5. 牛顿运动定律的应用名师教学视频（文字实录）

五

牛顿运动定律的应用

长宁县培风中学 万琴

教学目标

1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。

2、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。

4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。

重点难点

1、用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法

2、正确分析受力并恰当地运用正交分解法

设计思想

通过本节课培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。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。让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。

教学资源 《牛顿第一定律》多媒体课件

教学设计

【课堂引入】

1

问题：运动学基本公式有哪些？

问题：牛顿运动定律的内容主要是什么？

【课堂学习】

学习活动一：动力学的两类问题

牛顿第二定律

加速度a

已知受力情况求运动情况

受力情况

运动情况

运动学规律

已知运动情况求受力情况

运动学规律

牛顿第二定律

加速度a

学习活动二：牛顿运动定律的应用的基本类型和方法

1.选取研究对象

已知运动求力

应用

步骤

3.规定正方向

已知力求运动

4.列方程求解

5.讨论结果

综

合

学习活动三：牛顿运动定律解题的基本思路

1、对研究对象进行受力分析、运动分析

2、由牛顿第二定律通过加速度这个联系力和运动的“桥梁”，结合运动学公式进行求解。

学习活动四：类型1：已知力求运动

问题1：如图所示,一质量为m=5kg的物体沿水平地面向左运动,物体

2

与地面的动摩擦因数μ=0.4,当物体的水平速度v0=14m/s时,开始计时,同时物体开始受到一个水平向右的拉力F=15N作用(g=10m/s2).求: (1)1s内物体运动的位移

(2)3s 内物体运动的位移

v m

问题2：如图所示，质量为0.78kg的金属块放在水平桌面上，在与水平成37°角斜向上、大小为3.0N的拉力F作用下，以4.0m/s的速度向右做匀速直线运动．已知sin37°=0.60，cos37°＝0.80，g取10m/s2．

（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数．

（2）如果从某时刻起撤去拉力，则

撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？

3 F

F m 370

学习活动四：类型2：已知运动求力

问题3：质量m=2.75t的载重汽车,在F=3000N牵引力的作用下,由静止开上山坡,当车前进s=100 m时,速度变为v=36km/h,求该车运动时受到地面对它的阻力.(沿山坡每进1m升高0.05m,g=10m/s2)

问题4：如图，以水平力F推物体A,使A由静止起沿斜面匀加速上滑。A的质量为m＝2kg，斜面的倾角θ＝37°，A与斜面间动摩擦因素μ＝0.25，A在 2s内上滑的距离为4m，求水平推力F(g＝10m/s2，

sin37°＝0.60) F a

学习活动四：类型3：多过程问题

问题5：质量为 10 kg的物体在F＝200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37O．力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1．25秒钟后，速度减为零．求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总

4

位移S。（已知 sin37o＝0.6，cos37O＝0.8，g＝10 m/s2）

问题6：如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度g＝10 m/s2 ）

t (s) 0.0 0.2 0.4 v(m/s) 0.0 1.0 2.0 求: （1）斜面的倾角；

…

…

1.2 1.4 1.1 0.7 …

…

（2）物体与水平面之间的动摩擦因数；

（3）t＝0.6s时的瞬时速度v。

A α

B

C

5

应用牛顿运动定律解题的一般步骤小结：

1、审题、明确题意，清楚物理过程；

2、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个物体组成的物体组；

3、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力的示意图；

4、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方向或加速度方向为正方向。

5、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列方程；

6、解方程，对结果进行分析、检验或讨论。

【课堂小结】

问题1：运动学基本公式有哪些？

问题2：动力学有哪两类问题？

问题3：联系两类问题的桥梁是什么? 问题4：运用牛顿运动定律解题的一般步骤是什么？

【板书设计】

第五节

一．运动学基本公式

1. 基本规律：vtv0at 22 牛顿运动定律的应用

Sv0t12at2

2. 导出规律：vtv02aS 二．运动学的两种基本题型

三．解题的一般步骤

Svtv0vtt2

6

课堂反馈

1.放在水平面上的物体，在水平拉力F的作用下以加速度a运动，现将拉力F改为2F（仍然水平方向），物体运动的加速度大小变为a′．则 A．a′=a

B．a＜a′＜2a

C．a′=2a

D．a′＞2a

2.如下图所示，AB、AC、AD都是光滑的轨道，A、B、C、D四点在同一竖直圆周上，其中AD是竖直的．一小球从A点由静止开始，分别沿AB、AC、AD轨道滑下B、C、D点所用的时间分别为t1、t2、t3．则 A．t1=t2=t3

B．t1＞t2＞t3

C．t1＜t2＜t3

D．t3＞t1＞t2

3.如下图所示，AD、BD、CD都是光滑的斜面，现使一小物体分别从A、B、C点由静止开始下滑到D点，所用时间分别为t1、t2、t3，则 A．t1＞t2＞t3

B．t3＞t2＞t1

C．t2＞t1=t3

D．t2＜t1＞t3

4.如图所示，水平面光滑，用力F推木块2使3个相同的木块保持相对静止向前加速运动，则木块所受到的合力为

A.木块2最大

7

B.木块3最大 C.同样大 D.不能判断谁大谁小

5.一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距L=10 m。从A处把工件轻轻放到传送带上，经过时间t=6s能传送到B处。如果提高传送带的运行速率，工件能较快地从A处传送到B处。要让工件用最短时间从A处传送到B处，说明并计算传送带的运行速率至少应多大？

6.从静止开始做匀加速直线运动的汽车，经过t=10s，发生位移S=30m．已知汽车的质量m=4×103kg，牵引力F=5.2×103N．求：

(1)汽车运动的加速度大小；

(2)运动过程中汽车所受的阻力大小．

答案：1.D 2.A 3.D 4.C 5. 4.47m/s 6. 0.6 2800N

课后测评

1.汽车紧急刹车后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20m/s的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为

A.40m B.20m C.10m D.5m

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2.用30N的水平外力F,拉一个放在光滑水平面上静止的质量为20kg的物体,力F作用3s后消失,则第5s末物体的速度和加速度分别是

A.4.5m/s,1.5m/s2 B.7.5m/s,1.5m/s2 C.4.5m/s,0 D.7.5m/s,0

3.播种机撒种时若所受阻力与车重成正比,而保持牵引力不变,那么开始播种后,它的运动情况将变为

A.匀加速运动 B.匀速运动 C.匀减速运动 D.变加速运动

4.在粗糙的水平面上用水平恒力F推动质量为m的物体，由静止开始运动，经过了3 s撤去外力后，又经过2 s物体停止运动，则物体与水平面的动摩擦因数为________。

5.总质量为M的热气球由于故障在高空以速度v竖直下降，为了阻止继续下降，在t=0时刻，从热气球中释放了一个质量为m的沙袋，不计空气阻力，当t= 热气球停止下降，这时沙袋的速度为 。（此时沙袋尚未着地）

6.质量为3kg的物体，在０～4s内受水平拉力Ｆ和摩擦力f的作用，在4～10s内仅受摩擦力作用而停止，其v-t图像如下图，则物体受到摩擦力是多少？水平拉力是多少？

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7.一个质量m=10kg的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4,轻弹簧的一端系在物体上,如图.当用力F与水平方向成θ=37o角拉弹簧时,弹簧的长度由10cm伸长到13cm，物体沿水平面做匀速直线运动.g取10m/s2,求弹簧的劲度系数.

答案：1.B 2.C 3.D 4. 3F/5mg 5. 15N 7. k=1282N/m

(Mm)vmg Mvm 6. 6N 10