高中牛頓第一定律教案
發(fā)表時間:2020-03-02高一物理必修一重點(diǎn)知識點(diǎn):用牛頓運(yùn)動定律解決問題1。
高一物理必修一重點(diǎn)知識點(diǎn):用牛頓運(yùn)動定律解決問題1
考點(diǎn)1:從受力確定運(yùn)動情況
牛頓第二定律的內(nèi)容是F=ma,這個公式搭建起了力與運(yùn)動之間的關(guān)系。
我們可以通過對物體進(jìn)行受力分析,研究其合外力,在通過牛頓第二定律F=ma,求出物體的加速度,進(jìn)而分析物體的運(yùn)動情況。
比如,求解物體在某個時刻的位移大小,速度大小,等等。
考點(diǎn)2:從運(yùn)動情況確定受力
同樣,我們也可以從運(yùn)動學(xué)角度出發(fā),通過題中的已知條件,結(jié)合勻變速直線運(yùn)動的知識及公式,求解出物體的加速度a,進(jìn)而再通過受力分析,來求解出某個力的大小。
比如,我們已知斜面上某物體在運(yùn)動,已知某些運(yùn)動條件,來求解摩擦力的大小,進(jìn)而求解滑動摩擦系數(shù)μ。
您可以結(jié)合高一物理必修一的目錄,來查看更多物理考點(diǎn)的解析。我們對考點(diǎn)的解析與教材目錄一致,更加的簡潔,也更加注重解題規(guī)律的分析與解題技巧的探究。(799918.COM 好句摘抄網(wǎng))
牛頓運(yùn)動定律的基本解題步驟
(1)明確研究對象??梢砸阅骋粋€物體為對象,也可以以幾個物體組成的質(zhì)點(diǎn)組為對象。設(shè)每個質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為mi,對應(yīng)的加速度為ai,則有:F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan對此結(jié)論的證明:分別以質(zhì)點(diǎn)組中的每個物體為研究對象用牛頓第二定律:∑F1=m1a1,∑F2=m2a2,……∑Fn=mnan,將以上各式等號左、右分別相加,左邊所有力中,凡屬于系統(tǒng)內(nèi)力的,總是成對出現(xiàn)并且大小相等方向相反的,其矢量和必為零,所以最后得到的是該質(zhì)點(diǎn)組所受的所有外力之和,即合外力F合。
(2)對研究對象進(jìn)行受力分析。同時還應(yīng)該分析研究對象的運(yùn)動情況(包括速度、加速度),并把速度、加速度的方向在受力圖旁邊畫出來。
(3)若研究對象在不共線的兩個力作用下做加速運(yùn)動,一般用平行四邊形定則(或三角形定則)解題;若研究對象在不共線的三個以上的力作用下做加速運(yùn)動,一般用正交分解法解題(注意靈活選取坐標(biāo)軸的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。
(4)當(dāng)研究對象在研究過程的不同階段受力情況有變化時,必須分階段進(jìn)行受力分析,分階段列方程求解。另外解題中要注意臨界條件的分析。凡是題目中出現(xiàn)“剛好”、“恰好”等字樣的,往往要利用臨界條件。所謂“臨界”,就是物體處于兩種不同的狀態(tài)之間,可以認(rèn)為它同時具有兩種狀態(tài)下的所有性質(zhì)。在列方程時,要充分利用這種兩重性。
延伸閱讀
高一物理必修一重點(diǎn)知識點(diǎn):牛頓第三定律
高一物理必修一重點(diǎn)知識點(diǎn):牛頓第三定律
1.牛頓第三定律的內(nèi)容
兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上.這就是牛頓第三定律.
2.牛頓第三定律的應(yīng)用
作用力與反作用力總是成對同時出現(xiàn)的,只要有力,這個力一定有反作用力,根據(jù)牛頓第三定律,就可以知道它的反作用力的大小和方向;找到這個力的施力者,就可以知道反作用力的受力者.作用力與反作用力相同的是大小和性質(zhì),而不是作用效果.
3.作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別
一對作用力和反作用力與一對平衡力都有“大小相等、方向相反,作用在一直線”的特點(diǎn),極易混淆.可從以下四個方面將它們加以區(qū)別:
一對作用力和反作用力一對平衡力
作用對象分別作用在兩個不同的相互作用的物體上作用在同一物體上
力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是不同性質(zhì)的力
力的效果分別對兩個物體產(chǎn)生作用,對各物體的作用效果不可抵消,不可求合力對同一物體產(chǎn)生的作用,效果可以互相抵消,合力為零
力的變化同時產(chǎn)生,同時消失、,同時變化可以獨(dú)立地發(fā)生變化
4、一對作用力和反作用力的沖量和功
一對作用力和反作用力在同一個過程中(同一段時間或同一段位移)的總沖量一定為零,但作的總功可能為零、可能為正、也可能為負(fù)。這是因為作用力和反作用力的作用時間一定是相同的,而位移大小、方向都可能是不同的。
【同步練習(xí)題】
1.跳水一直是我國的優(yōu)勢項目,如右圖所示,一運(yùn)動員站在3m跳板上,圖中F1表示人對跳板的彈力,F(xiàn)2表示跳板對人的彈力,則()
A.F1和F2是一對平衡力
B.F1和F2是一對作用力和反作用力
C.先有力F1,后有力F2
D.F1和F2方向相反,大小不相等
解析:F1和F2是一對作用力和反作用力,同時產(chǎn)生、同時消失,大小相等,方向相反,故B正確.
答案:B
2.對于牛頓第三定律的理解,下列說法正確的是()
A.當(dāng)作用力產(chǎn)生后,再產(chǎn)生反作用力;當(dāng)作用力消失后,反作用力才慢慢消失
B.彈力和摩擦力都有反作用力,而重力無反作用力
C.甲物體對乙物體的作用力是彈力,乙物體對甲物體的反作用力可以是摩擦力
D.作用力和反作用力,這兩個力在任何情況下都不會平衡
解析:根據(jù)牛頓第三定律知,兩個物體之間的相互作用力,大小相等,方向相反,性質(zhì)相同,同時產(chǎn)生,同時消失,故可判定A、B、C錯誤,D正確.
