2019-2020年人教版高中物理必修1 第4章第6節(jié) 用牛頓定律解決問題（一）（教案）.doc

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2019-2020年人教版高中物理必修1 第4章第6節(jié) 用牛頓定律解決問題（一）（教案） 【知識(shí)與技能】 1、進(jìn)一步學(xué)習(xí)分析物體的受力情況，并能結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行受力分析。 2、掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題的基本思路方法。 3、學(xué)會(huì)如何從牛頓運(yùn)動(dòng)定律入手求解有關(guān)物體運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)參量。 4、學(xué)會(huì)根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參量的變化求解有關(guān)物體的受力情況。 【過程與方法】 1、培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言表達(dá)、描述物理實(shí)際問題的能力。 2、幫助學(xué)生提高信息收集和處理能力，分析、思考、解決問題能力和交流、合作能力。 3、幫助學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)例總結(jié)歸納一般問題解題規(guī)律的能力。 4、讓學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)工具在表達(dá)解決物理問題中的作用。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 1、利用我國(guó)的高科技成果激發(fā)學(xué)生的求知欲及學(xué)習(xí)興趣。 2、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮?shí)態(tài)度及解決實(shí)際問題的能力。 3、初步培養(yǎng)學(xué)生合作交流的愿望，能主動(dòng)與他人合作的團(tuán)隊(duì)精神，敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。 【教學(xué)過程】 ★重難點(diǎn)一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況★ 1．為什么加速度可以把受力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)？ 提示：1.因?yàn)樵谂ｎD第二定律中有加速度與力的關(guān)系，而在運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中有加速度與運(yùn)動(dòng)參量的關(guān)系，所以加速度作為“橋梁”，把物體的受力與運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)． 2．通?？梢杂媚男╆P(guān)系求物體的加速度？ 提示：一是由運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系(包括運(yùn)動(dòng)公式和運(yùn)動(dòng)圖象)，通過初速度、末速度、時(shí)間、位移等物理量求加速度；二是通過對(duì)物體進(jìn)行受力分析，對(duì)這些力進(jìn)行力的合成或正交分解等處理后，根據(jù)牛頓第二定律列方程求解加速度．前者是運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法，后者是動(dòng)力學(xué)的方法． ★基本思路 分析物體的受力情況，由牛頓第二定律求出物體的加速度，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定物體的運(yùn)動(dòng)情況． ★解題的一般步驟 (1)確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析，并畫出物體的受力分析圖． (2)根據(jù)力的合成與分解的方法，求出物體所受的合外力(包括大小和方向)． (3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體的加速度． 【典型例題】質(zhì)量為、長(zhǎng)為的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上；質(zhì)量也為的小滑塊（可看做質(zhì)點(diǎn)），放在長(zhǎng)木板的左端，如圖18所示；給小滑塊一水平向右的拉力；當(dāng)取不同值時(shí)求解下列問題。（重力加速度為） （1）使滑塊在木板上發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，至少為多大； （2）當(dāng)時(shí)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間，力可使滑塊滑至木板的最右端； （3）當(dāng)時(shí)，至少作用多長(zhǎng)時(shí)間后再撤去，最終滑塊可以滑到木板的最右端。 【答案】（1）（2）（3） 【解析】（1）對(duì)滑塊、木板整體有： 當(dāng)滑塊與木板間摩擦力達(dá)最大靜摩擦力時(shí)，對(duì)木板有： 聯(lián)立解得： （2）設(shè)滑塊、木板的加速度分別為a1、a2； 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得： 解得：，； 設(shè)經(jīng)t時(shí)間，滑塊滑到木板的最右端； 解得： （3）設(shè)經(jīng)t1時(shí)間撤去外力F；撤去外力F后，滑塊的加速度為a3； 解得： 設(shè)撤去外力F后，再經(jīng)t2時(shí)間，滑塊滑到木板最右端時(shí)恰好和木板有相同的速度。 則： 解得： 位移關(guān)系有： 解得： ★重難點(diǎn)二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力★ 1．常用的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有哪些？ 【提示】　勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間變化的規(guī)律是v＝v0＋at，位移隨時(shí)間變化的規(guī)律是x＝v0t＋at2，速度位移關(guān)系式是v2－v＝2ax. 2．由牛頓第二定律只能確定物體受到的合力嗎？ 【提示】　不是．由牛頓第二定律可以先求出物體所受的合力，然后根據(jù)力的合成與分解還可以確定某個(gè)分力． ★從運(yùn)動(dòng)情況確定受力的分析思路 (1)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度。 (2)根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的合外力。 (3)結(jié)合受力分析，從而求出未知的力或與力相關(guān)的某些物理量。對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)要善于結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)確定某個(gè)力的有無(wú)及其方向，比如彈力、摩擦力是否存在與物體的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)，因此要結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)利用假設(shè)法去分析。 ★解題步驟 (1)確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，并畫出受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖． (2)選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出物體的加速度． (3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求物體所受的合外力． (4)根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出所需的力． 【典型例題】如圖甲所示，質(zhì)量m=4kg的物體在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng)。過a點(diǎn)時(shí)給物體作用一個(gè)水平向左的恒力F并開始計(jì)時(shí)，選水平向右為速度的正方向，通過速度傳感器測(cè)出物體的瞬時(shí)速度，所得v-t圖象如圖乙所示。（取重力加速度為10 m/s2）求： (1) 8s末物體離a點(diǎn)的距離 (2)力F的大小和物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； 【答案】（1）在a點(diǎn)右側(cè)8m處。（2）6N， 0.05 【解析】(1)設(shè)8s末物體離a點(diǎn)的距離為s, s應(yīng)為v-t圖與橫軸所圍的面積 則：，故物體在a點(diǎn)右側(cè)8m處。 (2)設(shè)物體向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a1，則由v-t圖得 a1＝2 m/s2 ① 根據(jù)牛頓第二定律，有 ② 設(shè)物體向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，則由v-t圖得 a2＝1m/s2 ③ 根據(jù)牛頓第二定律，有 ④ 解①②③④得：F=6N， μ=0.05