5. 牛顿运动定律的应用精品学案

牛顿运动定律-与斜面有关的动力学问题

【教学目标】

1.

掌握判断物体在斜面上是否下滑的方法；

2.

理解斜面上物体的平衡方程仅由μ、tan

决定，不受质量影响；

3.

理解自锁的原理；

4.

体会物理中等效法处理问题具有化繁为简的优点；

5.

认识到透彻地解决某一问题是学好物理重要的思维习惯。

【重难点】

重点：

1.判断物体在斜面上是否下滑的方法；

2.理解自锁的原理。

难点：

等效法的应用

【教材分析】

斜面体模型属于高考一轮复习中《牛顿运动定律应用》较难的一个模型，涉及受力分析、运动状态判定、摩擦力性质分析、不等式应用等内容，综合性强，是高考的热门考点之一。本节课主要培养学生学会判断物体放在斜面上后的运动状态，学生学会这种方法不仅有利于斜面上物体运动过程的分析，还将降低传送带模型中倾斜传送带问题的难度。

【学情分析】

学生目前对斜面上物体的受力分析、物体重力沿斜面向下的分力及最大静摩擦力的计算比较熟练，但多数学生对斜面上物体（不受其他力）的运动状态只决定于μ和tan

尚处于模糊阶段。

【教学设计】

一、介绍本节课研究内容

二、习题教学

【例1】利用视频引入

已知小猪佩奇与斜面间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，佩奇在斜面顶端初速度为0，为使小猪佩奇可沿斜面加速下滑，则斜面倾角应满足什么条件？请说明理由。

问题：

1.

若小猪佩奇可沿斜面下滑，受力应满足什么条件？

下滑条件：Gx>fm 2.

重力下滑分力Gx如何计算？

3.

最大静摩擦力fm如何计算? 4.

请完成分析计算

设计目的：

1.

让学生明确物体在斜面加速下滑的条件是Gx>fm；

2.

学生熟悉不等式运算；

处理方法：

1.

教师引导学生推出判断佩奇加速下滑的受力条件

2.

学生自行计算并加以解释

3.

教师进行对受力分析点评，并讲解结论的理解。

【例2】如图所示，有一装有沙子的木箱沿斜面向下以速度 v0

匀速运动，某时刻，沙子开始从侧边不断漏出忽略沙子漏出时的反冲作用，则小车将

A.开始加速

B.开始减速

C.继续匀速

D.无法确定

设计目的：

使学生理解物体平衡条件的本质为μ=tan

，与物体的质量无关

处理方法：

1.

本题要求学生自己独立完成

2.

并利用智慧课堂软件进行统计

3.

请同学来说明自己的判断理由

4.

老师给出点评，强调平衡条件的本质为μ=tan

，与物体的质量无关。

【例3】如图所示，三角形物体放在倾角为θ的斜面上处于静止状态,物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现对物体施加一竖直向下的外力F，请判断物体是否会下滑，并写出证明过程。

设计目的：

1.

让学生明确物体在斜面上保持静止的条件是：Gx

fm 2.

使学生理解自锁的原理，即力F增大时，重力下滑分力Gx与最大静摩擦fm同时增大，决定二力大小关系的仍然只有μ和tanθ

，力F不影响不等号的符号，即不影响二力的大小关系和物体的运动状态。

处理方法：

1.

老师引导学生得出静止条件；

2.

学生完成分析计算；

3.

请一位同学到讲台上来完成；

4.

老师进行补充强调受力分析的规范和静止条件，并对学生的讲解进行点评；

．．．．．．．．．．．．5.

老师：补充自锁的概念和条件；

6.

老师：补充千斤顶的相关知识。

【例4】拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头和拖杆质量均可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g ，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求这一临界角的正切值tanθ0 。

法一：根据题意列出不等式进行计算

取任意值不等式恒成立

即

恒成立

0 即tan

tanθ0 =

法二：等效法

设计目的：

1.

让学生练习利用静止条件分析问题；

2.

让学生体会物理中等效法处理问题具有化繁为简的优点；

处理方法：

1.

学生独立答题，之后进行学生讨论，

2.

拍照讲题，请同学上台讲解

3.

老师强调受力分析和静止条件

．．．．．．．．．．．4.

老师提问有没有别的方法？ 5.

学生讲解等效法的理解和应用

6.

老师提问斜面倾角的处理方法

三、总结

请根据本节课所讲知识，将小物体无初速度放在斜面上后的受力情况和运动状态填入下表

处理方法：老师进行拍照点评。

四、牛顿的科学品质

牛顿的成就，恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为完整：“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学”。牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。他的助手说过，“他很少在两、三点前睡觉，有时一直工作到五、六点。春天和秋天经常五、六个星期住在实验室，直到完成实验。”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的习惯。他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说：“不断地沉思”。这正是他的主要特点。