答案:D
3.甲、乙兩人發(fā)生口角,甲打了乙的胸口一拳致使乙受傷.法院判決甲應(yīng)支付乙的醫(yī)藥費(fèi).甲狡辯說:我打了乙一拳,根據(jù)牛頓第三定律“作用力和反作用力相等”,乙對我也有相同大小的作用力,所以,乙并沒有吃虧.那么法官對這一事件判決的依據(jù)在哪里()
A.甲打乙的力大于乙對甲的作用力,判決甲付乙的醫(yī)藥費(fèi)
B.甲打乙的力等于乙對甲的作用力,但甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力,所以乙受傷而甲未受傷,且從主觀上說甲主動打乙,故判決甲支付乙的醫(yī)藥費(fèi)
C.由于是甲用拳打乙的胸,所以甲對乙的力遠(yuǎn)大于乙胸對甲拳的作用力,故判決甲付乙的醫(yī)藥費(fèi)
D.甲對乙的力在先,乙對甲的力在后,所以判決甲給乙付醫(yī)藥費(fèi)
答案:B
用牛頓運(yùn)動定律解決問題
必修一4.7用牛頓運(yùn)動定律解決問題(二)教案
一、教材分析
本節(jié)課教材上設(shè)計了兩個大問題,1.共點(diǎn)力的平衡條件,2.超重和失重,每個問題都給出了相關(guān)定義和一個配套例題,要能靈活應(yīng)用第一個問題,還需要設(shè)計相關(guān)練習(xí),第二個問題理解起來有難度,需要設(shè)計貼近生活易于理解的實驗,幫助學(xué)生理解。
二、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能
理解共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的概念,能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
會用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題。
通過實驗認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象,理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實質(zhì)。
進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的方法和步驟。
過程與方法
培養(yǎng)學(xué)生處理多共點(diǎn)力平衡問題時一題多解的能力。
引導(dǎo)幫助學(xué)生歸納總結(jié)發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及實質(zhì)。
情感態(tài)度與價值觀
滲透“學(xué)以致用”的思想,有將物理知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實踐的意識,勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問題。
培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實際,實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件及應(yīng)用。
發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用。
超重、失重現(xiàn)象的實質(zhì)及本質(zhì)。
四、學(xué)情分析
學(xué)生預(yù)習(xí)知識后,能夠理解基本定義,和第一個問題的相關(guān)例題,對于第二個問題的實質(zhì)還是會存在問題。
五、教學(xué)方法引導(dǎo)法和實驗法
六、課前準(zhǔn)備
充分備課,設(shè)計過程、練習(xí)、實驗和實驗儀器。
七、課時安排
一個課時完成
八、教學(xué)過程
(一)、回顧
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動定律解決問題的有關(guān)知識,都是哪兩種類型:
(二)、引入
師:今天我們繼續(xù)來學(xué)習(xí)用牛頓定律解決問題。首先請同學(xué)們回憶一個概念:平衡狀態(tài)。什么叫做平衡狀態(tài)。
生:如果一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。
師:物體處于平衡狀態(tài)時它的受力特點(diǎn)是什么?
生:因為牛頓定律是力與運(yùn)動狀態(tài)相聯(lián)系的橋梁,所以根據(jù)牛頓第二定律知當(dāng)合外力為0時,物體的加速度為0,物體將靜止或勻速直線運(yùn)動。
師:當(dāng)一個物體受幾個力作用時,如何求解合力?
生:根據(jù)平行四邊形定則將力進(jìn)行分解合成。
師:力的分解合成有注意點(diǎn)嗎?或力的分解合成有適用范圍嗎?
學(xué)生會思考一會兒,但肯定會找到答案
生:力的分解合成只適用于共點(diǎn)力。
師:那什么是共點(diǎn)力?
生:如果幾個力有共同的作用點(diǎn)或它們的延長線交于一點(diǎn),那這幾個力叫做共點(diǎn)力。
師:回答得很好,其實在我們剛才的討論中有一點(diǎn)我要給大家指出來的就是:物體處于平衡狀態(tài)時分為兩類,一類是共點(diǎn)力作用下物體的平衡;一類是有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡。在整個高中階段,我們主要研究共點(diǎn)力作用下物體的運(yùn)動狀態(tài)。今天我們先來研究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
(三)、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件
【定義】:在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0。
師:同學(xué)們能列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實例嗎?
生:很多。如桌上的書、吊著的電燈、做勻速直線運(yùn)動的汽車等等。
師:豎直上拋運(yùn)動的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài)?
生:不是!因為物體在最高點(diǎn)雖然速度為0,但仍受到重力,加速度仍為g,物體不能保持靜止或勻速直線運(yùn)動。
師:回答得很好!平衡狀態(tài)是指物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動,并不說若指某一時刻靜止,那這一時刻就是平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)是一個持續(xù)的過程?;蚱胶鉅顟B(tài)是指加速度為0的狀態(tài)。
例1、城市中的路燈,無軌電車的供電線路等,經(jīng)常用三解形的結(jié)構(gòu)懸掛。圖為這類結(jié)構(gòu)的一種簡化模型。圖中硬桿OB可繞通過B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動,鋼索和桿的重量都可忽略。如果懸掛物的重量為G,角AOB等于θ,鋼索OA對O點(diǎn)的拉力和桿OB對O點(diǎn)的支持力各是多大?
