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4.6.1用牛顿运动定律解决问题(一)导学案


永川景圣中学物理导学案
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§ 4.6.1 用牛顿运动定律解决问题(1) ----执教者:刘
【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: 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 系,物体的运动 4、 牛顿第二定律: ,牛顿第二定律定量的确定了 系,使我们能够把物体的 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 情况与物体的 情况联系起来。 和 的关 力来维持,力是 的原因。 和 的关 ;位移-时间公式: ;速度-位移公式:


受力分析图
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(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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【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( )公式 ? 求运动学量 ) ? 求物体的( ) ?由 a ?

F 求( m



?选择(
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。 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 3 页 共 4 页

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【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 ) F 30 N 2、用 的水平外力 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 ? 4.5 m s , a ? 1.5 m s 2 C. v ? 4.5 m s , a ? 0

) B. v ? 7.5 m s , a ? 1.5 m s 2 D. v ? 7.5 m s , 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 100 s 内速度由 5.0 m s 增加到 15.0 m s 。 (1) 求列车的加速度大小;
5 (2) 若列车的质量是 1.0 ?10 kg ,机车对列车的牵引力是 1.5 ?10 N ,求列车在运动中受到的阻力大

6

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. 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 4 页 共 4 页


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