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1、海南省海口市第十四中学高中物理必修一 学案 第四章 6 用牛顿运动定律解决问题（一）教学方法：学案导学学习过程一、课前预习，自主学习效果检测（一）从受力情况确定运动情况已知物体的受力情况,根据牛顿第二定律求出物体的_,再通过物体的运动学条件(初、末位置和初、末速度及运动时间等),根据_求出物体的运动情况。（二）从运动情况确定受力情况已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的_，再根据牛顿第二定律求出物体所受的_，进而知道物体受到其他力的情况。【判一判】(1)物体所受的合外力的方向与加速度的方向相同。( )(2)加速度是联系运动学和力学的桥梁。( )(3)对物体进行受力分析时，既可以根据性质力
2、分析，也可以根据效果力进行分析。( )(4)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的，不是由它对其他物体的施力决定。( )二、课堂导学，小组合作探究主题一：从受力确定运动情况1.试探究分析由物体的受力情况确定其运动情况的思路是怎样的。2.试分析根据物体的受力情况确定运动情况类问题的解题步骤。【探究归纳】从受力确定运动情况的解题思路【典例 1】一个静止在水平地面上的物体，质量是 2 kg，在 6.4 N 的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力是 4.2 N，求物体在 4 s 末的速度和 4 s 内发生的位移。【解析】由牛顿第二定律得：F-f=ma所以物体的加速度物体在
3、4 s 末的速度v=at=1.14 m/s=4.4 m/s。4 s 内发生的位移x= 1.116 m=8.8 m【变式训练】一木箱装货物后质量为 50 kg，木箱与地面间的动摩擦因数为 0.2，某人以200 N 斜向下的力推箱，推力的方向与水平面成 30角，g 取 10 m/s2.求：(1)木箱的加速度。(2)第 2 s 末木箱的速度【思路点拨】解答本题时应把握以下三点：(1)对木箱正确受力分析。(2)由牛顿第二定律求加速度。(3)由运动学公式求速度。答案：(1)1.06 m/s 2 (2)2.12 m/s主题二：从运动情况确定受力1.尝试分析由物体的运动情况确定其受力情况的思路。2.试总结由
4、物体的运动情况确定其受力这类问题的解题步骤。 【知识点拨】 加速度 a 是联系力和运动的桥梁21at22Ff6.4 /s1. /。22v6a m/s /t3 由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。 可见，加速度是联系力和运动的桥梁 。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析是解决问题的关键。【探究归纳】 动力学问题的解题思路及步骤(1)确定研究对象。(2)对物体进行受力分析并画出受力示意图，对物体进行运动状态的分析。
5、(3)选择正方向并建立直角坐标系，由牛顿第二定律及运动学规律列方程。(4)计算，求解未知量。【典例 2】(2012郑州高一检测)质量为 2 kg 的物体置于水平地面上，用 10 N 的水平拉力使它从静止开始运动，第 3 s 末物体的速度达到 6 m/s，求：(1)物体在运动过程中的加速度的大小。(2)物体在运动过程中受到的地面摩擦力。 【思路点拨】解答本题时要把握以下两点：(1)由运动情况求加速度。(2)由牛顿第二定律求摩擦力。【解析】(1)物体的加速 度 (2)由牛顿第二定律得:F-Ff=ma,所以 Ff=F-ma=10 N-22 N=6 N方向与运动方向相反。【互动探究】若上题中 3 秒末
6、撤去拉力，求撤去拉力后物体能继续滑动的距离。答案：6 m三、分层达标训练【基础达标】1.用 30 N 的水平外力 F 拉一个静止在光滑水平面上的质量为 20 kg 的物体，力 F 作用 3 s后消失。则第 5 s 末物体的速度和加速度分别是( )A.v4.5 m/s，a1.5 m/s 2 B.v7.5 m/s，a1.5 m/s 2C.v4.5 m/s，a0 D.v7.5 m/s，a02.一个原来静止在光滑水平面上的物体，质量是 7 kg，在 14 N 的水平恒力作用下，则 5 s 末的速度及 5 s 内的位移为( )A8 m/s 25 m B2 m/s 25 mC10 m/s 25 m D10
7、 m/s 12.5 m3.一个物体在水平恒力 F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t，速度变为 v，如果要使物体的 速度变为 2v，下列方法正确的是( )A.将水平恒力增加到 2F，其他条件不变B将物体质量减小一半，其他 条件不变C物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D将时间增加到原来的 2 倍，其他条件不变4.A、B 两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量 mAmB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离 xA与 xB相比为( )A.xAx B B.xAxB C.xAxB D.不能确定5.(2012天门高一检测)如图所
8、示，小车运动时，看到摆球悬线与竖直方向成 角并与小车保持相对静止，则下列说法中正确的是( )A.小车可能向右加速运动，加速度为 gsinB.小车可能向右减速运动，加速度为 gtanC.小车可能向左 加速运动，加速度为 gtanD.小车可能向左减速运动，加速度为 gtan能力提高6.(2012衡水高一检测)固定光滑细杆与地面成一定倾角 ，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力 F 作用下沿杆向上运动，推力 F 与小环速度 v 随时间变化规律如图所示，取重力加速度 g=10 m/s2.求：(1)小环的质量 m。(2)细杆与地面间的倾角 。7.(2012十堰高一检测)法国人劳伦特菲舍尔在澳大利
9、亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演，他从 30 m 高的塔上跳下准确地落入水池中。已知水对他的阻力(包括浮力)是他所受重力的 3.5 倍，他在空中下落的加速度为 8 m/s2,g 取 10 m/s2。为了安全，水池需要准备的水深至少多少 m？(1)物体所受到的水平拉力 F 的大小。(2)该物体与地面间的动摩擦因数。(取 g=10 m/s2)8.在水平地面上有一个质量为 4.0 kg 的物体，物体在水平拉力 F 的作用下由静止开始运动。10 s 后拉力大小减小为 F/3，并保持恒定。该物体的速度时间图象如图所示。求：(1)物体所受到的水平拉力 F 的大小。(2)该物体与地面间的动摩擦因数。
10、(取 g=10 m/s2)答案解析1.C 2. C 3.D 4. A 5. B、C6.【解析】(1)02 s 内 F1-mgsin=ma 由题图知 a=0.5 m/s2,2 s 后 F2=mgsin 由得 F1-F2=ma，所以 m= =1 kg。0.5kg(2)由式得 =30。答案：(1)1 kg (2)307.【解析】人在空中加速下落运动时，加速度为 a1，落水速度设为 v，由运动学规律v2=2a1h1,人落入水中后，由牛顿第二定律 mg-3.5mg=ma2,由运动学规律-v 2=2a2h2,由以上三式代入数据解得 h2=9.6 m。答案：9.6 m8.【解析】物体的运动分为两个过程，由题图可知两个过程加速度分别为：a 1=1 m/s2，a 2=-0.5 m/s2受力图如图所示：对两个过程，由牛顿第二定律得：Fmgma 1,mgma 2,3代入数据解得：F9 N,0.125 。答案：(1)9 N (2)0.125