1、輕質(zhì)細(xì)繩中的受力特點(diǎn):兩端受力大小相等,內(nèi)部張力處處相等。
2、輕質(zhì)直桿僅兩端受力時(桿處于平衡狀態(tài))的特點(diǎn):這兩個力必然沿桿的方向且大小相等。
3、節(jié)點(diǎn)O也是一理想化模型。
練習(xí)1、舉重是中國代表團(tuán)在奧運(yùn)會上重要的奪金項目。在舉重比賽中,運(yùn)動員舉起杠鈴時必須使杠鈴平衡一定時間,才能被裁判視為挺(或抓)舉成功。運(yùn)動員可通過改變兩手握桿的距離來調(diào)節(jié)舉起時雙臂的夾角。若雙臂夾角變大,則下面關(guān)于運(yùn)動員保持杠鈴平衡時手臂用力大小變化的說法正確的是(C)
A.不變B.減小C.增大D.不能確定
【解析】如下圖:為了保證棒靜止,兩手舉杠鈴的力沿豎直方向的分力之和應(yīng)與重力抵消。所以當(dāng)手臂夾角變大時,為了保證舉力豎直方向的分力大小不變,則要求舉力增大。
(四)、超重與失重
師:自從神州六號飛船發(fā)射成功以來,人們經(jīng)常談到超重和失重。那什么是超重和失重呢,下面我們就來研究這個問題。
播放一段視頻增加學(xué)生的感性認(rèn)識
例2、人站在電梯中,人的質(zhì)量為m。
①人和電梯一同靜止時,人對地板的壓力為多大?
【解析】:求解人對地板的壓力,該題中如果選電梯為研究對象,受力情況會比較復(fù)雜,甚至無法解題。所以我們只能選人為研究對象,那選人為研究對象能求解出人對電梯的壓力嗎?能!根據(jù)牛頓第三定律:作用力與反作用力是等在反向的。只要求出電梯對人的支持力,再根據(jù)牛頓第三定律就可求出人對電梯的壓力。
因為人是靜止的所以合外力為0有:
②人隨電梯以加速度a勻加速上升,人對地板的壓力為多大?
【解析】:以加速度a勻加速上升,因為加速,所以加速度方向與速度同向,物體是上升的,所以加速度方向也是向上的。有
看到了什么?人對地面的壓力竟然會大于本身的重力?
③人以加速度a勻減速下降,這時人對地板的壓力又是多大?
【解析】:以加速度a勻減速下降,因為減速,所以加速度方向與速度反向,物體是下降的,所以加速度方向是向上的。有
人對地面的壓力還是大于本身的重力!
④人隨電梯以加速度a(ag)勻加速下降,人對地板的壓力多大?
⑤人隨電梯以加速度a(ag)勻減速上升,人對地板的壓力為多大?
學(xué)生自己分析解答。不會有太大難度
④⑤兩題加速度方向均向下,合外力向下,于是有
師:從上面的解題結(jié)果我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)人加速上升和減速下降時,人對地面的壓力大于本身重力;當(dāng)人加速下降和減速上升時,人對地面的壓力小球本身重力。物理學(xué)中分別把這兩種現(xiàn)象叫做超重和失重。
【定義】:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力,這種現(xiàn)象叫做超重。
【定義】:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力,這種現(xiàn)象叫做失重。
師:雖然從理論上我們推導(dǎo)出了應(yīng)該有這樣的現(xiàn)象,但我估計大家在日常生活中都沒有注意到這些現(xiàn)象,可能都有點(diǎn)懷疑。那你們有坐過電梯的經(jīng)驗嗎?電梯啟動上升時,你會心慌也會充分體會到“腳踏實地”的感覺,電梯停止上升時,你會頭暈,同時有種“飄飄然”的感覺,這就是超重失重引起的。還有坐汽車時,汽車速度很快上橋并從橋頂下橋,大家會突然覺得心突然變得空空的,很難受,那是失重造成的。
實驗驗證
師:其實大家完全可以利用身邊的器材來驗證。
實驗1、用彈簧秤掛上鉤碼,然后迅速上提和迅速下放。
現(xiàn)象:在鉤碼被迅速上提的一瞬間,彈簧秤讀數(shù)突然變大;在鉤碼被迅速下放的一瞬間,彈簧秤讀數(shù)突然變小。
師:迅速上提時彈簧秤示數(shù)變大是超重還是失重?迅速下放時彈簧秤示數(shù)變小是超重還是失重?
生:迅速上提超重,迅速下放失重。
體會為何用彈簧秤測物體重力時要保證在豎直方向且保持靜止或勻速
實驗2、學(xué)生站在醫(yī)用體重計上,觀察下蹲和站起時秤的示數(shù)如何變化?
在實驗前先讓同學(xué)們理論思考示數(shù)會如何變化再去驗證,最后再思考。
(1)在上升過程中可分為兩個階段:加速上升、減速上升;下蹲過程中也可分為兩個階段:加速下降、減速下降。
(2)當(dāng)學(xué)生加速上升和減速下降時會出現(xiàn)超重現(xiàn)象;當(dāng)學(xué)生加速下降和減速上升時會出現(xiàn)失重現(xiàn)象;
(3)出現(xiàn)超重現(xiàn)象時加速度方向向上,出現(xiàn)失重現(xiàn)象時加速度方向向下。
完全失重
⑥人隨電梯以加速度g勻加速下降,這時人對地板的壓力又是多大?
【解析】即當(dāng)電梯對人沒有支持力時,人只受重力,加速度大小為g,做的是自由落體運(yùn)動。
同學(xué)們又看到了什么?人竟然可以對電梯沒有壓力?
師:物理學(xué)中把這種現(xiàn)象叫做完全失重。
【定義】:如果物體正好以大小等于g方向豎直向下的加速度做勻變速運(yùn)動,這時物體對支持物、懸掛物完全沒有作用力,好像完全沒有了重力作用,這種狀態(tài)是完全失重。
師:剛上課時我們看到的視頻里人類在太空中就處于完全失重狀態(tài)。
演示實驗3、一個盛滿水的瓶子底部有一小孔,靜止在手中時,水會噴射而出;如果突然松手,讓瓶子自由下落時,讓學(xué)生觀察瓶子在下落過程中發(fā)生的現(xiàn)象?為什么?
生:瓶子和水一起下落時,每一部分水和瓶子它們做的都是自由落體運(yùn)動,運(yùn)動情況完全一樣,所以它們之間沒有擠壓力,均處于完全失重狀態(tài)。沒有了擠壓力,水中了就不存在壓強(qiáng)了,所以上面的水也不會把下面的水往外壓了。也可以用反證法說明它們之間沒有壓力。
問題:
1、人隨電梯能以加速度a(ag)勻加速下降嗎?
不可能,最大只能是g
2、如瓶豎直向上拋出,水會噴出嗎?為什么?
