高中牛頓第二定律教案

牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用。

一、教學(xué)目標(biāo)

1．物理知識(shí)方面的要求：

(1)鞏固記憶牛頓第二定律內(nèi)容、公式和物理意義；

(2)掌握牛頓第二定律的應(yīng)用方法．

2．通過(guò)例題分析、討論、練習(xí)使學(xué)生掌握應(yīng)用牛頓定律解決力學(xué)問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的審題能力、分析綜合能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)工具的能力．

3．訓(xùn)練學(xué)生解題規(guī)范、畫圖分析、完善步驟的能力．

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．本節(jié)為習(xí)題課，重點(diǎn)內(nèi)容是選好例題，講清應(yīng)用牛頓第二定律解決的兩類力學(xué)問(wèn)題及解決這類問(wèn)題的基本方法．

2．應(yīng)用牛頓第二定律解題重要的是分析過(guò)程、建立圖景；抓住運(yùn)動(dòng)情況、受力情況和初始條件；依據(jù)定律列方程求解．但學(xué)生往往存在重結(jié)論、輕過(guò)程，習(xí)慣于套公式得結(jié)果，所以培養(yǎng)學(xué)生良好的解題習(xí)慣、建立思路、掌握方法是難點(diǎn)．

三、教具

投影儀、投影片、彩筆．

四、主要教學(xué)過(guò)程

(一)引入新課

牛頓第二定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的內(nèi)在聯(lián)系．因此，應(yīng)用牛頓第二定律即可解答一些力學(xué)問(wèn)題．

我們通過(guò)以下例題來(lái)體會(huì)應(yīng)用牛頓第二定律解題的思路、方法和步驟．

(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

1．已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況

例題1(投影)一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg，在水平方向受到5.0N的拉力，物體跟水平面的滑動(dòng)摩擦力是2.0N．

1)求物體在4.0秒末的速度；

2)若在4秒末撤去拉力，求物體滑行時(shí)間．

(1)審題分析

這個(gè)題目就是根據(jù)已知的受力情況來(lái)求物體的運(yùn)動(dòng)情況．前4秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況：物體由靜止在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t=4.0s．受力情況：F=5.0N，f=2.0N，G=N；初始條件：v0=0；研究對(duì)象：m=2.0kg．求解4秒末的速度vt．4秒后，撤去拉力，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，v′t=0．受力情況：G=N、f=2.0N；初始條件：v′0=vt，求解滑行時(shí)間．

(2)解題思路

研究對(duì)象為物體．已知受力，可得物體所受合外力．根據(jù)牛頓第二定律可求出物體的加速度，再依據(jù)初始條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可解出前一段運(yùn)動(dòng)的末速度．運(yùn)用同樣的思路也可解答后一段運(yùn)動(dòng)的滑行距離．

(3)解題步驟(投影)

解：確定研究對(duì)象，分析過(guò)程(畫過(guò)程圖)，進(jìn)行受力分析(畫受力圖)．

前4秒根據(jù)牛頓第二定律列方程：

水平方向

F-f=ma

豎直方向

N-G=0

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題步驟：確定對(duì)象、分析過(guò)程、受力分析、畫圖、列方程、求解、檢驗(yàn)結(jié)果．

(4)討論：若無(wú)第一問(wèn)如何解？實(shí)際第一問(wèn)的結(jié)果是第二問(wèn)的初始條件，所以解題的過(guò)程不變．

(5)引申：這一類題目是運(yùn)用已知的力學(xué)規(guī)律，作出明確的預(yù)見(jiàn)．它是物理學(xué)和技術(shù)上進(jìn)行正確分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，如發(fā)射人造地球衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道，帶電粒子在電場(chǎng)中加速后獲得速度等都屬這一類題目．

2．已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況

例題2(投影)一輛質(zhì)量為1.0×103kg的小汽車正以10m/s的速度行駛，現(xiàn)在讓它在12.5m的距離內(nèi)勻減速地停下來(lái)，求所需的阻力．

(1)審題分析

這個(gè)題目是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況求解汽車所受的阻力．研究對(duì)象：汽車m=1.0×103kg；運(yùn)動(dòng)情況：勻減速運(yùn)動(dòng)至停止vt=0，s=12.5m；初始條件：v0=10m/s，求阻力f．

