M 《牛頓第二定律的應(yīng)用》設(shè)計(jì)

　　【教材分析】
　　《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》在高考《考試大綱》的“知識(shí)內(nèi)容表”中，共有6個(gè)條目，其中包括“牛頓定律的應(yīng)用”，為II等級(jí)要求。牛頓第二定律的應(yīng)用，是本章的核心內(nèi)容。由于整合了物體的受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，使得本節(jié)成為高考的熱點(diǎn)和必考內(nèi)容。受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，是解決物理問題的兩種基本方法。并且，本單元的學(xué)習(xí)既是后繼“動(dòng)能”和“動(dòng)量”等復(fù)雜物理過程分析的基礎(chǔ)，也是解決“帶電粒子在電場、磁場中運(yùn)動(dòng)”等問題的基本方法，因而顯得十分重要。
　　【學(xué)情分析】
　　由于本單元對分析、綜合和解決實(shí)際問題的能力要求很高，不少同學(xué)在此感到困惑，疑難較多，主要反映在研究對象的選擇和物理過程的分析上，對一些典型的應(yīng)用題型，如連接體問題、超重失重問題、皮帶傳動(dòng)問題、斜面上的物體運(yùn)動(dòng)問題等，學(xué)生缺乏針對性訓(xùn)練，更缺少理性的思考和總結(jié)。
　　【目標(biāo)】
　　一、知識(shí)與技能
　　1、掌握牛頓第二定律的基本特征；
　　2、理解超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象。
　　二、過程與方法
　　1、掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的基本思路和方法，學(xué)會(huì)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決力學(xué)問題；
　　2、學(xué)會(huì)連接體問題的一般解題方法；
　　3、掌握超重、失重在解題中的具體應(yīng)用。
　　三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
　　1、通過相關(guān)問題的分析和解決，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神；
　　2、通過“嫦娥一號(hào)”的成功發(fā)射和變軌的過程，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。
　　【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】
　　教學(xué)重點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用。

　　教學(xué)難點(diǎn)：物體受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析；處理實(shí)際問題時(shí)“物理模型”和“物理情景”的建立。

　　【教學(xué)方法和手段】

　　教學(xué)方法：分析法、討論法、圖示法

　　教學(xué)手段：計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)，PPT課件

　　【教學(xué)過程】

　　一、提出問題，導(dǎo)入課題

　　提問、討論、評價(jià)

　　（一）高三物理（復(fù)習(xí)）前三章的內(nèi)容及其邏輯關(guān)系是怎樣的？

　�。ǘ�）牛頓運(yùn)動(dòng)定律的核心內(nèi)容是什么？

　�。ㄈ�）如何理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系？

　　PPT展示：力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

　　力是使物體產(chǎn)生加速度的原因，受力作用的物體存在加速度。我們可以結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，解決有關(guān)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的問題。另一方面，當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化時(shí)，一定有加速度，我們可以由加速度來確定物體的受力。

　　二、知識(shí)構(gòu)建，方法梳理

　�。ㄒ唬﹦�(dòng)力學(xué)的兩類基本問題

　　1．已知物體的受力情況，要求確定物體的運(yùn)動(dòng)情況

　　處理方法：已知物體的受力情況，可以求出物體的合力，根據(jù)牛頓第二定律可以求出物體的加速度，在利用物體初始條件（初位置和初速度），根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可以求出物體的位移和速度。也就是確定了物體的運(yùn)動(dòng)情況。

　　2．已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，要求推斷物體的受力情況

　　處理方法：已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的合外力，由此推斷物體受力情況。

　�。ǘ�）動(dòng)力學(xué)問題的求解

　　1．基本思路

　　牛頓第二定律反映的是，加速度、質(zhì)量、合外力的關(guān)系，而加速度可以看成是運(yùn)動(dòng)的特征量，所以說加速度是連接力和運(yùn)動(dòng)的紐帶和橋梁，是解決動(dòng)力學(xué)問題的關(guān)鍵。

　　求解兩類問題的思路，可用下面的框圖來表示：



　　可見，加速度是連接“力”和“運(yùn)動(dòng)”的橋梁。

　　2．一般步驟：

　�、糯_定研究對象；

　�、七M(jìn)行受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析；

　　⑶選取正方向；

　　⑷統(tǒng)一單位，代入求解；

　　⑸檢驗(yàn)結(jié)果。

　　3．注意事項(xiàng)

　�。�1）同體；

　�。�2）同向；

　�。�3）同時(shí)；

　�。�4）同單位制（SI制）。

　　倡導(dǎo)對問題先作定性和半定量分析，弄清問題的物理情景、找到正確解題的關(guān)鍵，以養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)和解題習(xí)慣。

　�。ㄈ�）超重和失重

　　1．描述：彈簧秤稱量物體的重量。原理：二力平衡。

　　2．演示：物體的平衡、超重、失重。

　　3．歸納：超重、失重的起因和表現(xiàn)

