2022年高中物理 《用牛頓運動定律解決問題（二）》教案8 新人教版必修1

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1、2022年高中物理 《用牛頓運動定律解決問題（二）》教案8 新人教版必修1 題目：根據(jù)自己的學習情況，編一份有關(guān)牛頓運動定律應(yīng)用的練習題． 題量：4－6道． 要求：給出題目詳細解答，并注明選題意圖及該題易錯之處． 評價：可操作性、針對性，可調(diào)動學生積極性． 已知物體的受力情況確定物體的運動情況 　　例1質(zhì)量為10Kg的物體放在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，如果用大小40N，方向斜向上與水平方向的夾角為37°的恒力作用，使物體沿水平面向右運動,求（1）物體運動的加速度大??；（2）若物體由靜止開始運動，需要多長時間速度達到8.4m/s，物體的位移多大？ 　　分析與解答

2、： 　?。?）以物體為研究對象，首先對物體進行受力分析，如圖1所示．建立平面直角坐標系把外力沿兩坐標軸方向分解．設(shè)向右為正方向，依據(jù)牛頓第二定律列方程： 　　? ? 　　整理后得到： 　　代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得：物體運動加速度大小 =1.68m/s2 　　（2）因為物體做勻加速直線運動，所以根據(jù)運動學公式可知： 　　∵ 　　∴物體運動時間為： s 　　∵ 　　∴物體的位移大小為： m 說明： 　?。?）這是一道已知物體的受力情況，確定物體的運動情況的習題． 　?。?）本題中物體受4個力作用（大于3個力作用），一般在處理力的關(guān)系時用正交分解法． 　?。?）支持力不是外力

3、在豎直方向上的分力；重力大小不等于地面給予的支持力． 已知物體運動情況確定物體受力情況 　　例2 一個空心小球從距離地面16m的高處由靜止開始落下，經(jīng)2s小球落地，已知球的質(zhì)量為0.4kg，求它下落過程中所受空氣阻力多大？( =10m/s2) 　　分析與解答：以空心小球為研究對象，根據(jù)它的運動情況可知，其下落時加速度大小為： 　　 m/s2< 　　說明小球在下落過程中受到向上的空氣阻力作用，小球的受力情況如圖2所示． 　　依據(jù)牛頓第二定律可知： 　　∴小球所受空氣阻力大小為： N 說明： 　　（1）這是一道已知物體的運動情況，確定物體的受力情況的習題． 　?。?）本

4、題可根據(jù)需要加一問：若小球落地后豎直向上反彈到6m高度，設(shè)空氣阻力大小不變，則小球反彈上升的時間為多少？反彈的初速度為多少？所加這一問屬于第一類問題，且注意此時空氣阻力方向向下． 3）物體的運動路徑是豎直方向的直線，如各類豎直方向的拋體運動，往往要考慮空氣阻力（空氣阻力總是與運動方向相反）；又如升降機內(nèi)隨升降機一起變速上升和下降的物體的運動，這時會出現(xiàn)超重失重現(xiàn)象。 　　怎樣對牛頓運動定律的問題進行分類不是絕對的。牛頓運動定律的應(yīng)用題目很多很雜，除了掌握基本分析方法外，能對題目分類，無疑是對學習的總結(jié)也是提高、希望讀者每做完一道題都要注意分析一下這道題目的特點及思考方法，這無疑是大有裨益的

5、。 典型例題 關(guān)于斜面上物體的加速運動 　　例3一木塊在傾角為37°的斜面上， =10m/s2． 　?。?）若斜面光滑，求木塊下滑時加速度大??； 　?。?）若斜面粗糙，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，則當木塊以某一初速度下滑時，其加速度的大?。? 　?。?）若斜面粗糙，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，則當木塊以某一初速度上滑時，其加速度的大小； 　?。?）若斜面粗糙，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，木塊質(zhì)量為3Kg，木塊受到沿斜面向上的大小為25.8N的推力作用，則木塊由靜止開始運動的加速度大小為多少； 　?。?）其它條件同上問，若木塊受到沿斜面向上的

