，有F－

f =ma1，f=μΝ，

FN=mg，则

a1Fmg4m/s2,v1a1,t8

m/s

mv12（2）撤去F以后a22m/s,x16m

m2a22F练习2、质量为60 kg的人，站在运动的电梯里的台秤上，台秤的指数为540N，问电梯的加速度是多少？电梯可能在做什么运动?（g=10m/s2）

3、正交分解—静态平衡问题

例3：如图所示，质量为m的木块在力F作用下在水平面上做匀速运动。木块与地面间的

A.

B.

C.

D.

mg (mg+Fsin) (mg-Fsin) Fcos

）



F

4、三角形—动态平衡问题

例4：重为G的物体系在OA、OB两根等长的轻绳上，轻绳的A端和B端挂在半圆形的支架BAD上，如图所示，若固定A端的位置，将OB绳子的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，则以下说法正确的是（

）

A．OB绳上的拉力先增大后减小

C

A

D

O

G

- 5 - B

B．OB绳上的拉力先减小后增大

C．OA绳上的拉力先减小后增大

D．OA绳上的拉力一直逐渐减小

5、牛顿第二定律—连接体

例题5、如图所示，两个质量相同的物体1和2，紧靠在一起放在光滑的水平面上，如果它们分别受到水平推力F1和F2的作用，而且F1＞F2，则1施于2的作用力的大小为（

）

A．

F1

B．F2

F1

1

2

F2

C．（

F1+F2）/2 D．（F1-F2）/2

6、牛顿第二定律—瞬时分析

例题6、小球 A、B的质量分别

为m和 2m ，用轻弹簧相连，然后用细线悬挂而静止，在剪断绳子的瞬间，求 A 和 B 的加速度各为多少？

练习6、如图所示，木块A和B用一弹簧相连，竖直放在木板C上，三者静止于地面，它们的质量比是1:2:3，设所有接触面都是光滑的，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时，A和B的加速度 aA＝

，aB＝

。

7、牛顿第二定律—图像分析

B

C

A

A

B

例题7、

物体在水平地面上受到水平推力的作用，在6s内力F的变化和速度v的变化如图所示，则物体的质量为______kg，

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（六）小结

1．动力学问题的求解基本思路

牛顿第二定律反映的是，加速度、质量、合外力的关系，而加速度可以看成是运动的特征量，所以说加速度是连接力和运动的纽带和桥梁，是解决动力学问题的关键．

2．一般步骤：

（1）确定研究对象；

（2）受力及状态分析；

（3）取正方向，列方程；

（4）统一单位，代值求解；

（5）检验结果．

★课后作业

完成《导学案》拓展提升

★板书设计

第四章

牛顿运动定律

总复习

一、知识点总结（详见导学案）

二、专题剖析：

1、从物体的运动情况确定受力情况

例题1、

练习1、

2、从物体的受力情况确定运动情况

例题2、

练习2、

3、正交分解—静态平衡问题

4、三角形—动态平衡问题

牛顿第二定运动学公式

律

加速度a

受力情况

第一类问题

运动情况

另一类问题

加速度a 牛顿第二定运动学公式

律

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5、牛顿第二定律—连接体

6、牛顿第二定律—瞬时分析

7、牛顿第二定律—图像分析

三、牛顿定律解决问题的一般步骤：

1、确定研究对象；

2、受力及状态分析；

3、取正方向，列方程；

4、统一单位，代值求解；

5、检验结果．

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