本章复习与测试优秀完整教案

第四章

牛顿运动定律

6

用牛顿运动定律解决问题(一)

教学设计

教学目标：

1.知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题.

2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法.

3.能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析.

4.能根据物体的受力情况推导物体的运动情况.

5.会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题.

教学重点难点

1.知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题.

2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法.

教学方法

练习，归纳，串讲

教学课时

一课时

教学流成

一、导入

1.匀变速直线规律: (1)速度公式:

(2)位移公式:

(3)速度与位移的关系式:

2.牛顿运动定律: (1)牛顿第一定律:

.

(2)牛顿第二定律:

.

(3)牛顿第三定律:

.

二、从物体的受力情况确定物体的运动情况

【例1】一个静止在光滑水平地面上的物体,质量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动.求物体在4s末的速度和4s内的位移.

问题:(1)研究对象是谁?它一共受几个力的作用,画出受力图.

(2)研究对象受到的合力沿什么方向?大小是多少? (3)研究对象的运动是匀变速运动吗?依据是什么? 1.如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的

,再通过

规律确定物体的运动情况.

2.解题思路

(1)确定研究对象,对研究对象进行

和

,并画出

;

(2)根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的

;

(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的

;

(4)结合给定的物体的运动的初始条件,选择

求出答案.

三、从物体的运动情况确定物体的受力情况

【例2】一个滑雪者,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.(包括摩擦力和空气阻力) 问题:(1)研究对象是谁?找出它的关于运动状态的描述.

(2)求出研究对象的加速度,并画出受力图.

(3)研究对象沿斜面方向下匀加速运动,应如何建立坐标系求合力? 1.如果已知物体的运动情况,可以由运动学公式求出物体的

,再通过

确定物体的受力情况.

2.解题思路

(1)确定研究对象,对研究对象进行

和

,并画出物体的

;

(2)选择合适的运动规律,求出物体的

;

(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的所受的

;

(4)根据

的方法,找到各力之间的关系求出答案.

课堂检测

1.如果力F在时间t内使原来静止的质量为m的物体移动距离x,那么(

) A.相同的力在一半的时间内使质量为B.相同的力在相同的时间内使质量为的物体移动相同的距离

的物体移动相同的距离

C.相同的力在两倍的时间内使质量为2m的物体移动相同的距离

D.一半的力在相同的时间内使质量为的物体移动相同的距离

2.同学们小时候都喜欢滑滑梯,如图所示,已知斜面的倾角为θ,斜面长度为l,小孩与斜面的动摩擦因数为μ,小孩可看成质点,不计空气阻力,则下列有关说法正确的是(

) A.小孩下滑过程中对斜面的压力大小为mgcosθ

B.小孩下滑过程中的加速度大小为gsinθ

C.到达斜面底端时小孩速度大小为

D.下滑过程小孩所受摩擦力的大小为μmgcosθ

3.有三个光滑斜轨道1、2、3,它们的倾角依次是60°、45°和30°,这些轨道交于O点,现有位于同一竖直线上的3个小物体甲、乙、丙,分别沿这3个轨道同时从静止自由下滑,如图所示,物体滑到O点的先后顺序是(

) A.甲最先,乙稍后,丙最后

B.乙最先,然后甲和丙同时到达

C.甲、乙、丙同时到达

D.乙最先,甲稍后,丙最后

4.一个木块放在水平面上,在水平拉力F的作用下做匀速直线运动,当拉力为2F时木块的加速度大小是a,则水平拉力为4F时,木块的加速度大小是(

)

A.a B.2a C.3a D.4a

5.A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若两物体的质量mA>mB,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为(

) A.xA=xB

B.xA>xB

C.xA

D.不能确定

6.如图所示,在沿平直轨道行驶的车厢内,有一轻绳的上端固定在车厢的顶部,下端拴一小球,当小球相对车厢静止时,悬线与竖直方向的夹角为θ,则下列关于车厢的运动情况正确的是(