(2)解題思路

由運(yùn)動(dòng)情況和初始條件，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出加速度；再根據(jù)牛頓第二定律求出汽車受的合外力，最后由受力分析可知合外力即阻力．

(3)解題步驟(投影)

畫圖分析

據(jù)牛頓第二定律列方程：

豎直方面

N-G=0

水平方面

f=ma=1.0×103×(-4)N=-4.0×103N

f為負(fù)值表示力的方向跟速度方向相反．

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解題步驟與第一類問(wèn)題相同．

(5)引申：這一類題目除了包括求出人們熟知的力的大小和方向，還包括探索性運(yùn)用，即根據(jù)觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)去認(rèn)識(shí)人們還不知道的物體間的相互作用的特點(diǎn)．牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律、盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部有個(gè)原子核都屬于這類探索．

3．應(yīng)用牛頓第二定律解題的規(guī)律分析(直線運(yùn)動(dòng))

題目類型流程如下

由左向右求解即第一類問(wèn)題，可將vt、v0、s、t中任何一個(gè)物理量作為未知求解．

由右向左求解即第二類問(wèn)題，可將F、f、m中任一物量作為未知求解．

若阻力為滑動(dòng)摩擦力，則有F-μmg=ma，還可將μ作為未知求解．

如：將例題2改為一物體正以10m/s的速度沿水平面運(yùn)動(dòng)，撤去拉力后勻減速滑行2.5m，求物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)．

4．物體在斜向力作用下的運(yùn)動(dòng)

例題3(投影)一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成θ角的力F推木箱，求經(jīng)過(guò)t秒時(shí)木箱的速度．

解：(投影)

畫圖分析：

木箱受4個(gè)力，將力F沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向分解：

水平分力為

Fcosθ

豎直分力為

Fsinθ

據(jù)牛頓第二定律列方程，豎直方向

N-Fsinθ-G=0①

水平方向

Fcosθ-f=ma②

二者聯(lián)系

f=μN(yùn)③

由①式得N=Fsinθ+mg代入③式有

f=μ(Fsinθ＋mg)

代入②式有Fcosθ-μ(Fsinθ＋mg)=ma，得

可見(jiàn)解題方法與受水平力作用時(shí)相同．

(三)課堂小結(jié)(引導(dǎo)學(xué)生總結(jié))

1．應(yīng)用牛頓第二定律解題可分為兩類：一類是已知受力求解運(yùn)動(dòng)情況；一類是已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力．

2．不論哪種類型題目的解決，都遵循基本方法和步驟，即分析過(guò)程、建立圖景、確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、根據(jù)定律列方程，進(jìn)而求解驗(yàn)證效果．在解題過(guò)程中，畫圖是十分重要的，包括運(yùn)動(dòng)圖和受力圖，這對(duì)于物體經(jīng)過(guò)多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的問(wèn)題更是必不可少的步驟．

3．在斜向力作用下，可將該力沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向分解，轉(zhuǎn)化為受水平力的情形．解題方法相同．

五、說(shuō)明

1．例題1在原題基本上增加了一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，目的是強(qiáng)調(diào)過(guò)程圖和受力圖的重要性．因?yàn)橛行W(xué)生對(duì)此不夠重視而導(dǎo)致錯(cuò)誤，尤其是以后遇到復(fù)雜問(wèn)題的處理時(shí)更加突出，比如不注意各段運(yùn)動(dòng)中物體受力情況的變化和與之相關(guān)的加速度的變化，用前一段運(yùn)動(dòng)的加速度代入后一段運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行運(yùn)算，得出錯(cuò)誤結(jié)果．但教材中節(jié)練習(xí)題和章習(xí)題中沒(méi)有這類題目，所以可根據(jù)學(xué)生情況加以取舍．

2．解題過(guò)程反復(fù)強(qiáng)調(diào)分析方法、解題步驟，意在培養(yǎng)學(xué)生的良好解題習(xí)慣和書寫規(guī)范，由于解題過(guò)程要力求詳盡，故本課密度較大．為此，解題過(guò)程可利用投影片以節(jié)省時(shí)間．