起因運(yùn)算表現(xiàn)
超重具有向上的加速度F=m（g+a）F?mg
失重具有向上的加速度F=m（g-a）F
　　三、典題分析，引深拓展

　　【例1】如圖1所示為豎直平面內(nèi)的半徑為R的圓環(huán)，AB是它的豎直直徑，AC是光滑的斜面軌道。一個(gè)小球從A點(diǎn)由靜止開始沿AC斜面滑下，求下滑的時(shí)間。



　　【解析】設(shè)斜面的長度為L，夾角為α，則有：L=2R/cosα （1）

　　a=gcosα （2）

　　L=at2/2 （3）

　　聯(lián)立解得：t=2（R/g）1/2

　　可見，小球沿光滑弦軌道下滑的時(shí)間，只與圓環(huán)的半徑有關(guān)，且等于沿直徑AB的自由落體時(shí)間。

　　拓展：在圖3中，AB是圓的豎直直徑，小球沿不同的光滑斜面軌道由靜止下滑，所需的時(shí)間相等。



　　【例2】如圖4所示，光滑曲面軌道與水平傳送帶平滑相連，但不接觸，小滑塊從曲面上A點(diǎn)由靜止開始滑下，在靜止的傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)，離開傳送帶后做平拋運(yùn)動(dòng)，最后落在水平地面上的P點(diǎn)，若傳送帶是運(yùn)動(dòng)的，小滑塊的落地點(diǎn)還在P點(diǎn)，那么傳送帶的運(yùn)動(dòng)方式為：



　　A．一定順時(shí)針傳動(dòng)

　　B．一定逆時(shí)針傳動(dòng)

　　C．可能順時(shí)針傳動(dòng)

　　D．可能逆時(shí)針傳動(dòng)

　　【解析】小滑塊的落地點(diǎn)還在P點(diǎn)，說明小滑塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度不變；也就是在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度不變。因而，所受到向“左”的滑動(dòng)摩擦力不變，所以，傳送帶沿逆時(shí)針方向傳動(dòng)，或者傳送帶沿順時(shí)針方向傳動(dòng)，但傳動(dòng)速度小于滑塊的速度。

　　答案：CD

　　【例3】在光滑水平地面上有兩個(gè)彼此接觸的物體A和B，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，若用水平推力F作用于A物體，使A、B一起向前運(yùn)動(dòng)，如圖5所示，求兩物體間的相互作用為多大？



　　【解析】由于兩物體是相互接觸的，在水平推力F的作用下做加速度相同的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，是“連接體”。如果把兩個(gè)物體作為一個(gè)整體，用牛頓第二定律去求加速度a是很簡便的。題目中要求A、B間的相互作用，因此必須采用隔離法，對A或B進(jìn)行分析，再用牛頓第二就可以求出兩物體間的作用力。

　　設(shè)A、B之間的相互作用力為N，以A、B整體為研究對象，由牛頓第二定律得：F=(m1+m2)a；所以，a=F/(m1+m2)

　　再以B為研究對象，由牛頓第二定律可得：N=Fm2/(m1+m2)

　　點(diǎn)評：連接體的一般解題方法是，整體法求加速度，隔離法求力。

　　拓展：

　�。�1）其它情況不變，若將F作用于B物體，則A、B間的相互作用多大？

　�。�2）其它情況不變，若物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，則A、B間的相互作用多大？

　　【例4】如果某個(gè)物理過程中涉及3個(gè)物體，那么，研究對象的選擇最多有幾種可能？

　　【解析】令三個(gè)物體分別為A、B、C，則研究對象的選擇方式為：

　　一個(gè)物體：A、B、C

　　兩個(gè)物體：AB、AC、BC

　　三個(gè)物體：ABC

　　答案：7種

　　【例5】質(zhì)量為M的三角劈靜止在粗糙的水平地面上，質(zhì)量為m的滑塊在傾角為θ的斜面上以加速度a勻加速下滑。求三角劈對地面的壓力N和所受地面的摩擦力f。



　　【解析】如圖7所示，把滑塊的加速度進(jìn)行正交分解。



　　Ax=acosθ；ay=asinθ

　　由于滑塊具有向下的加速度，所以處于失重狀態(tài)。整體對地面的壓力（也就是三角劈對地面的壓力）為N=（M+m）g-masinθ。

　　由于滑塊具有水平向左的加速度，用“整體法”的觀點(diǎn)，應(yīng)該由地面的摩擦力產(chǎn)生。即：f=max=macosθ

　　【例6】質(zhì)量為M的框架靜止于水平地面上，通過輕彈簧吊著質(zhì)量為m的物塊，如圖8所示。在物塊上下振動(dòng)的某一瞬間，框架對地面的壓力為0，求此時(shí)物塊的加速度。



　　【解析】用“整體法”的觀點(diǎn)，當(dāng)框架對地面的壓力為0時(shí)，處于“完全失重”狀態(tài)，由于框架靜止，系統(tǒng)的重力全部使物塊產(chǎn)生加速度。即：（M+m）g=ma，a=（M+m）g/m。

　　四、課堂小結(jié)

　　1．牛頓第二定律的一般解題方法和注意事項(xiàng)；

　　2．連接體問題的求解方法；

　　3．超重和失重及其在解題中的應(yīng)用．


本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaoyi/56198.html

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