4.6.1用牛顿运动定律解决问题(一)导学案

用牛顿运动定律解决问题（1）

----执教者：刘 娜

【学习目标】

1.能运用牛顿定律解答一般的动力学问题；

2.理解运用牛顿定律解题的基本方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况分析，然后用牛顿定律把二者联系起来；

3.在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法，比如如何建立恰当的坐标系进行解题等。 【学习重、难点】

运用牛顿定律解答动力学与运动学的综合问题。

【学具准备】教材、学案、草稿纸、铅笔、刻度尺等 【自主学习】(认真阅读，课本是你最好的向导！）（认真阅读教材p85—86页，了解应用牛顿运动定律解决问题方法）

一、物体做匀变速直线运动时的运动规律怎样描述？

1、五个运动学量：

2、 速度-时间公式： ；位移-时间公式： ；速度-位移公式： 二、复习牛顿运动定律内容：

3、 牛顿第一定律： ，牛顿第一定律定性的确定了 和 的关系，物体的运动 力来维持，力是 的原因。

4、 牛顿第二定律： ，牛顿第二定律定量的确定了 和 的关系，使我们能够把物体的 情况与物体的 情况联系起来。

5、 牛顿第三定律： ，牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系，把相互作用的几个物体联系起来了。

【自主探究】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4.2N。求物体在4s末的速度和4s内的位移。

（研究对象是谁？已知条件有哪些？要解决哪些问题？你打算如何来解决这些问题？）

（1）物体的受力情况如何？画出受力分析图

受力分析图 我的课堂我作主 只有思考的学习才有真正的价值 互帮互学实现共赢! 第 1 页 共 4 页

永川景圣中学物理导学案 （2）合力沿什么方向？大小是多少？_______________________________________________

（3）物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？_______________________________________________ （4）运动情况中已知哪些运动学量？要求末速度和位移，还差什么物理量？（画出运动草图）

运动过程草图：

（5）如何求出加速度？本题的解题思路如何？ 【解题过程】

【合作探究】（积极思考，勇于展示，相信自己，一定能行。）

探究一 如果把自主探究中的条件变化一下，一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg，在一个大小为10N与水平方向右斜向上30°力F作用下水平运动，物体与地面间的动摩擦因数是0.2，求物体在4s末的速度和4s内的位移。（g=10m/s2）

F

300

探究二，将上题中的“水平地面上运动”改为“沿斜面上运动”，一个质量为2kg物体静止在倾角

为37°的斜面上，在一个大小为20N沿斜面向上的力F作用下运动，物体与地面间的动摩擦因数

是0.2，求物体在4s末的速度和4s内的位移。（①设斜面足够长g=10m/s2，cos37°=0.8, sin37°=0.6 ）

受力分析图

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永川景圣中学物理导学案 【心得体会】

1、 2、 3、 4、

【拓展应用】一个质量为75kg滑雪者，静止开始从一个长为8m,倾角为37°的斜坡顶端滑下，又在水平面上滑行一段距离后停下。人与接触面动摩擦因数是0.25。（①不考虑空气阻力影响②假设斜坡与水平面平滑连接③g=10m/s2，cos37°=0.8, sin37°=0.6 ） （1） 人从斜坡顶端滑至底端所用时间？

（2） 人最终在离斜坡底端多远处停下下？

（提示：运动可以分为几个阶段？如何建立物理模型？怎样解决这个问题？）

【课后小结】 1.解题思路

先确定（ ）分析物体（ ）求物体的（ ）由aF求（ ） m选择（ ）公式求运动学量

2.解题步骤

（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图；

（2）根据力的合成与分解（或正交分解法），求出物体所受的合外力（包括大小和方向）； （3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度；

（4）结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度及运动时间等。

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永川景圣中学物理导学案 【学以致用】（考考你，本节课你有收获吗？）

1、 一个物体从离地面一定的高度由静止释放，如果下落过程中受到的空气阻力是物体重力的0.2倍，则物体下落的加速度大小是________m/s。如果从地面上以一定的初速度竖直向上抛出一物体，受到的空气阻力仍是重力的0.2倍，则物体上升时的加速度大小是_______m/s。（g取10 m/s）

2、用30N的水平外力F拉一个静止放在光滑水平面上的质量为20kg的物体，力F作用3s后撤去，则第

2

2

2

5s末物体的速度和加速度分别为（ ）

A.v4.5ms，a1.5ms2 B.v7.5ms，a1.5ms2 C.v4.5ms，a0 D.v7.5ms，a0

3、 质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：

（1）若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？

（2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？

【课后作业】

4、列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶，在100s内速度由5.0ms增加到15.0ms。 （1） 求列车的加速度大小；

61.010kg，机车对列车的牵引力是1.5105N，求列车在运动中受到的阻力大（2） 若列车的质量是

小。

5、一个滑雪的人，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= 30o，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）。

【知识点拨】对加速度的理解

1.加速度是运动学的物理量，它反映了物体的运动状态

加速度大小对应速度变化的快慢：加速度大表示物体的速度变化快.加速度小表示物体速度变化慢。 2.加速度又是动力学的物理量，它反映了物体所受的合外力的大小和方向，合外力与物体的加速度存在因果关系和瞬时对应关系.

3.加速度是联系运动学和动力学的桥梁和纽带.

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