3．例題中增加了斜向力作用的情形，目的是使學(xué)生注意豎直方向運(yùn)動(dòng)方程的建立，對(duì)水平方向物理量的影響．因?yàn)閷W(xué)生長(zhǎng)時(shí)間只考慮水平方向受力，就會(huì)忽視了豎直方向的受力分析，認(rèn)為在任何情況下都無(wú)須考慮豎直方向受力．另外，了解到斜向力分解后的解題方法仍是前面所述的基本方法，從而體會(huì)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的處理方法，以鞏固基本知識(shí)、基本方法．但不提及建立坐標(biāo)和正交分解，這一部分亦可據(jù)學(xué)生情況取舍．

延伸閱讀

《牛頓第二定律的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹，作為高中教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，使高中教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢？下面是小編精心收集整理，為您帶來(lái)的《《牛頓第二定律的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)》，供您參考，希望能夠幫助到大家。

牛頓第二定律

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹，作為高中教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生更容易聽(tīng)懂所講的內(nèi)容，幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？以下是小編為大家精心整理的“牛頓第二定律”，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。

教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
（1）通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系；
（2）會(huì)用準(zhǔn)確的文字?jǐn)⑹雠ｎD第二定律并掌握其數(shù)學(xué)表達(dá)式；
（3）通過(guò)加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系，深刻理解力是產(chǎn)生加速度的原因這一規(guī)律；
（4）認(rèn)識(shí)加速度方向與合外力方向間的矢量關(guān)系，認(rèn)識(shí)加速度與和外力間的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系；
（5）能初步運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和牛頓第二定律的知識(shí)解決有關(guān)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題．

能力目標(biāo)
通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納總結(jié)的能力；通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的處理，培養(yǎng)良好的書面表達(dá)能力．

情感目標(biāo)
培養(yǎng)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)、有序的思維習(xí)慣．

教學(xué)建議

教材分析

1、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，利用控制變量的方法研究力、質(zhì)量和加速度三者間的關(guān)系：在質(zhì)量不變的前題下，討論力和加速度的關(guān)系；在力不變的前題下，討論質(zhì)量和加速度的關(guān)系．
2、利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論總結(jié)出牛頓第二定律：規(guī)定了合適的力的單位后，牛頓第二定律的表達(dá)式從比例式變?yōu)榈仁剑?br> 3、進(jìn)一步討論牛頓第二定律的確切含義：公式中的表示的是物體所受的合外力，而不是其中某一個(gè)或某幾個(gè)力；公式中的和均為矢量，且二者方向始終相同，所以牛頓第二定律具有矢量性；物體在某時(shí)刻的加速度由合外力決定，加速度將隨著合外力的變化而變化，這就是牛頓第二定律的瞬時(shí)性．

教法建議
1、要確保做好演示實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中要注意交代清楚兩件事：只有在砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的前題下，小車所受的拉力才近似地認(rèn)為等于砝碼的重力（根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況決定是否證明）；實(shí)驗(yàn)中使用了替代法，即通過(guò)比較小車的位移來(lái)反映小車加速度的大?。?br> 2、通過(guò)典型例題讓學(xué)生理解牛頓第二定律的確切含義．
3、讓學(xué)生利用學(xué)過(guò)的重力加速度和牛頓第二定律，讓學(xué)生重新認(rèn)識(shí)出中所給公式．

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

教學(xué)重點(diǎn)：牛頓第二定律

教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)牛頓第二定律的理解

示例：

一、加速度、力和質(zhì)量的關(guān)系

介紹研究方法（控制變量法）：先研究在質(zhì)量不變的前題下，討論力和加速度的關(guān)系；再研究在力不變的前題下，討論質(zhì)量和加速度的關(guān)系．介紹實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)條件的保證：在砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，小車所受的拉力才近似地認(rèn)為等于砝碼的重力．介紹數(shù)據(jù)處理方法（替代法）：根據(jù)公式可知，在相同時(shí)間內(nèi)，物體產(chǎn)生加速度之比等于位移之比．

以上內(nèi)容可根據(jù)學(xué)生情況，讓學(xué)生充分參與討論．本節(jié)書涉及到的演示實(shí)驗(yàn)也可利用氣墊導(dǎo)軌和計(jì)算機(jī)，變?yōu)槎繉?shí)驗(yàn)．