不會,仍然完全失重
3、發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時,物體實際受的重力是否發(fā)生了變化?
沒有變有!
歸納總結(jié)
(1)什么是超重(失重)現(xiàn)象?
(2)什么情況下會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?
(3)為什么會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?
【牢記】:
1、超重和失重是一種物理現(xiàn)象。
2、物體的重力與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),不論物體處于超重還是失重狀態(tài),重力不變。
3、規(guī)律:物體具有豎直向上的加速度超重狀態(tài)
物體具有豎直向下的加速度失重狀態(tài)
超重還是失重由加速度方向決定,與速度方向無關(guān)
練習(xí)2、在一個封閉裝置中,用彈簧秤稱一物體的重量,根據(jù)讀數(shù)與實際重力之間的關(guān)系,以下說法中正確的是(C)
A.讀數(shù)偏大,表明裝置加速上升
B.讀數(shù)偏小,表明裝置減速下降
C.讀數(shù)為零,表明裝置運(yùn)動加速度等于重力加速度,但無法判斷是向上還是向下運(yùn)動
D.讀數(shù)準(zhǔn)確,表明裝置勻速上升或下降
從動力學(xué)看自由落體運(yùn)動
物體做自由落體運(yùn)動的兩個條件。
九、板書設(shè)計
用牛頓運(yùn)動定律解決問題(二)
一、共點(diǎn)力的平衡條件
1、平衡狀態(tài)
2、條件:合力為0
例題1:
二、超重和失重
1、什么是超重(失重)現(xiàn)象?
2、什么情況下會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?
3、為什么會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?
例題2
十、教學(xué)反思
本節(jié)課實驗設(shè)計科幫助學(xué)生理解,但是超重和失重的相關(guān)練習(xí),學(xué)生掌握的還不是很好,應(yīng)加強(qiáng)理解的基礎(chǔ)上,多加練習(xí)。
學(xué)校臨清一中學(xué)科物理編寫人王靜審稿人屈迎珍
必修一4.7用牛頓運(yùn)動定律解決問題(二)學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
理解共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的概念,能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
會用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
4.7用牛頓運(yùn)動定律解決問題(二)
1、什么叫做平衡狀態(tài)。
2、物體處于平衡狀態(tài)時它的受力特點(diǎn)是什么
3、當(dāng)一個物體受幾個力作用時,如何求解合力?
4、什么是共點(diǎn)力?
5、什么是超重(失重)現(xiàn)象?
6、什么情況下會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?
7、為什么會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?
三、提出疑惑
超重和失重的規(guī)律是什么?
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
理解共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的概念,能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
會用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題。
通過實驗認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象,理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實質(zhì)。
進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的方法和步驟。
二、學(xué)習(xí)過程
共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件?
同學(xué)們能列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實例嗎?
豎直上拋運(yùn)動的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài)?
例題1、城市中的路燈,無軌電車的供電線路等,經(jīng)常用三解形的結(jié)構(gòu)懸掛。圖為這類結(jié)構(gòu)的一種簡化模型。圖中硬桿OB可繞通過B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動,鋼索和桿的重量都可忽略。如果懸掛物的重量為G,角AOB等于θ,鋼索OA對O點(diǎn)的拉力和桿OB對O點(diǎn)的支持力各是多大?
那什么是超重和失重呢?
【定義】:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力,這種現(xiàn)象叫做超重。
【定義】:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力,這種現(xiàn)象叫做失重。
實驗1、用彈簧秤掛上鉤碼,然后迅速上提和迅速下放。
實驗2、學(xué)生站在醫(yī)用體重計上,觀察下蹲和站起時秤的示數(shù)如何變化
完全失重
【定義】:如果物體正好以大小等于g方向豎直向下的加速度做勻變速運(yùn)動,這時物體對支持物、懸掛物完全沒有作用力,好像完全沒有了重力作用,這種狀態(tài)是完全失重。
例2、人站在電梯中,人的質(zhì)量為m。
①人和電梯一同靜止時,人對地板的壓力為多大?
②人隨電梯以加速度a勻加速上升,人對地板的壓力為多大?
③人以加速度a勻減速下降,這時人對地板的壓力又是多大?
三、反思總結(jié)
四、當(dāng)堂檢測
1、舉重是中國代表團(tuán)在奧運(yùn)會上重要的奪金項目。在舉重比賽中,運(yùn)動員舉起杠鈴時必須使杠鈴平衡一定時間,才能被裁判視為挺(或抓)舉成功。運(yùn)動員可通過改變兩手握桿的距離來調(diào)節(jié)舉起時雙臂的夾角。若雙臂夾角變大,則下面關(guān)于運(yùn)動員保持杠鈴平衡時手臂用力大小變化的說法正確的是()
A.不變B.減小C.增大D.不能確定
2、在一個封閉裝置中,用彈簧秤稱一物體的重量,根據(jù)讀數(shù)與實際重力之間的關(guān)系,以下說法中正確的是()
A.讀數(shù)偏大,表明裝置加速上升
B.讀數(shù)偏小,表明裝置減速下降
C.讀數(shù)為零,表明裝置運(yùn)動加速度等于重力加速度,但無法判斷是向上還是向下運(yùn)動
