2024_2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系5牛顿运动定律的应用学案新人教版必修第一册.doc
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牛顿运动定律的应用
目标体系构建
明确目标·梳理脉络
【学习目标】
1．能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体的受力状况确定物体的运动状况，已知物体的运动状况确定物体的受力状况。
2．驾驭应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，即首先对探讨对象进行受力和运动状况分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来。
3．初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响，建立应用科学学问解决实际问题的意识。
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【思维脉络】
课前预习反馈
教材梳理·落实新知
学问点1从受力状况确定运动状况
1．牛顿其次定律确定了__运动__和__力__的关系，使我们能够把物体的运动状况和__受力状况__联系起来。
2．假如已知物体的受力状况，可由牛顿其次定律求出物体的__加速度__，再通过运动学的规律就可以确定物体的__运动状况__。
学问点2从运动状况确定受力状况
若已经知道物体的运动状况，依据运动学公式求出物体的__加速度__，于是就可以由牛顿其次定律确定物体所受的__外力__，这是力学所要解决的又一方面的问题。
学问点3动力学的两类基本问题
动力学有两类问题：一是已知物体的受力状况分析__运动__状况；二是已知运动状况分析__受力__状况，程序如下图所示。
eq\x(力)eq\o(,\s\up7(受力分析),\s\do5(牛顿其次定律))加速度aeq\o(,\s\up7(运动学),\s\do5(公式))eq\x(\a\al(运动,状态))
其中，__受力分析__是基础，牛顿其次定律和__运动学__公式是工具，__加速度__是桥梁。
思索辨析
『判一判』
(1)依据物体加速度的方向可以推断物体所受合外力的方向。(√)
(2)依据物体加速度的方向可以推断物体受到的每个力的方向。(×)
(3)加速度是联系运动和力的桥梁。(√)
(4)物体运动状态的改变状况是由它的受力确定的。(√)
(5)物体运动状态的改变状况是由它对其他物体的施力状况确定的。(×)
『选一选』
静止在光滑水平地面上的物体的质量为2kg，在水平恒力F推动下起先运动，4s末它的速度达到4m/s，则F的大小为(A)
A．2N B．1N
C．4N D．8N
解析：在水平恒力F推动下物体做匀加速直线运动的加速度为a＝eq\f(v－0,t)＝eq\f(4,4)m/s2＝1m/s2。由牛顿其次定律得F＝ma＝2×1N＝2N。
『想一想』
如图所示，在冬季滑冰竞赛中，假设滑冰运动员的总质量为55kg，滑冰运动员左右脚交替蹬冰滑行，左右脚向后蹬冰的力都是110N，每次蹬冰时间1s，左右脚交替时，中间有0.5s的时间不蹬冰，忽视运动员滑行中受到的阻力，设运动员由静止起先直线滑行，你能依据上述条件求出15s末运动员的速度吗？
答案：20m/s
解析：由牛顿其次定律得运动员蹬冰时的加速度
a＝eq\f(F,m)＝eq\f(110,55)m/s2＝2m/s2
因为在15s中运动员只10s的时间加速，所以15s末的速度v＝at＝2×10m/s＝20m/s
课内互动探究
细研深究·破疑解难
探究
由物体的受力状况确定运动状况
┃┃情境导入__■
玩滑梯是小孩特别喜爱的活动，假如滑梯的倾角为θ，一个小孩从静止起先下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ，滑梯长度为L，怎样求小孩滑究竟端的速度和须要的时间？
提示：首先分析小孩的受力，利用牛顿其次定律求出其下滑的加速度，然后依据公式v2＝2ax和x＝eq\f(1,2)at2即可求得小孩滑究竟端的速度和须要的时间。
┃┃要点提炼__■
1．问题界定：
已知物体受力状况确定运动状况，指的是在受力状况已知的条件下，推断出物体的运动状态或求出物体的速度和位移。
2．解题思路
eq\x(\a\al(分析物,体受力))→eq\x(\a\al(求物体,的合力))→eq\x(a＝\f(F,m)求加速度)→eq\x(\a\al(运动学公式,求运动学量))
3．解题步骤
(1)确定探讨对象，对探讨对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图。
(2)依据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)。
(3)依据牛顿其次定律列方程，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，求出所需的物理量——随意时刻的速度，随意时间内的位移，以及运动轨迹等。
┃┃典例剖析__■
典题1滑沙是国内新兴的一种旅游项目，如图甲所示，游客坐在滑沙板上，随板一起下滑，若将该过程处理成如图乙所示模型，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止起先滑下，滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m＝60.0k