1、加速度和力的關(guān)系

做演示實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論：小車質(zhì)量相同時(shí)，小車產(chǎn)生的加速度與作用在小車上的力成正比，即，且方向與方向相同．

2、加速度和質(zhì)量的關(guān)系

做演示實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論：在相同的力F的作用下，小車產(chǎn)生的加速度與小車的質(zhì)量成正比，即．

二、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律（加速度定律）

1、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的加速度根作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比．加速度方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同．即，或．

2、力的單位的規(guī)定：若規(guī)定：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力叫1N．則公式中的＝1．（這一點(diǎn)學(xué)生不易理解）

3、牛頓第二定律：

物體的加速度根作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比．加速度方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同．

數(shù)學(xué)表達(dá)式為：．或

4、對(duì)牛頓第二定律的理解：

（1）公式中的是指物體所受的合外力．

舉例：物體在水平拉力作用下在水平面上加速運(yùn)動(dòng)，使物體產(chǎn)生加速度的合外力是物體

所受4個(gè)力的合力，即拉力和摩擦力的合力．（在桌面上推粉筆盒）

（2）矢量性：公式中的和均為矢量，且二者方向始終相同．由此在處理問(wèn)題時(shí)，由合外力的方向可以確定加速度方向；反之，由加速度方向可以找到合外力的方向．

（3）瞬時(shí)性：物體在某時(shí)刻的加速度由合外力決定，加速度將隨著合外力的變化而變化．

舉例：靜止物體啟動(dòng)時(shí)，速度為零，但合外力不為零，所以物體具有加速度．

汽車在平直馬路上行駛，其加速度由牽引力和摩擦力的合力提供；當(dāng)剎車時(shí)，牽引力突然消失，則汽車此時(shí)的加速度僅由摩擦力提供．可以看出前后兩種情況合外力方向相反，對(duì)應(yīng)車的加速度方向也相反．

（4）力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系小結(jié)：

物體所受的合外力決定物體產(chǎn)生的加速度：

當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相同——→物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相反——→物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

以上小結(jié)教師要帶著學(xué)生進(jìn)行，同時(shí)可以讓學(xué)生考慮是否還有其它情況，應(yīng)滿足什么條件．

探究活動(dòng)

題目：驗(yàn)證牛頓第二定律
組織：2－3人小組
方式：開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生實(shí)驗(yàn)．
評(píng)價(jià)：鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力．

牛頓第二定律的理解與方法應(yīng)用

一名愛(ài)崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn)，幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？為滿足您的需求，小編特地編輯了“牛頓第二定律的理解與方法應(yīng)用”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