) A.车厢加速度大小为gtanθ,方向水平向左

B.车厢加速度大小为gtanθ,方向水平向右

C.车厢加速度大小为gsinθ,方向水平向左

D.车厢加速度大小为gsinθ,方向水平向右

7.如图所示,质量m0=60kg的人通过定滑轮将质量为m=10kg的货物提升到高处.滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a=2m/s2,则人对地面的压力为(g取10m/s2)(

) A.120N

B.480N

C.600N

D.720N

8.如图所示,弹簧测力计外壳质量为m0,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩处吊着一质量为m的重物,现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速运动,则弹簧测力计的示数为(

) A.mg B.mg

C.F D.F

9.将“超级市场”中运送货物所用的平板车固定在水平地面上,配送员用400N的水平力推动一箱100kg的货物时,该货物刚好能在平板车上开始滑动;若配送员推动平板车由静止开始加速前进,要使此箱货物不从车上滑落,配送员推车时的加速度的取值可以为(g取10m/s2)(

) A.3.2m/s2

B.5.5m/s2

C.6.0m/s2

D.2.8m/s2

基础知识

1.(1)v=v0+at

(2)x=v0t+at2

(3)v2-=2ax

2.(1)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.

(2)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;加速度方向跟作用力方向相同.

(3)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.

教学分析

一、从物体的受力情况确定物体的运动情况

1.合力

匀变速直线运动

2.(1)受力分析

运动分析

受力分析图

(2)合力

(3)加速度

(4)运动规律

二、从物体的运动情况确定物体的受力情况

1.加速度

牛顿第二定律

2.(1)受力分析

运动分析

受力分析图

(2)加速度

(3)合力

(4)力的合成与分解

课堂检测

1.D

解析:根据牛顿第二定律得F=ma,物体运动的位移为x=at2,联立两式可得x=.由各选项中各物理量的变化可判断选项D正确.

2.AD

解析:在下滑过程中,小孩受重力mg、支持力FN=mgcosθ、摩擦力Ff=μFN,由牛顿第二定律,得mgsinθ-μFN=ma,故a=gsinθ-μgcosθ=(sinθ-μcosθ)g,到达底端时的速度为v=,故选项A、D正确,选项B、C错误.

3.B

解析:设轨道的底边长度为d、倾角为α,则轨道的长为x=.物体沿轨道下滑时的加速度a=gsinα.由x=at2可得t=,所以当倾角为45°时下滑时间最短,倾角为60°和30°时下滑时间相等.

4.C

解析:物体做匀速运动时受的摩擦力Ff=F.当拉力为2F时,由牛顿第二定律知2F-Ff=ma;当拉力为4F时,有4F-Ff=ma',解得a'=3a.

5.A

解析:在滑行过程中,物体所受摩擦力提供加速度,设物体与水平面间的动摩擦因数为μ,

则aA==μg,aB==μg,即aA=aB;又由运动学公式x=可知两物体滑行的最大距离xA=xB.

6.A

解析:小球受力分析如图所示,重力与拉力的合力方向水平向左,大小F=mgtanθ,所以加速度大小为gtanθ.

7.B

解析:对货物,根据牛顿第二定律有F-mg=ma,对人根据平衡条件有F+FN=m0g,由以上两式得FN=480N.

8.D

解析:设弹簧测力计的示数为FT,以弹簧测力计和重物为研究对象,根据牛顿第二定律有F-(m+m0)g=(m+m0)a,解得a=-g.以重物为研究对象,根据牛顿第二定律有FT-mg=ma,由以上几式可得FT=F.

9.AD

解析:根据题意可知,货物与平板车之间的最大静摩擦力为Fm=400N.要使货物不从车上滑落,推车的加速度最大时,货物受到的摩擦力刚好达到最大值,有Fm=mam,解得am=4m/s2,选项A、D正确.