本章复习与测试优秀教学设计

4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）

备课人：王晓迪

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. 教学目标: 知识与技能

(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。

过程与方法

(1) 培养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; (2) 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; (3) 让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。

情感态度与价值观

(1)

培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力; (2)

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。

教学重点: (1)

已知物体的受力情况，求物体的运动情况; (2)

已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

教学难点:

(1)

物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用; (2)

正交分解法。

教学方法: 探究、讲授、讨论、练习。

教学过程设计: 一、引入新课（利用PPT显示图片）

这是最近很流行的游戏跳一跳，人下压物体，人被弹起，形变越大，力越大，人跳的越远，这是怎么做到的呢？学习了这节课就能解决这个问题。

二、新课教学

今天我们要学习用牛顿运动定律解决两类动力学问题。第一类是由受力情况来求运动情况，这类问题解决的原则是由受力情况根据牛顿第二定律求出加速度，再由运动学公式求出相关物理量。

受力情况 运动情况

1、从物体的受力确定物体的运动

例题1 ：

投影展示例题1并布置学生审题：一个静止在水平地面上的物体，质量是

2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.4N。求物体

在4s末的速度和4s内的位移。

【问题探究】

（1）本题研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？（画受力示意图）

（2）分析本题的已知条件和所求问题，归纳题目类型。

（3）本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？

分析：取水平向右的方向为坐标轴的正方向

F合=F1－F2=6.4N-4.4N=2N 由牛顿第二定律得，

aF合m2m/s21m/s2

24s末的速度vv0at014m/s4m/s

4s内的位移xv0t【学生交流】

【方法总结】：

从受力确定运动情况的解题思路是：

F=ma

运动学公式

受力情况

求a 求运动情况

讨论交流

1、从以上的解题过程中，总结一下运用牛顿定律解决由受力情况确定运动情况的一般步骤

2、受力情况和运动情况的链接点是牛顿第二定律，在运用过程中应注意哪些问题？

小结：

运用牛顿定律解决由受力情况确定物体的运动情况大致分为以下步骤：（1）确定研究对象．（2）对确定的研究对象进行受力分析，画出物体的受力示意图．（3）建立直角坐标系，在相互垂直的方向上分别应用牛顿第二定律列式Fx＝max，Fy＝may.求得物体运动的加速度．（4）应用运动学的公式求解物体的运动学量．

受力分析的过程中要按照一定的步骤以避免“添力”或“漏力”．一般是先场力，再接触力，最后是其他力．即一重、二弹、三摩擦、四其他．再者每一个力都会独立地产生一个加速度．但是解题过程中往往应用的是合外力所产生的合加速度．再就是牛顿第二定律是一矢量定律，要注意正方向的选择和直角坐标系的应用．

【课堂练习】一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg，受到斜向下与水平方向成37°角F=10N的作用，由静止开始运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，（1）求物体在5 s末的速度和5 s内的位移（2）若5s末撤去推力，物体在水平面上运动的总位移是多少？。已知cos37°=0.8，sin37°=0.6, g=10m/s2。[来源:Z§xx§k.Com][来源:Zxxk.Com]121at0142m8m

22

（1）研究对象是谁？它共受几个力的作用，画出受力图。合力沿什么方向？

（2）拉力与运动方向成一定夹角时，如何求合力？

学生黑板展示，找出学生的典型错误进行纠正。

[来源:学,科,网]

2、由受力情况球运动情况

投影展示例题2并布置学生审题：一个滑雪的人质量是

75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀

加速滑下，山坡的倾角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）

【问题探究】

（1）滑雪的人共受到几个力的作用？这几个力各沿什么方向？

（2）它们之中哪个力是待求的，哪个力实际上是已知的？（画受力示意图）

（3）如何建立坐标系？如果沿水平和竖直方向建立坐标系，是否方便解题？为什么？

（4）如何选择合适的运动学公式求解未知物理量？

分析：

如图，受力分析建立如图坐标系，把重力G沿x轴和y轴的方向分解，得到

Gx＝mg·sinθ

Gy＝mg·cosθ

由于沿山坡向下的方向为正方向，所以合力F＝Gx－F阻，合力的方向沿山坡向下，使滑雪的人产生沿山坡向下的加速度．滑雪人的加速度可以根据运动学的规律求得：

1x＝v0t＋at2

22(x－v0t)a＝

t2a＝4 m/s2

根据牛顿第二定律F＝ma

Gx－F阻＝ma

F阻＝Gx－ma

F阻＝mg·sinθ－ma代入数值后，得F阻＝67.5 N. 总结归纳题目类型：运动确定受力情况

从运动确定受力情况的解题思路是：

运动学公式

F=ma

运动情况

求a 求受力情况

【课堂练习】【自我检测】：质量m=2Kg的物体放在倾角θ=30°的斜面上，μ=0.5，用水平力F推物体，使物体由静止沿斜面向上加速运动，4s后速度变为12m/s.求推力F=？

[来源学科网ZXXK][来源

学生展示不同的建系方法结果是否相同

总结两类问题解题步骤：明确研究对象

受力分析和运动分析

确定合外力

板书设计：

第一类问题

[来源:学

教学反思：

1．应用牛顿第二定律解题可分为两类：一类是已知受力求解运动情况；另一类是已知运动情况求解受力。

2．不论哪种类型题目的解决，都遵循基本方法和步骤，即分析过程、建立图景、确定研究对象、进行受力分析、根据定律列方程，进而求解验证效果。在解题过程中，画图是十分重要的，包括运动图和受力图，这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不可少的步骤。

3．在斜向力作用下，可将该力沿运动方向和垂直运动方向分解，转化为受水平力的情形。解题方法相同。

4.学生做题过程缺乏规范性，课上认真规范学生做题，多给学生展示机会。

牛顿第二定律

受力情况

另一类问题

加速度a 运动学公式

运动情况

牛顿第二定律

加速度a

运动学公式

列方程求解

F 选取正方向或坐标系