牛頓第二定律的理解與方法應(yīng)用
一、牛頓第二定律的理解。
1、矢量性
合外力的方向決定了加速度的方向，合外力方向變，加速度方向變，加速度方向與合外力方向一致。其實(shí)牛頓第二定律的表達(dá)形式就是矢量式。
2、瞬時(shí)性
加速度與合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，它們同生、同滅、同變化。
3、同一性(同體性)
中各物理量均指同一個(gè)研究對(duì)象。因此應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)，首先要處理好的問(wèn)題是研究對(duì)象的選擇與確定。
4、相對(duì)性
在中，a是相對(duì)于慣性系的而不是相對(duì)于非慣性系的即a是相對(duì)于沒(méi)有加速度參照系的。
5、獨(dú)立性
理解一：F合產(chǎn)生的加速度a是物體的總加速度，根據(jù)矢量的合成與分解，則有物體在x方向的加速度ax；物體在y方向的合外力產(chǎn)生y方向的加速度ay。牛頓第二定律分量式為：。
二、方法與應(yīng)用
1、整體法與隔離法（同體性）
選擇研究對(duì)象是解答物理問(wèn)題的首要環(huán)節(jié)，在很多問(wèn)題中，涉及到相連接的幾個(gè)物體，研究對(duì)象的選擇方案不惟一。解答這類問(wèn)題，應(yīng)優(yōu)先考慮整體法，因?yàn)檎w法涉及研究對(duì)象少，未知量少，方程少，求解簡(jiǎn)便。但對(duì)于大多數(shù)平衡問(wèn)題單純用整體法不能解決，通常采用“先整體，后隔離”的分析方法。
2、牛頓第二定律瞬時(shí)性解題法（瞬時(shí)性）
牛頓第二定律的核心是加速度與合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，做變加速運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度時(shí)刻都在變化，某時(shí)刻的加速度叫瞬時(shí)加速度，而加速度由合外力決定，當(dāng)合外力恒定時(shí)，加速度也恒定，合外力變化時(shí)，加速度也隨之變化，且瞬時(shí)力決定瞬時(shí)加速度。解決這類問(wèn)題要注意：
（1）確定瞬時(shí)加速度的關(guān)鍵是正確確定瞬時(shí)合外力。
（2）當(dāng)指定某個(gè)力變化時(shí)，是否還隱含著其它力也發(fā)生變化。
（3）整體法、隔離法的合力應(yīng)用。
3、動(dòng)態(tài)分析法
4、正交分解法（獨(dú)立性）
（1）、平行四邊形定則是矢量合成的普遍法則，若二力合成，通常應(yīng)用平行四邊形定則，若是多個(gè)力共同作用，則往往應(yīng)用正交分解法
（2）正交分解法：即把力向兩個(gè)相互垂直的方向分解，分解到直角坐標(biāo)系的兩個(gè)軸上，再進(jìn)行合成，以便于計(jì)算解題。
5、結(jié)論求解法：結(jié)論：物體由豎直圓周的頂點(diǎn)從靜止出發(fā)，沿不同的光滑直線軌道運(yùn)動(dòng)至圓周上另外任一點(diǎn)所用的時(shí)間相同。
三、牛頓定律的應(yīng)用
1、脫離問(wèn)題
一起運(yùn)動(dòng)的兩物體發(fā)生脫離時(shí)，兩物體接觸，物體間的彈力為零，兩物體的速度、加速度相等。
曲線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、平拋運(yùn)動(dòng)
1、深刻理解曲線運(yùn)動(dòng)的條件和特點(diǎn)
（1）曲線運(yùn)動(dòng)的條件：運(yùn)動(dòng)物體所受合外力的方向跟其速度方向不在一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。
（2）曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：○1在曲線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向，就是通過(guò)這一點(diǎn)的曲線的切線方向。②曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)榍€運(yùn)動(dòng)的速度方向是不斷變化的?！?做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其所受的合外力一定不為零，一定具有加速度。
(3)曲線運(yùn)動(dòng)物體所受合外力方向和速度方向不在一直線上，且一定指向曲線的凹側(cè)。
2、深刻理解運(yùn)動(dòng)的合成與分解
(1)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)往往是由幾個(gè)獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)合成的，由已知的分運(yùn)動(dòng)求跟它們等效的合運(yùn)動(dòng)叫做運(yùn)動(dòng)的合成；由已知的合運(yùn)動(dòng)求跟它等效的分運(yùn)動(dòng)叫做運(yùn)動(dòng)的分解。
運(yùn)動(dòng)的合成與分解基本關(guān)系：○1分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性；○2運(yùn)動(dòng)的等效性（合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是等效替代關(guān)系，不能并存）；○3運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性；○4運(yùn)動(dòng)的矢量性（加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四邊形定則。）
(2)互成角度的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的判斷
合運(yùn)動(dòng)的情況取決于兩分運(yùn)動(dòng)的速度的合速度與兩分運(yùn)動(dòng)的加速度的合加速度，兩者是否在同一直線上，在同一直線上作直線運(yùn)動(dòng)，不在同一直線上將作曲線運(yùn)動(dòng)。
①兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻速直線運(yùn)動(dòng)。
②一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)。
③兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
④兩個(gè)初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng)也可能是曲線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初速度的合速度的方向與這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合加速度方向在同一直線上時(shí)，合運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，否則是曲線運(yùn)動(dòng)。
（3）怎樣確定合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)
①合運(yùn)動(dòng)一定是物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)
②如果選擇運(yùn)動(dòng)的物體作為參照物，則參照物的運(yùn)動(dòng)和物體相對(duì)參照物的運(yùn)動(dòng)是分運(yùn)動(dòng)，物體相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng)。
③進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的分解時(shí)，在遵循平行四邊形定則的前提下，類似力的分解，要按照實(shí)際效果進(jìn)行分解。
3、繩端速度的分解
此類有繩索的問(wèn)題，對(duì)速度分解通常有兩個(gè)原則①按效果正交分解物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)際速度②沿繩方向一個(gè)分量，另一個(gè)分量垂直于繩。（效果：沿繩方向的收縮速度，垂直于繩方向的轉(zhuǎn)動(dòng)速度）
4、小船渡河問(wèn)題
17、一條寬度為L(zhǎng)的河流，水流速度為Vs,已知船在靜水中的速度為Vc，那么：
（1）怎樣渡河時(shí)間最短？
（2）若VcVs,怎樣渡河位移最小？
（3）若VcVs,怎樣使船沿河漂下的距離最短？
分析與解：（1）如圖2甲所示，設(shè)船上頭斜向上游與河岸成任意角θ，這時(shí)船速在垂直于河岸方向的速度分量V1=Vcsinθ,渡河所需時(shí)間為：.
可以看出：L、Vc一定時(shí)，t隨sinθ增大而減小；當(dāng)θ=900時(shí)，sinθ=1,所以，當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，.

