2019-2020年高中物理 3.5《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用》動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題 學(xué)案 教科版必修1.doc
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2019-2020年高中物理 3.5《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用》動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題 學(xué)案 教科版必修1 學(xué)習(xí)目標(biāo): 1. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)分析物體的受力情況,能結(jié)合力的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析。 2. 知道兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。 3. 理解應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解答兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本思路和方法。 4. 會(huì)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解簡(jiǎn)單的兩類問(wèn)題。 學(xué)習(xí)重點(diǎn): 應(yīng)用牛頓定律解題的一般步驟。 學(xué)習(xí)難點(diǎn): 兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題思路。 主要內(nèi)容: 一、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題 本節(jié)的主要內(nèi)容是在對(duì)物體進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)上,應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn) 動(dòng)學(xué)的知識(shí)來(lái)分析解決物體在幾個(gè)力作用下的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。 1.根據(jù)物體的受力情況(已知或分析得出)確定物體的運(yùn)動(dòng)情況(求任意時(shí)刻的速度、位移等)。其解題基本思路是:利用牛頓第二定律F合=ma求出物體的加速度a;再利用運(yùn)動(dòng)學(xué)的有關(guān)公式(,, 等)求出速度vt和位移s等。 2.根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況(已知)確定物體的受力情況。其解題基本思路是:分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況(性質(zhì)、已知條件等),選用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度;再利用牛頓第二定律求力。 3.無(wú)論哪類問(wèn)題,正確理解題意、把握條件、分清過(guò)程是解題的前提,正確分析物體受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是解題的關(guān)鍵,加速度始終是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的紐帶、橋 梁??僧?huà)方框圖如下: 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 牛頓第二定律 物體受力情況及其分析 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化 加速度 4.把動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分成上述兩類基本問(wèn)題有其實(shí)際重要意義。已知物體受力情況根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律就可確定運(yùn)動(dòng)情況,從而對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)做出明確預(yù)見(jiàn)。如指揮宇宙飛船飛行的科技工作者可以根據(jù)飛船的受力情況確定飛船在任意時(shí)刻的速度和位置。而已知物體運(yùn)動(dòng)情況確定物體受力情況則包含探索性的應(yīng)用。如牛頓根據(jù)天文觀測(cè)積累的月球運(yùn)動(dòng)資料,發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律就屬于這種探索。 二、應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟 (1)確定研究對(duì)象(在解題時(shí)要明確地寫(xiě)出來(lái)).可根據(jù)題意選某物體(題設(shè)情景中有多個(gè)物體時(shí)尤顯必要)或某一部分物體或幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象。所選研究對(duì)象應(yīng)是受力或運(yùn)動(dòng)情況清楚便于解題的物體。有的物體雖是涉及對(duì)象但受力或運(yùn)動(dòng)情況不明不能選為研究對(duì)象,需要根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)移研究對(duì)象分析。比如求物體對(duì)地面的壓力,不能選地面為研究對(duì)象而選物體為研究對(duì)象,求得地面對(duì)物體的支持力,再由牛頓第三定律得出物體對(duì)地面的壓力與地面對(duì)物體的支持力大小相等方向相反。 (2)全面分析研究對(duì)象的受力情況,正確畫(huà)出受力示意圖??梢园戳Φ男再|(zhì)——重力、彈力、摩擦力、其他力的次序分析物體所受各個(gè)力的大小和方向;再根據(jù)力的合成知識(shí)求得物體所受合力的大小和方向。也可以根據(jù)牛頓第二定律F合=ma,在加速度a的大小方向已知或可求時(shí),確定合力F合的大小和方向。牛頓運(yùn)動(dòng)定律研究的對(duì)象是質(zhì)點(diǎn)或可以看成質(zhì)點(diǎn)的物體,因此畫(huà)示意圖時(shí),可以用一方塊一圓圈或一個(gè)點(diǎn)表示物體,各力作用點(diǎn)畫(huà)在一個(gè)點(diǎn)(如方塊中心或圓圈中心)上。各力方向一定要畫(huà)準(zhǔn),力線段的長(zhǎng)短要能定性地看出力大小的不同。 (3)全面分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況,畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意簡(jiǎn)圖(含物體所在位置、速度方向、加速度方向等)。特別注意:若所研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、受力情況并非恒定不變時(shí),則要把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成幾個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)階段詳細(xì)分析。每個(gè)階段是一種性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。要弄清楚各運(yùn)動(dòng)階段之間的聯(lián)系(如前一階段的末速度就是后一階段的初速度等)。 (4)利用牛頓第二定律(在已知受力情況時(shí))或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式(在運(yùn)動(dòng)情況已知時(shí))求出加速度。 (5)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式(在受力情況已知時(shí))或牛頓運(yùn)動(dòng)定律(在運(yùn)動(dòng)情況已知時(shí))進(jìn)一步解出所求物理量。注意:在求解過(guò)程中,要選準(zhǔn)公式、正確運(yùn)算、簡(jiǎn)潔、規(guī)范。要先求出所求物理量的文字表達(dá)式再代人數(shù)字進(jìn)行計(jì)算。各量統(tǒng)一用國(guó)際單位制單位。各已知量的單位不必一一定出,在數(shù)字后面直接寫(xiě)上所求量的國(guó)際單位制單位即可。 (6)審查結(jié)果是否合理或深入探討所得結(jié)果的物理意義、內(nèi)涵及外延等。 【例一】一個(gè)質(zhì)量m=10kg的物體,在五個(gè)水平方向的共點(diǎn)力作用下靜止在摩擦因數(shù)u=0.4的水平面上,當(dāng)其中F3=100N的力撤消后,求物體在2s末的速度大小、方向和這 2s內(nèi)的位移。取g=10m/s2。 【例二】質(zhì)量為1000噸的列車由車站出發(fā)沿平直軌道作勻變速運(yùn)動(dòng),在l00s內(nèi)通過(guò)的路程為1000m,已知運(yùn)動(dòng)阻力是車重的0.005倍,求機(jī)車的牽引力。 【例三】木塊質(zhì)量m=8kg,在F=4N的水平拉力作用下,沿粗糙水平面從靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)t=5s的位移s=5m.取g=10m/s2,求: (1)木塊與粗糙平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 (2)若在5s后撤去F,木塊還能滑行多遠(yuǎn)? 【例四】長(zhǎng)為20米的水平傳輸帶以2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),物體與傳輸帶間的摩擦系數(shù)u=0.1。物體從放上傳輸帶A端開(kāi)始,直到傳輸?shù)紹端所需時(shí)間為多少? 【例五】圖中的AB、AC、AD都是光滑的軌道,A、B、C、D四點(diǎn)在同一豎直圓周上,其中AD是豎直的。一小球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始,分別沿AB、AC、AD軌道滑下B、C、D點(diǎn)所用的時(shí)間分別為tl、t2、t3。則( ) A.tl=t2=t3 B.tl>t2>t3 C.tl- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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