D.讀數(shù)準(zhǔn)確,表明裝置勻速上升或下降
五、課后練習(xí)和提高
1、如圖所示,物體在水平力F作用下靜止在斜面上,若稍增大水平力F,而物體仍能保持靜止,下列說法正確的是()
A、斜面對物體的靜摩擦力及支持力都不一定增大
B、斜面對物體的靜摩擦力不一定增大,支持力一定增大
C、斜面底部受到地面的摩擦力為F,方向水平向右
D、斜面底部受到地面的摩擦力為F,方向水平向左
2、如圖所示,物體B的上表面水平,B上面載著物體A,當(dāng)它們一起沿固定斜面C勻速下滑的過程中物體A受力是()
A、只受重力
B、只受重力和支持力
C、有重力、支持力和摩擦力
D、有重力、支持力、摩擦力和斜面對它的彈力
3、把一木塊放在水平桌面上保持靜止,下面說法中哪些是正確的()
A、木塊對桌面的壓力就是木塊受的重力,施力物體是地球
B、木塊對桌面的壓力是彈力,是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的
C、木塊對桌面的壓力在數(shù)值上等于木塊受的重力
D、木塊保持靜止是由于木塊對桌面的壓力與桌面對木塊的支持力二力平衡
4、在力的合成中,下列關(guān)于兩個分力(大小為定值)與它們的合力的關(guān)系的說法中,正確的是()
A、合力一定大于每一個分力;
B、合力一定小于分力;
C、合力的方向一定與分力的方向相同;
D、兩個分力的夾角在0°~180°變化時,夾角越大合力越小
5、如圖所示,恒力F大小與物體重力相等,物體在恒力F的作用下,沿水平面做勻速運(yùn)動,恒力F的方向與水平成角,那么物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為()
A、B、C、D、
6、2009年8月17日,在德國柏林進(jìn)行的2009世界田徑錦標(biāo)賽女子撐桿跳高決賽中,羅格夫斯卡以4米75的成績奪冠。若不計空氣阻力,則羅格夫斯卡在這次撐桿跳高中()
A.起跳時桿對她的彈力大于她的重力
B.起跳時桿對她的彈力小于她的重力
C.起跳以后的下落過程中她處于超重狀態(tài)
D.起跳以后的下落過程中她處于失重狀態(tài)
7、有關(guān)超重和失重的說法,正確的是()
A.物體處于超重狀態(tài)時,所受重力增大;處于失重狀態(tài)時,所受重力減少
B.豎直上拋運(yùn)動的物體處于完全失重狀態(tài)
C.在沿豎直方向運(yùn)動的升降機(jī)中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時,升降機(jī)一定處于上升過程
D.在沿豎直方向運(yùn)動的升降機(jī)中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時,升降機(jī)一定處于下降過程
8、某同學(xué)站在電梯底板上,利用速度傳感器和計算機(jī)研究一觀光電梯升降過程中的情況,如圖所示的2一t圖象是計算機(jī)顯示的觀光電梯在某一段時間內(nèi)速度變化的情況(向上為正方向).根據(jù)圖象提供的信息,可以判斷下列說法中正確的是()
A.在0~5s內(nèi),觀光電梯在加速上升,該同學(xué)處于失重狀態(tài)
B.在5s~10s內(nèi),該同學(xué)對電梯底板的壓力等于他所受的重力
C.在10s~20s內(nèi),觀光電梯在減速下降,該同學(xué)處于失重狀態(tài)
D.在20s~25s內(nèi),觀光電梯在加速下降,該同學(xué)處于失重狀態(tài)
答案:當(dāng)堂檢測
1、C2、C
課后練習(xí)和提高
1、BD2、B3CD4、D5、C6、AD7、B8、BD
2015高一物理4.6用牛頓運(yùn)動定律解決問題一學(xué)案和課件
物理必修1(人教版)
第六課時用牛頓運(yùn)動定律解決問題(一)
水平測試
1.質(zhì)量為1kg的物體,受水平恒力作用,由靜止開始在光滑的水平面上做加速運(yùn)動,它在ts內(nèi)的位移為xm,則F的大小為()
A.2xt2B.2x2t-1
C.2x2t+1D.2xt-1
解析:由x=12at2得:a=2xt2,對物體由牛頓第二定律得:F=ma=1×2xt2=2xt2,故A正確.
答案:A
2.A、B兩物體以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若兩物體的質(zhì)量mA>mB,兩物體與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)相同,則兩物體能滑行的最大距離xA與xB相比為()
A.xA=xBB.xA>xB
C.xA<xBD.不能確定
解析:A、B兩物體的加速度均為a=μg,又由x=v202a知,初速度相同,兩物體滑行距離也相同.
答案:A
3.雨滴從空中由靜止落下,若雨滴下落時空氣對其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大,如圖所示的圖象能正確反映雨滴下落運(yùn)動情況的是()
解析:對雨滴受力分析,由牛頓第二定律得:mg-F阻=ma.雨滴加速下落,速度增大,阻力增大,故加速度減小,在vt圖象中其斜率變小,故選項C正確.
答案:C
4.質(zhì)量為1t的汽車在平直公路上以10m/s的速度勻速行駛.阻力大小不變,從某時刻開始,汽車牽引力減小2000N,那么從該時刻起經(jīng)過6s,汽車行駛的路程是()
A.50mB.42m
C.25mD.24m
解析:牽引力減2000N后,物體所受合力為2000N,由F=ma,2000=1000a,a=2m/s2,汽車需t=va=102s=5s停下來,故6s內(nèi)汽車前進(jìn)的路程x=v22a=1002×2m=25m,C正確.
答案:C
5.在交通事故的分析中,剎車線的長度是很重要的依據(jù),剎車線是汽車剎車后,停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡.在某次交通事故中,汽車的剎車線長度是14m,假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7,g取10m/s2,則汽車剎車前的速度為()
A.7m/sB.10m/s
C.14m/sD.20m/s
解析:設(shè)汽車剎車后滑動的加速度大小為a,由牛頓第二定律可得μmg=ma,a=μg.
由勻變速直線運(yùn)動的關(guān)系式v20=2ax,可得汽車剎車前的速度為
v0=2ax=2μgx=2×0.7×10×14m/s=14m/s.正確選項為C.
答案:C
6.如圖所示,一物體m從某曲面上的Q點(diǎn)自由滑下,通過一粗糙的靜止傳送帶后,落到地面P點(diǎn).若傳送帶的皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動起來,使傳送帶也隨之運(yùn)動,再把該物體放在Q點(diǎn)自由下滑,則()
A.它仍落在P點(diǎn)B.它將落在P點(diǎn)左方
C.它將落在P點(diǎn)右方D.無法確定落點(diǎn)
解析:無論傳送帶動與不動,物體從Q點(diǎn)下落至傳送帶最左端時,速度相同,且物體在傳送帶上所受摩擦力均為滑動摩擦力,物體相對傳送帶向右運(yùn)動,故所受摩擦力方向向左.又因為物體對傳送帶的壓力和動摩擦因數(shù)在兩種情況下都相同,摩擦力相同,加速度相同,故兩種情況下,物體的運(yùn)動狀態(tài)完全相同,運(yùn)動軌跡也完全相同.A正確.