(2)如圖2乙所示，渡河的最小位移即河的寬度。為了使渡河位移等于L，必須使船的合速度V的方向與河岸垂直。這是船頭應(yīng)指向河的上游，并與河岸成一定的角度θ。根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有：Vccosθ─Vs=0.
所以θ=arccosVs/Vc,因?yàn)?≤cosθ≤1,所以只有在VcVs時(shí)，船才有可能垂直于河岸橫渡。
（3）如果水流速度大于船上在靜水中的航行速度，則不論船的航向如何，總是被水沖向下游。怎樣才能使漂下的距離最短呢？如圖2丙所示，設(shè)船頭Vc與河岸成θ角，合速度V與河岸成α角?？梢钥闯觯害两窃酱螅碌木嚯xx越短，那么，在什么條件下α角最大呢？以Vs的矢尖為圓心，以Vc為半徑畫圓，當(dāng)V與圓相切時(shí)，α角最大，根據(jù)cosθ=Vc/Vs,船頭與河岸的夾角應(yīng)為：θ=arccosVc/Vs.
船漂的最短距離為：.
此時(shí)渡河的最短位移為：.
5、平拋運(yùn)動(dòng)
（1）．物體做平拋運(yùn)動(dòng)的條件：只受重力作用，初速度不為零且沿水平方向。物體受恒力作用，且初速度與恒力垂直，物體做類平拋運(yùn)動(dòng)。
（2）．平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法
通常，可以把平拋運(yùn)動(dòng)看作為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合動(dòng)動(dòng)：一個(gè)是水平方向（垂直于恒力方向）的勻速直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是豎直方向（沿著恒力方向）的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
(3)．平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平初速度V0方向?yàn)檠豿軸正方向，豎直向下的方向?yàn)閥軸正方向，建立如圖1所示的坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系下，對(duì)任一時(shí)刻t.
①位移
分位移,,合位移,.
為合位移與x軸夾角.
②速度
分速度,Vy=gt,合速度,.
為合速度V與x軸夾角
(4)．平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)
做平拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受重力的作用，故平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
29、如圖4所示，排球場(chǎng)總長(zhǎng)為18m，設(shè)球網(wǎng)高度為2m，運(yùn)動(dòng)員站在離網(wǎng)3m的線上（圖中虛線所示）正對(duì)網(wǎng)前跳起將球水平擊出。（不計(jì)空氣阻力）
(1)設(shè)擊球點(diǎn)在3m線正上方高度為2.5m處，試問(wèn)擊球的速度在什么范圍內(nèi)才能使球即不觸網(wǎng)也不越界？
（2）若擊球點(diǎn)在3m線正上方的高度小余某個(gè)值，那么無(wú)論擊球的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是越界，試求這個(gè)高度？
思路分析：排球的運(yùn)動(dòng)可看作平拋運(yùn)動(dòng)，把它分解為水平的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直的自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)分析。但應(yīng)注意本題是“環(huán)境”限制下的平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)弄清限制條件再求解。關(guān)鍵是要畫出臨界條件下的圖來(lái)。
解答：（1）如圖，設(shè)球剛好擦網(wǎng)而過(guò)
擦網(wǎng)點(diǎn)x1＝3m，y1＝h2－h(huán)1＝2.5－2＝0.5m
設(shè)球剛好打在邊界線上，則落地點(diǎn)x2＝12m，y2＝h2＝2.5m，代入上面速度公式可求得：
欲使球既不觸網(wǎng)也不越界，則球初速度v0應(yīng)滿足：
（2）設(shè)擊球點(diǎn)高度為h3時(shí)，球恰好既觸網(wǎng)又壓線，如圖所示。
再設(shè)此時(shí)排球飛出的初速度為v，對(duì)觸網(wǎng)點(diǎn)x3＝3m，y3＝h3－h(huán)1＝h3－2代入（1）中速度公式可得：
對(duì)壓界點(diǎn)x4＝12m，y4＝h3，代入（1）中速度公式可得：
1、2兩式聯(lián)立可得h3＝2.13m
即當(dāng)擊球高度小于2.13m時(shí)，無(wú)論球被水平擊出的速度多大，球不是觸網(wǎng)，就是出界。
6、圓周運(yùn)動(dòng)
線速度、角速度、周期間的關(guān)系
皮帶傳動(dòng)問(wèn)題
①皮帶上的各點(diǎn)的線速度大小相等
②同一輪子上的各點(diǎn)的角速度相等，周期相等。

