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第四章牛顿运动定律
第六节用牛顿运动定律解决问题(1)
利用视频《蜘蛛侠》的内容。蜘蛛侠拼尽全力使将要落水的火车停了下来,避免了悲剧的发生。牛顿运动定律是用来解决实际问题的,视频后接着给同学们展示一幅神舟九号与天宫一号交会对接的图片,这既展示了我国最新的科技成就,也激发了同学们学****的兴趣。导入新课。
本节课的重点是要培养学生使用牛顿运动定律解决实际问题的能力,养成正确的使用牛顿运动定律解题的思路和规范的解题****惯。所以本节课设计了首先通过一道例题采取启发性教学,逐步启发、诱导,使学生形成解决问题的正确思路,然后总结出解决问题解题步骤。解题步骤的规范性是本节课的另一个重点,也是难点,本节课通过几道典例和练****的规范解题步骤,使学生有例可依,规范自己的解题步骤。解题思路的建立和解题步骤的规范,需要反复的训练,所以本节课安排了较多的典例和课后训练。课堂时间不够,也可以课下完成。
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. 会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。
学****重点:
1. 已知物体的受力情况,求物体的运动情况。
2. 已知物体的运动情况,求物体的受力情况。
学****难点:
1. 物体的受力分析及运动状态分析。
2. 加速度的应用。
神舟九号与天宫一号交会对接
1. 科技工作者能准确地控制火箭的变轨、飞船的对接、预测卫星的着落点,他们依靠什么来控制物体的运动?
2. 利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题?
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一、匀变速直线运动规律
速度公式:v = v0 + at
位移公式:x = v0t +at 2/2
导出公式:v 2- v02 = 2ax
复****回顾
不受力
物体
静止或匀速直线运动 a = 0
受力
F合=0
静止或匀速直线运动 a = 0
F合≠0
运动状态发生改变 a ≠ 0
二、牛顿第一定律
三、牛顿第二定律
F = ma
力产生加速度,a 是联系力和运动的桥梁
四、牛顿第三定律
F = ─F′
提供受力分析的方法
1. 物体的受力情况如何?
2. 物体所受的合力如何?
Fy =0; Fx = F-Ff ,方向与拉力 F 方向相同
3. 物体的运动情况中已知哪些量?要求末速度和位移,还差什么量?
已知初速度 v0 和时间 t,要求末速度 vt 和位移 x,还差加速度a。
Ff
F
G
FN
一、从受力确定运动情况
一个静止在水平面上的物体,质量是 2 kg,在 N 的水平拉力作用下沿水平面向右运动,物体与水平地面间的滑动摩擦力为 N。求物体 4 s 末的速度和 4 s 内发生的位移。
解:物体受力如图:
由牛顿第二定律:F-Ff = ma
4 s末的速度
4 s内的位移
4. 如何求加速度?
借助于牛顿第二定律 F合= ma,利用合力来求加速度。
5. 本题的解题思路如何?
先受力分析求出合力,再用牛顿第二定律求出加速度,最后用运动学公式求解。
Ff
F
G
FN
物体运
动情况
运动学
公式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
已知物体受力情况确定运动情况,指的是在受力情况已知的条件下,要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。
处理这类问题的基本思路是:先分析物体受力情况求合力,据牛顿第二定律求加速度,再用运动学公式求所求量(运动学量)。
“从受力确定运动情况”的基本思路
解:木箱受力如图,将 F 正交分解,则:
例1. 一木箱质量为 m = 10 kg,与水平地面间的动摩擦因数为μ= ,现用斜向右下方 F = 100 N 的力推木箱,使木箱在水平面上做匀加速运动。F 与水平方向成θ= 37°角,求经过 t = 5 s时木箱的速度。
FN
mg
Ff
F
θ
F1
F2
F2 = Fsin θ
F1 = Fcos θ
Ff = μFN
联立解得:
v =at
代入数据可得:v =24 m/s