答案:A
7.行車過程中,如果車距不夠,剎車不及時,汽車將發(fā)生碰撞,車?yán)锏娜丝赡苁艿絺Γ瑸榱吮M可能地減輕碰撞引起的傷害.人們設(shè)計了安全帶,假定乘客質(zhì)量為70kg,汽車車速為90km/h,從踩下剎車到完全停止需要的時間為5s.安全帶對乘客的作用力大小約為(不計人與座椅間的摩擦)()
A.450NB.400N
C.350ND.300N
解析:汽車的速度v0=90km/h=25m/s,設(shè)汽車勻減速的加速度大小為a,則a=v0t=5m/s2,對乘客應(yīng)用牛頓第二定律得:F=ma=70×5N=350N,所以C正確.
答案:C
8.一個物體在水平恒力F的作用下,由靜止開始在一個粗糙的水平面上運(yùn)動,經(jīng)過時間t速度變?yōu)関,如果要使物體的速度變?yōu)?v.下列方法正確的是()
A.將水平恒力增加到2F,其他條件不變
B.將物體的質(zhì)量減小一半,其他條件不變
C.物體的質(zhì)量不變,水平恒力和作用時間都增加到原來的兩倍
D.將時間增加到原來的2倍,其他條件不變
解析:由牛頓第二定律得F-μmg=ma,所以a=Fm-μg,對比A、B、C三項,均不能滿足要求,故均錯.由v=at得2v=a2t,所以D項正確.
答案:D
9.如圖所示為兩個等高的光滑斜面AB、AC,將一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊由靜止在A點(diǎn)釋放.沿AB斜面運(yùn)動,運(yùn)動到B點(diǎn)時所用時間為tB;沿AC斜面運(yùn)動,運(yùn)動到C點(diǎn)所用時間為tC,則()
A.tB=tCB.tBtC
C.tBtCD.無法比較
解析:設(shè)斜面傾角為θ,對m利用牛頓第二定律解得加速度a=gsinθ,解幾何三角形得位移x=hsinθ,
據(jù)x=12at2
得t=2xa=2hgsin2θ=1sinθ2hg,顯然C對.
答案:C
10.(雙選)如圖甲所示,在粗糙水平面上,物塊A在水平向右的外力F的作用下做直線運(yùn)動,其速度時間圖象如圖乙所示,下列判斷正確的是()
A.在0~1s內(nèi),外力F不斷增大
B.在1~3s內(nèi),外力F的大小恒定
C.在3~4s內(nèi),外力F不斷減小
D.在3~4s內(nèi),外力F的大小恒定
解析:在vt圖象中,0~1s內(nèi)物塊速度均勻增大,物塊做勻變速運(yùn)動,外力F為恒力;1~3s內(nèi),物塊做勻速運(yùn)動,外力F的大小恒定,3~4s內(nèi),物塊做加速度不斷增大的減速運(yùn)動,外力F由大變小.綜上所述,只有B、C兩項正確.
答案:BC
11.一個氫氣球,質(zhì)量為200kg,系一根繩子使它靜止不動,且繩子豎直,如圖所示.當(dāng)割斷繩子后,氣球以2m/s2的加速度勻加速上升,則割斷繩子前繩子的拉力為多大?
解析:
以氣球為研究對象,繩斷前,氣球靜止,故所受重力G、空氣浮力F1、繩的拉力F2三力平衡:
即G+F2=F1①
繩斷后,氣球在空氣浮力F1和重力G的作用下勻加速上升,由牛頓第二定律得:
F1-G=ma②
已知a=2m/s2
所以F1=G+ma=2400N,
F2=F1-G=400N.
答案:400N
素能提高
12.如圖所示,ad、bd、cd是豎直面內(nèi)3根固定的光滑細(xì)桿,每根桿上套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出),3個滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速度為零),用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)達(dá)到d點(diǎn)所用的時間,則()
A.t1<t2<t3
B.t1>t2>t3
C.t3>t1>t2
D.t1=t2=t3
解析:小滑環(huán)下滑過程中受重力和桿的彈力作用,下滑的加速度可認(rèn)為是由重力沿斜面方向的分力產(chǎn)生的,設(shè)運(yùn)動軌跡與豎直方向的夾角為θ,由牛頓第二定律知:mgcosθ=ma,①
設(shè)圓心為O,半徑為R,由幾何關(guān)系得,滑環(huán)由開始運(yùn)動至d點(diǎn)的位移x=2Rcosθ.②
由運(yùn)動學(xué)公式得x=12at2,③
由①②③聯(lián)立解得t=2Rg.
即小滑環(huán)下滑的時間與細(xì)桿的傾斜程度無關(guān),
即t1=t2=t3.
13.跳起摸高是現(xiàn)今學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行的一項活動,某同學(xué)身高1.80m,體重65kg,站立舉手達(dá)到2.2m高,他用力蹬地,經(jīng)0.4s豎直離地跳起,設(shè)他蹬地的力大小恒為1300N,則他跳起后可摸到的高度為多少?(g=10m/s2)
解析:蹬地的0.4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動,由牛頓第二定律有F-mg=ma,
得a=10m/s2.
離地時的速度:v0=at=4m/s,
離地后做勻減速運(yùn)動,有mg=ma1,
有v2t-v20=-2a1h1,
解得h1=0.8m.
可摸到的高度h=h1+2.2m=3.0m.
答案:3.0m
14.已知一質(zhì)量m=1kg的物體在傾角α=37°的斜面上恰能勻速下滑,當(dāng)對該物體施加一個沿斜面向上的推力F時,物體恰能勻速上滑.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ是多大?
解析:當(dāng)物體沿斜面勻速下滑時,對物體進(jìn)行受力分析如圖甲所示,由力的平衡可知:
mgsinα=Ff,
其中Ff=μmgcosα,
解得:μ=0.75.
答案:0.75
(2)求推力F的大小.