《牛頓第二定律》教案

《牛頓第二定律》教案

【教學(xué)目標(biāo)】：1.理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式和適用范圍.2.學(xué)會(huì)分析兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題．
【教學(xué)重點(diǎn)】：理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式和適用范圍
【教學(xué)難點(diǎn)】：.學(xué)會(huì)分析兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題．
【教學(xué)方法】：講練結(jié)合
一、牛頓第二定律
[基礎(chǔ)導(dǎo)引]
由牛頓第二定律可知，無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是，我們用力提一個(gè)很重的箱子，卻提不動(dòng)它．這跟牛頓第二定律有沒(méi)有矛盾？應(yīng)該怎樣解釋這個(gè)現(xiàn)象？
[知識(shí)梳理]
1．內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成________、跟它的質(zhì)量成________，加速度的方向跟____________相同．
2．表達(dá)式：________.
3．適用范圍
(1)牛頓第二定律只適用于________參考系(相對(duì)地面靜止或____________運(yùn)動(dòng)的參考系)．
(2)牛頓第二定律只適用于________物體(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況．
二、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
[基礎(chǔ)導(dǎo)引]
以15m/s的速度行駛的無(wú)軌電車，在關(guān)閉電動(dòng)機(jī)后，經(jīng)過(guò)10s停了下來(lái)．電車的質(zhì)量是4.0×103kg，求電車所受的阻力．
[知識(shí)梳理]
1．動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題
(1)由受力情況判斷物體的____________
(2)由運(yùn)動(dòng)情況判斷物體的____________．
2．解決兩類基本問(wèn)題的方法：以__________為橋梁，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和____________________列方程求解．
：解決兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵是什么？
三、力學(xué)單位制
[基礎(chǔ)導(dǎo)引]
如果一個(gè)物體在力F的作用下沿著力的方向移動(dòng)了一段距離l，這個(gè)力對(duì)物體做的功W＝Fl.我們還學(xué)過(guò)，功的單位是焦耳(J)．請(qǐng)由此導(dǎo)出焦耳與基本單位米(m)、千克(kg)、秒(s)之間的關(guān)系．
[知識(shí)梳理]
1．單位制由基本單位和導(dǎo)出單位共同組成．
2．力學(xué)單位制中的基本單位有________、________、時(shí)間(s)．
3．導(dǎo)出單位有________、________、________等.
探究一牛頓第二定律的理解
例1牛頓第二定律導(dǎo)學(xué)案如圖所示，自由下落的小球下落一段時(shí)間后，與彈簧接觸，從它接觸彈簧開(kāi)始，到彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，小球的速度、加速度的變化情況如何？
牛頓第二定律導(dǎo)學(xué)案總結(jié)
利用牛頓第二定律分析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：
(1)a是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁，根據(jù)受力條件，確定加速度，以加速度
確定物體速度和位移的變化．(2)