用牛頓定律解決問題教案5篇-文庫吧
2024-11-09 22:34 本頁面
【正文】 和第一題的受力示意圖有何區(qū)別？學生：重力豎直向下，支持力垂直斜面向上，阻力沿斜面向上，這三個力不像第一題中那樣垂直分布在兩個相互垂直的方向上。教師：例1中，我們根據(jù)物體在豎直方向上沒有運動得出，在這個方向上的合力為零，進而得出物體在運動方向上的合力就是物體的合力的結(jié)論．而本題的力并沒有分布在兩個相互垂直的方向上，那我們該怎么辦呢？學生：把重力分解到沿斜面方向和垂直于斜面的兩個方向上。因為物體運動的方向在沿斜面方向上，同時支持力和阻力又正好是在沿斜面和垂直于斜面方向，所以可分解重力。教師總結(jié)：把某個力或者某些力分解到兩個相互垂直的方向上去，我們把這種力的分解方法叫正交分解法．在應用正交分解法時，正如剛才同學所說那樣，我們既要考慮物體的運動情況，又要考慮需要分解的力的數(shù)目，還要考慮分析問題的方便與否．這些在以后的練習中要逐步掌握。教師：這樣分解后，在垂直于斜面方向上沒有運動，所以合力為零；而在沿斜面方向上，物體做勻加速運動，所以這個方向上的合力也就是物體的合力。這時怎樣去求阻力呢? 學生：只要求得沿斜面方向的合力，根據(jù)同一直線上兩個力合成原理，再加上重力的分力已知，即可求得阻力；F阻=Gx－F合 教師：怎樣去求合力呢? 學生：根據(jù)牛頓第二定律：F合=ma知，只要求得a，則可求得F合 教師：又怎樣去求a呢? 學生：結(jié)合本題已知條件，可以根據(jù)物體的運動情況去求a． 教師：如何求出來呢? 學生：因為人的初速v0已知，運動時間t已知，且通過的位移x已知，所以根1x=v0t+at22據(jù)運動學公式：，即可求得a．教師：求得a以后本題也就解決了．現(xiàn)在請同學們根據(jù)剛才的分析過程，把本題的求解過程寫一下．學生活動：寫解題步驟和過程（5分鐘）待學生寫完后，用投影片給出具體求解過程．［解］已知：v0=2 m/s，m=75 kg，θ=30176。，t=5 s，x=60 m．求：F阻1x=v0t+at22由運動學公式：得： a=2(xv0t)t2= 4 m/s2根據(jù)牛頓第二定律：F合=ma，結(jié)合物體的受力情況得：F阻=Gx－F合=mgsinθ－ma=75sin30176。－754 N= N教師總結(jié)：從上面分析求解過程中可知，應用牛頓第二定律也可以解決已知物體的運動情況，求解物體受力這一類問題．解決這類問題的一般思路可表示為：，它們的質(zhì)量分別為ml和m2，與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ，若用水平推力F作用于A 物體，使A、B一起向前運動，求兩物體間的相互作用力為多大?若將F作用于B物體，則A、B間的相互作用力又為多大?[思路點撥]題目中要求A、B間的相互作用力，就要對A、對B分別隔離出來受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解，由于兩物體相互接觸，在水平推力F作用下做加速度相同的勻加速直線運動，如果把兩個物體看作為一個整體，用牛頓第二定律求加速度更方便，所以本題有兩種解法解法一：隔離法：對A、B分別使用牛頓第二定律列方程聯(lián)立解得A、B間相互作用力N，方程分別為：對A：F－N－μ m1g=m1a ① 對B：N－μ m2g=m2a ② 解法二：整體法：先將A B視為一個整體，則對整體有：F－μ(ml＋m2)g=(m1＋m2)a，(實際上述①式加②式也得此方程)對B有：Nμm2g=m2aF162。=m2Fm1FF162。=m1+m2；若力作用于B上,則m1+ 若力所作用于A上,則[教師總結(jié)]使用整體法解多體問題時，只需分析整體所受外力,而不需要考慮整體內(nèi)物體相互作用力，因為整體內(nèi)每一對內(nèi)力對整體作用效果相互抵消，整體的運動狀態(tài)由整體所受的合外力決定．使用整體法可簡化解題過程，提高解題速度=53176。，斜面靜止時，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計摩擦，當斜面以10m／s2的加速度向右運動時，求繩中的拉力及斜面對小球的彈力．[思路點撥]當小球靜止或加速度較小時，小球受到三個力(重力、繩的拉力及斜面的支持力)，此時繩平行于斜面；當加速度較大時，由日常生活經(jīng)驗可知：小球?qū)ⅰ帮w”起來，脫離斜面相對斜面靜止在空中，此時小球只受兩個力(重力，繩的拉力)，且繩與水平方向的夾角未知，那么，當a=10 m／s2向右時，究 竟是上述哪一種情況呢? ． 根據(jù)正交分解法、可知小球的加速度。是由拉力的水平分力和支持力的水平分力的合力提供． 即FcosθNsinθ=ma 又在豎直方向保持合力為零：Fsinθ十Ncosθ=mg 故隨著加速度的增長，拉力F增大，支持力N減?。敿铀俣冗_到某一值a0時，N剛好為零，如果加速度再增大，小球就要脫離斜面，所以N剛好為零的狀態(tài)，就是小球要離開斜面的臨界狀態(tài)，由牛頓定律可求出臨界加速度值a0，如果實際加速度a a0則小球飛離斜面；如a a0，則 ：先求臨界值，設加速度為a0時，小球所受支持力N恰好為零，則a0=gcotθ = m／s2 因為a=10 m／s2 a0 故小球飛起，壓力大小N=0 由三角形知識得：小結(jié)：1．應用牛頓第二定律的解題步驟為：①認真分析題意，建立物理圖景．明確已知量和所求量．②選取研究對象，所選取的對象可以是一個物體．也可以是幾個物體組成的 F=(mg)2+(ma)2= 系統(tǒng)(有關(guān)這一點．我們以后再講解)．③對研究對象的受力進行分析．利用力的合成與分解，求合力表達式方程或 分力表達式方程．④對研究對象的運動狀態(tài)進行分析，運用運動學公式，求得物體加速度表達 式．⑤根據(jù)牛頓第二定律F=ma，聯(lián)合力的合成、分解的方程和運動學方程組成 方程組．⑥求解方程組，解出所求量，若有必要，對所求量進行討論． 作業(yè)：課本第91頁問題與練習4第二篇：(四)高中物理教案——主備人 秦慶偉用牛頓定律解決問題（四）教學目標：知識與技能1．理解共點力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導出共點力作用下物體的平衡條件．2．會用共點力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題．3．通過實驗認識超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實質(zhì)．4．進
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