6、大小為4.2N的推力作用，則木塊由靜止開始運動的加速度大小為多少？ 分析與解答： 　　（1）對木塊的受力分析如（圖１）所示． 　　 　　進行正交分解后，依據(jù)牛頓第二定律可得： 　　 m/s2 　?。?）對木塊的受力分析如圖示２所示． 　 　　進行正交分解后，依據(jù)牛頓第二定律可得： 　　 　　(3) 對木塊的受力分析如圖示３所示． 　　 　　進行正交分解后，依據(jù)牛頓第二定律可得： 　　 　　(4) 對木塊的受力分析如圖示４所示．進行正交分解后，首先判斷摩擦力和加速度的方向： 　　∵ （N）< 　　∴摩擦力的方向沿斜面向下，加速度的方向沿斜面向上．

7、 　　∴ m/s2 　　(5) 對木塊的受力分析如圖示5所示．進行正交分解后，首先判斷摩擦力和加速度的方向： 　　∵ （N）> 　　∴摩擦力的方向沿斜面向上，加速度的方向沿斜面向下． 　　∴ m/s2 　　說明：（1）這是一道關(guān)于斜面上物體運動的問題．在這類問題中要特別注意摩擦力方向的問題，必要時必須通過一定的運算才能確定（如本題）．（2）在做第二問時可以進行討論：設(shè)斜面傾角為 ，當 時，物體沿斜面勻速下滑；當 時，物體沿斜面減速下滑；當 時，物體沿斜面加速下滑． 關(guān)于連接體問題的求解 處理連接體問題的基本方法 　　1、若連接體中各個物體產(chǎn)生的加速度相同，則可采用整體法求

8、解該整體產(chǎn)生的加速度． 　　2、若連接體中各個物體產(chǎn)生的加速度不同，則一般不可采用整體法．（若學生情況允許，可再提高觀點講） 　　3、若遇到求解連接體內(nèi)部物體間的相互作用力的問題，則必須采用隔離法． 以上各問題均通過典型例題落實． 　　例4　　如圖1所示，物體A和B靠在一起放在光滑水平面上，物體A受到水平向右的推力，大小為10N，已知物體A的質(zhì)量為2kg，物體B的質(zhì)量為3kg，求物體A運動的加速度及物體A、B間的相互作用力． 　　分析與解答： 　　（1）由題意可知物體A、B將以共同的加速度運動，因此求解加速度的問題可以選用隔離法和整體法兩種． 　　法一：用隔離法，分別以物體A和B

9、為研究對象進行受力分析，如圖9所示．依據(jù)牛頓第二定律可知： 　　對A： 　　對B： 　　聯(lián)立解得： （m/s2）?? 方向：水平向右 　　法二：用整體法，以物A和B整體為研究對象進行受力分析，如圖10所示．依據(jù)牛頓第二定律可知： 對整體： （m/s2）?? 方向：水平向右 　?。?）求解物體間相互作用力，即求解圖示中的 時，必須用隔離法．以物體A為研究對象，依據(jù)牛頓第二定律可知： 　　 　　 （m/s2） 　　∴物體間的相互作用力大小為6N．或以物體A為研究對象，依據(jù)牛頓第二定律可知： 　　 　　 （m/s2） 　　∴物體間的相互作用力大小為6N． 說明： 　　（1）這是一道關(guān)于連接體運動的基本問題，學生應(yīng)該掌握關(guān)于這類問題的解題思路和方法．在處理這類問題時，要學會靈活地選取研究對象． 　?。?）在對這類題進行受力分析時，學生常會犯兩類錯誤，一類是把力 畫到物體 上，要讓學生清除力是不可以傳遞的； 　?。?）在分析物體 受力時丟掉物體 給它的作用力 ，要強調(diào)力是物體間的相互作用． 　?。?）此題可以擴展為地面有摩擦的情況；或把 、 兩物體摞在一起，用一個力推其中一個物體，并設(shè)計相關(guān)問題． 　?。?）如果學生情況允許，可以涉及整體加速度不同的問題，交給學生如何快速、簡單地處理問題的方法．