本章复习与测试第二课时 公开课

第四章 牛顿运动定律

《牛顿运动定律》章末复习教学设计

【教材分析】

本章是在前面对运动和力的基础上的继续延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律。正确地理解惯性概念，理解物体间相互作用规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。

【教学目标】

知识与技能

1、掌握牛顿第一、第二、第三定律的文字内容和数学表达式；

2、掌握牛顿运动定律和运动学公式解决简单力学问题的方法．

过程与方法

1、

培养学生的分析推理能力；

2、

培养学生处理实际生活中的超重、失重问题的能力。

情感态度与价值观

1、

渗透“学以致用”的思想，将物理知识应用与实践的意识；

2、

培养学生联系实际、实事求是的科学态度。

【教学重难点】

重点：学会分析连接体问题、瞬时问题及图像问题等。

难点；灵活应用解决几种问题的方法。

【教学过程】

Ⅰ、基础知识回顾

1.牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态. 理解：

1.力是改变物体

运动状态 的原因

2.一切物体在任何情况下都具有惯性， 质量 是惯性大小的唯一量度

惯性是具有保持静止状态或匀速运动状态的性质，即保持运动状态不变的性质

小组讨论：你能否想一些有趣现象是可以应用牛顿第一定律解释的？

学生思考讨论会得：

1.快速抽出胶水瓶下的纸条，胶水瓶不会倒。

2.运动的小车突然停止、小车上竖立的木块会倾倒。

等等……

2.牛顿第二定律：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成___反比__，加速度的方向跟作用力方向相同. 表达式：F＝ma ：加速度是力和运动之间联系的纽带和桥梁

力学单位制：基本量与基本单位、导出单位、单位制的应用

3.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.

理解：

1.同时产生，同时变化，同时消失 2.分别作用在两个相互作用的物体上

3.作用力、反作用力和一对平衡力的区别

4.超重与失重 超重：加速度a 向上 ，FN>G

失重：加速度a__向下_ ，FN

完全失重：a＝ g

，FN＝0 思考：当物体处于超重或失重时本身重力是否变？

重力不变。只是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力（视重）变化了。

Ⅱ、重点知识应用

探究一：牛顿第二定律的应用

1.1一个滑雪的人质量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）

解：根据匀变速直线运动的位移时间公式得,x=v0t+1/2at2，

代入数据解得a=4m/s2

根据牛顿第二定律得,mgsin30∘−f=ma

解得f=mgsin30∘−ma=75N.

探究二：超重、失重

2.1质量为60kg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？（g=10m/s2） 答：a=1 m/s2

加速度什么方向？

答：向下

电梯可能在做什么运动? 答：加速下降

或者

减速上升

探究三：连接体问题

3.1如图所示，质量为m的木块放在光滑水平桌面上，

m 细绳栓在木块上，并跨过滑轮，试求木块的加速度：

（1）用大小为F （F＝ Mg）的力向下拉绳子; （2）把一质量为M的重物挂在绳子上

M

解：(1)以m为研究对象，由牛顿第二定律得：

F=ma,即Mg=ma,则a=Mg/m；

(2)M与m一起运动，以系统为研究对象，

由牛顿第二定律得：Mg=(M+m)a′，解得：a′=Mg/(M+m)；

连接体：多个相互关联的物体组成的物体系统。

(1)隔离法的选取原则：

连接体内各物体的加速度不相同；或求系统内物体之间的作用力。

(2)整体法的选取原则：

连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力。

(3)整体法、隔离法交替运用原则：连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力。即“先整体求加速度，后隔离求内力”。

3.2 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（

C ）

A．F1

B．F2

C．（F1+F2）/2 D．（F1-F2）/2 解析：首先选择整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得加速度大小；

然后以2为研究对象可得1和2间的相互作用力。

F2

答：

F1

1 2 设两物体的质量均为m，1施于2的作用力大小为F，

根据牛顿第二定律得：对整体：a=(F1−F2)/2m，

对物体2物体：F-F2=ma，

得到F=ma+F2=(F1+F2 )/2

探究四：瞬时问题分析

4.1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？ A

BM

解答：对A、B分别进行受力分析，如上图所示，弹簧弹力F 1 =2mg，细线弹力F 2 =3mg。在剪断细线的瞬间，细线对A球的拉力立即消失，而弹簧的形变尚未来得及改变，弹簧对A、B球的弹力也未消失，对A、B两球分别应用牛顿第二定律，可得a A =3g，方向向下；

a B =0。

4.2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＝__0__，aB＝__1.5g____。

探究五：图像问题分析

1．常见的图象形式

在动力学与运动学问题中，常见、常用的图象是位移图象(x-t图象)、速度图象(v-t 图象)和力的图象(F-t图象)等，这些图象反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹．

2．图象问题的分析方法

遇到带有物理图象的问题时，要认真分析图象，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题．

5.1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，物体与地面的动摩擦因数为___. 解答：由v−t图象看出,物体在2s−6s做匀速直线运动,则f=F2=1N 由速度图象可知,0−2s物体加速度为a=△v/△t=0.5m/s2

F1=3N 由牛顿第二定律得：F1−f=ma 代入解得：m=4kg，

由f=μN=μmg

得：μ=0.025

【课堂小结】

Ⅰ 基础知识回顾

牛顿第一定律

牛顿第二定律

牛顿第三定律

【课后练习】

Ⅱ

重点知识应用

1.超重、失重问题

2.连接体问题

3.瞬时分析问题

4.图像分析问题

综合提高训练

1、若货物随升降机运动的v-t图象如图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是（A）

A B C D

2、

如图甲所示固定光滑细杆与地面成一定夹角为α，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度g＝10 m/s2.求：

(1)小环的质量m

(2)细杆与地面间的夹角α

【板书】

Ⅰ 基础知识回顾

牛顿第一定律

牛顿第二定律

牛顿第三定律

Ⅱ

重点知识应用

1.牛顿第二定律

2.超重、失重问题

3.连接体问题

4.瞬时分析问题

5.图像分析问题