解析:當(dāng)物體沿斜面勻速上滑時,對物體進(jìn)行受力分析如圖乙所示,由力的平衡可知:
mgsinα+μmgcosα=F,
解得F=12N.
答案:12N
為什么滑水運(yùn)動員站在滑板上不會沉下去呢?
原因就在這塊小小的滑板上,你看,滑水運(yùn)動員在滑水時,總是身體向后傾斜,雙腳向前用力蹬滑板,使滑板和水面有一個夾角.當(dāng)前面的游艇通過牽繩拖著運(yùn)動員時,運(yùn)動員就通過滑板對水面施加了一個斜向下的力,而且游艇對運(yùn)動員的牽引力越大,運(yùn)動員對水面施加的這個力也越大.因為水不易被壓縮,根據(jù)牛頓第三定律(作用力與反作用力定律),水面就會通過滑板反過來對運(yùn)動員產(chǎn)生一個斜向上的反作用力.這個反作用力在豎直方向的分力等于運(yùn)動員的重力時,運(yùn)動員就不會下沉.因此,滑水運(yùn)動員只要依靠技巧,控制好腳下滑板的傾斜角度,就能在水面上快速滑行.
必修一4.6用牛頓運(yùn)動定律解決問題(一)教案
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計劃和準(zhǔn)備,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)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣,幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的必修一4.6用牛頓運(yùn)動定律解決問題(一)教案,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
必修一4.6用牛頓運(yùn)動定律解決問題(一)教案
1.教材分析
《用牛頓運(yùn)動定律解決問題(一)》是人教版高中物理必修一第4章第6節(jié)教學(xué)內(nèi)容,主要學(xué)習(xí)兩大類問題:1已知物體的受力情況,求物體的運(yùn)動情況,2已知物體的運(yùn)動情況,求物體的受力情況。掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的基本思路和方法。本節(jié)內(nèi)容是對本章知識的提升,又是后面知識點(diǎn)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
2.教學(xué)目標(biāo)
1.知道應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決的兩類主要問題。
2.掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的基本思路和方法。
3.能結(jié)合物體的運(yùn)動情況對物體的受力情況進(jìn)行分析。
4.能根據(jù)物體的受力情況推導(dǎo)物體的運(yùn)動情況。
5.會用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式解決簡單的力學(xué)問題。
3.教學(xué)重點(diǎn)
1.已知物體的受力情況,求物體的運(yùn)動情況。
2.已知物體的運(yùn)動情況,求物體的受力情況。
4.教學(xué)難點(diǎn)
1.物體的受力分析及運(yùn)動狀態(tài)分析和重要的解題方法的靈活選擇和運(yùn)用。
2.正交分解法。
5.學(xué)情分析
我們的學(xué)生屬于平行分班,沒有實驗班,學(xué)生已有的知識和實驗水平有差距。有些學(xué)生對于受力分析及運(yùn)動情況有一定的基礎(chǔ),但是兩者結(jié)合起來綜合的應(yīng)用有些困難,需要詳細(xì)的講解。
6.教學(xué)方法
1.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見后面的學(xué)案。
2.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
7.課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:預(yù)習(xí)課本相關(guān)章節(jié),初步把握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的基本思路和方法。
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延伸拓展學(xué)案。
課時安排:2課時
8.教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)
[學(xué)生活動]同學(xué)們先思考例題一、例題二,簡單的寫出解題過程。
[提問]上述兩個例題在解題的方法上有什么相同之處?有什么不同之處?在第二個例題中為什么要建立坐標(biāo)系?在運(yùn)動學(xué)中,我們通常是以初速度的方向為坐標(biāo)軸的正方向;在解決靜力學(xué)的問題時,通常使盡量多的力在坐標(biāo)軸上,在利用牛頓運(yùn)動定律解決問題時要建立坐標(biāo)系與上述的情況相比,有什么不同嗎?
設(shè)計意圖:步步導(dǎo)入,吸引學(xué)生的注意力,明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
(三)合作探究、精講點(diǎn)撥
[教師講解]大家可以看到上述兩個例題解題過程中都用到牛頓第二定律,但是例題一是已知物體的受力情況,求物體的運(yùn)動情況的問題,而例題二是已知物體的運(yùn)動情況求物體的受力情況的問題。所以我們發(fā)現(xiàn),牛頓運(yùn)動定律可以解決兩方面的問題,即從受力情況可以預(yù)見物體的運(yùn)動情況和從運(yùn)動情況可以判斷物體的受力情況。下面我們來分析兩種問題的解法。
從受力確定運(yùn)動情況
例題一
基本思路:(1)確定研究對象,對研究對象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析,并畫出物體的受力示意圖;
(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;
(4)結(jié)合給定的物體的運(yùn)動的初始條件,選擇運(yùn)動學(xué)公式,求出所需的運(yùn)動參量。
強(qiáng)調(diào):(1)速度的方向與加速度的方向要注意區(qū)分;
(2)題目中的力是合力還是分力要加以區(qū)分。
對應(yīng)練習(xí)1答案:解析設(shè)汽車剎車后滑動的加速度大小為a,由牛頓第二定律可得
μmg=ma,a=μg。
由勻變速直線運(yùn)動速度—位移關(guān)系式v02=2ax,可得汽車剎車前的速度為
m/s=14m/s。
正確選項為C。
點(diǎn)評本題以交通事故的分析為背景,屬于從受力情況確定物體的運(yùn)動狀態(tài)的問題。求解此類問題可先由牛頓第二定律求出加速度a,再由勻變速直線運(yùn)動公式求出相關(guān)的運(yùn)動學(xué)量。
從運(yùn)動情況確定受力
例題二
基本思路:(1)確定研究對象,對研究對象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析,并畫出物體的受力示意圖;
(2)選擇合適的運(yùn)動學(xué)公式,求出物體的加速度;
(3)根據(jù)牛頓第二定律列方程,求出物體的所受的合外力;
(4)根據(jù)力的合成與分解的方法,由合力求出所需的力。
對應(yīng)練習(xí)2答案:解析將運(yùn)動員看作質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),從h1高處下落,剛接觸網(wǎng)時速度的大小為
(向下);
彈跳后到達(dá)的高度為h2,剛離網(wǎng)時速度的大小為
(向上)。
速度的改變量Δv=v1+v2(向上)。
以a表示加速度,Δt表示運(yùn)動員與網(wǎng)接觸的時間,則
Δv=aΔt。
接觸過程中運(yùn)動員受到向上的彈力F和向下的重力mg,由牛頓第二定律得
F-mg=ma。
由以上各式解得,
代入數(shù)值得F=1.5×103N。
點(diǎn)評本題為從運(yùn)動狀態(tài)確定物體的受力情況的問題。求解此類問題可先由勻變速直線運(yùn)動公式求出加速度a,再由牛頓第二定律求出相關(guān)的力。本題與小球落至地面再彈起的傳統(tǒng)題屬于同一物理模型,但將情景放在蹦床運(yùn)動中,增加了問題的實踐性和趣味性。題中將網(wǎng)對運(yùn)動員的作用力當(dāng)作恒力處理,從而可用牛頓第二定律結(jié)合勻變速運(yùn)動公式求解。實際情況作用力應(yīng)是變力,則求得的是接觸時間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動員的平均作用力。
小結(jié)
牛頓運(yùn)動定律F=ma,實際上是揭示了力、加速度和質(zhì)量三個不同物理量之間的關(guān)系,要列出牛頓定律的方程,就應(yīng)將方程兩邊的物理量具體化,方程左邊是物體受到的合力,這個力是誰受的,方程告訴我們是質(zhì)量m的物體受的力,所以今后的工作是對質(zhì)量m的物體進(jìn)行受力分析。首先要確定研究對象;那么,這個合力是由哪些力合成而來的?必須對物體進(jìn)行受力分析,求合力的方法,可以利用平行四邊形定則或正交分解法。方程右邊是物體的質(zhì)量m和加速度a的乘積,要確定物體的加速度,就必須對物體運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行分析,由此可見,解題的方法應(yīng)從定律本身的表述中去尋找。
在運(yùn)動學(xué)中,我們通常是以初速度的方向為坐標(biāo)軸的正方向;在解決靜力學(xué)的問題時,通常使盡量多的力在坐標(biāo)軸上,在利用牛頓運(yùn)動定律解決問題時,往往需要利用正交分解法建立坐標(biāo)系,列出牛頓運(yùn)動定律方程求解,一般情況坐標(biāo)軸的正方向與加速度方向一致。
[課堂練習(xí)]見學(xué)案
t=t1+t2=2s+9s=11s。
點(diǎn)評物體受力情況發(fā)生變化,運(yùn)動情況也將發(fā)生變化。此題隱含了兩個運(yùn)動過程,如不仔細(xì)審題,分析運(yùn)動過程,將出現(xiàn)把物體的運(yùn)動當(dāng)作勻速運(yùn)動(沒有注意到物體從靜止開始放到傳送帶上),或把物體的運(yùn)動始終當(dāng)作勻加速運(yùn)動。
2.解析(1)設(shè)小球所受風(fēng)力為F,則F=0.5mg。
當(dāng)桿水平固定時,小球做勻速運(yùn)動,則所受摩擦力Ff與風(fēng)力F等大反向,即
Ff=F。
又因Ff=μFN=μmg,
以上三式聯(lián)立解得小球與桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。
(2)當(dāng)桿與水平方向成θ=370角時,小球從靜止開始沿桿加速下滑。設(shè)下滑距離s所用時間為t,小球受重力mg、風(fēng)力F、桿的支持力FN’和摩擦力Ff’作用,由牛頓第二定律
點(diǎn)評本題是牛頓運(yùn)動定律在科學(xué)實驗中應(yīng)用的一個實例,求解時先由水平面上小球做勻速運(yùn)動時的二力平衡求出動摩擦因數(shù),再分析小球在桿與水平面成370角時的受力情況,根據(jù)牛頓第二定律列出方程,求得加速度,再由運(yùn)動學(xué)方程求解。這是一道由運(yùn)動求力,再由力求運(yùn)動的典型例題。
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。
設(shè)計意圖:引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡單的反饋糾正。(課堂實錄)
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動定律應(yīng)用(一),那么在下一節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動定律應(yīng)用(二)。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分,重點(diǎn)是掌握解決這類問題的方法。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
9.板書設(shè)計
一、兩類問題
已知物體的受力情況求物體的運(yùn)動情況的問題
已知物體的運(yùn)動情況求物體的受力情況的問題
二、解題思路:
①確定研究對象;
②分析研究對象的受力情況,必要時畫受力示意圖;
③分析研究對象的運(yùn)動情況,必要時畫運(yùn)動過程簡圖;
④利用牛頓第二定律或運(yùn)動學(xué)公式求加速度;
⑤利用運(yùn)動學(xué)公式或牛頓第二定律進(jìn)一步求解要求的物理量。
10.教學(xué)反思
牛頓運(yùn)動定律F=ma,實際上是揭示了力、加速度和質(zhì)量三個不同物理量之間的關(guān)系,要列出牛頓定律的方程,就應(yīng)將方程兩邊的物理量具體化,方程左邊是物體受到的合力,這個力是誰受的,方程告訴我們是質(zhì)量m的物體受的力,所以今后的工作是對質(zhì)量m的物體進(jìn)行受力分析。首先要確定研究對象;那么,這個合力是由哪些力合成而來的?必須對物體進(jìn)行受力分析,求合力的方法,可以利用平行四邊形定則或正交分解法。方程右邊是物體的質(zhì)量m和加速度a的乘積,要確定物體的加速度,就必須對物體運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行分析,由此可見,解題的方法應(yīng)從定律本身的表述中去尋找。
在運(yùn)動學(xué)中,我們通常是以初速度的方向為坐標(biāo)軸的正方向;在解決靜力學(xué)的問題時,通常使盡量多的力在坐標(biāo)軸上,在利用牛頓運(yùn)動定律解決問題時,往往需要利用正交分解法建立坐標(biāo)系,列出牛頓運(yùn)動定律方程求解,一般情況坐標(biāo)軸的正方向與加速度方向一致。