3牛顿第二定律教案设计

3　牛顿第二定律　 高中物理       人教2003课标版

掌握处理两类动力学问题的基本思路；让学生体会根据受力过程分析、运动过程分析用牛顿第二定律和运动学公式联立方程求解。

重点：用牛顿第二定律解决两类动力学问题的基本思路

难点：（1）牛顿第二定律和运动学联立方程（2）处理过程中的细节问题

一 、基础导学

1．已知受力情况求运动情况

根据牛顿第二定律，已知物体的受力情况，可以求出物体的加速度；再知道物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式，就可以求出物体在任一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况．

2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况

根据物体的运动情况，由运动学公式可以求出加速度，再根据牛顿第二定律可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等．

二、基本思路

三、夯实基础

F

如图所示:质量为5kg的物体静止在地上，现用水平力F=25N拉物体,μ=0.2

求：第2秒末的速度和位移？

2、如图所示，质量为2kg的金属块放在水平桌面上，在水平拉力恒力F的作用下，静止开始匀加速运动，3s内速度由0变到15m/s，金属块与桌面的摩擦因数 ，（取g=10m/s2）

F

求：水平力F的大小？

四、能力提升

例1、（优化探究课时作业P22411）如图所示，质量m＝2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20 m．用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体．经t0＝2 s拉至B处．(已知cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，取g＝10 m/s2)．

求：(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；

(2)用大小为30 N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t.

例2、(优化探究P44跟踪训练2) 如图所示，倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接．现将一滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，最终停在水平面上的C点．已知A点距水平面的高度h＝0.8 m，B点距C点的距离L＝2.0 m．(滑块经过B点时没有能，量损失，取g＝10 m/s2)

求：(1)滑块在运动过程中的最大速度；

(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ；

(3)滑块从A点释放后，经过时间t＝1.0 s时速度的大小．

练习：

一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图9(a)所示，速度v随时间t变化的关系如图(b)所示．取g＝10 m/s2，求：

(1)1 s末物块所受摩擦力的大小f1；

(2)物块在前6 s内的位移大小x；

(3)物块与水平地面间的动摩擦因数μ.

 (a)                   (b)

五、小结：  两个分析             一个桥梁       

六、课后作业

1、如图示，质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物块与该斜面间的动摩擦因数μ﹤tan θ，下图表示该 物块的速度v和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向)中可能正确的是        (　　)

2、（优化探究课时作业P22410）某同学为了探究物体与斜面间的动摩擦因数进行了如下实验，取一质量为m的物体使其在沿斜面方向的推力作用下向上运动，如图甲所示，通过力传感器得到推力随时间变化的规律如图乙所示，通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示，若已知斜面的倾角α＝30°，取重力加速度g＝10 m/s2，则由此可得(　　)

A．物体的质量为3 kg                  B．物体与斜面间的动摩擦因数为

C．撤去推力F后，物体将做匀减速运动，最后可以静止在斜面上

D．撤去推力F后，物体下滑时的加速度为 m/s2

3、 的物体，放在水平面上，受到与水平方向成 角的拉力 的作用。物体由静止开始沿水平面做直线运动，物体与水平面的动摩擦因数为 。（取 ， ）。求：（1）物体的加速度?（2）5s时的速度?（3）若物体从静止开始运动5s撤去外力,请问撤去外力后8s滑行的距离?

4、(优化探究P45随堂演练4)如图(甲)所示，质量m＝2 kg的物体在水平面上向右做直线运动．过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v?t图像如图(乙)所示．取重力加速度g＝10 m/s2.求：

(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；

(2)10 s末物体离a点的距离．

5、(优化探究P44典例题3)如图甲所示，在倾角为θ＝30°的长斜面上有一带风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，滑块的质量为m＝2 kg，它与斜面的动摩擦因数为μ，帆受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即f＝kv.若滑块从静止开始下滑的速度图像如图乙中的曲线所示，图中的直线是t＝0时速度图线的切线，g＝10 m/s2.

（1）求滑块下滑的最大加速度和最大速度

（2）求 μ和k

3　牛顿第二定律　

3　牛顿第二定律　

一 、基础导学

1．已知受力情况求运动情况

根据牛顿第二定律，已知物体的受力情况，可以求出物体的加速度；再知道物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式，就可以求出物体在任一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况．

2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况

根据物体的运动情况，由运动学公式可以求出加速度，再根据牛顿第二定律可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等．

二、基本思路

三、夯实基础

F

如图所示:质量为5kg的物体静止在地上，现用水平力F=25N拉物体,μ=0.2

求：第2秒末的速度和位移？

2、如图所示，质量为2kg的金属块放在水平桌面上，在水平拉力恒力F的作用下，静止开始匀加速运动，3s内速度由0变到15m/s，金属块与桌面的摩擦因数 ，（取g=10m/s2）

F

求：水平力F的大小？

四、能力提升

例1、（优化探究课时作业P22411）如图所示，质量m＝2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20 m．用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体．经t0＝2 s拉至B处．(已知cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，取g＝10 m/s2)．

求：(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；

(2)用大小为30 N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t.

例2、(优化探究P44跟踪训练2) 如图所示，倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接．现将一滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，最终停在水平面上的C点．已知A点距水平面的高度h＝0.8 m，B点距C点的距离L＝2.0 m．(滑块经过B点时没有能，量损失，取g＝10 m/s2)

求：(1)滑块在运动过程中的最大速度；

(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ；

(3)滑块从A点释放后，经过时间t＝1.0 s时速度的大小．

练习：

一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图9(a)所示，速度v随时间t变化的关系如图(b)所示．取g＝10 m/s2，求：

(1)1 s末物块所受摩擦力的大小f1；

(2)物块在前6 s内的位移大小x；

(3)物块与水平地面间的动摩擦因数μ.

 (a)                   (b)

五、小结：  两个分析             一个桥梁       

六、课后作业

1、如图示，质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物块与该斜面间的动摩擦因数μ﹤tan θ，下图表示该 物块的速度v和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向)中可能正确的是        (　　)

2、（优化探究课时作业P22410）某同学为了探究物体与斜面间的动摩擦因数进行了如下实验，取一质量为m的物体使其在沿斜面方向的推力作用下向上运动，如图甲所示，通过力传感器得到推力随时间变化的规律如图乙所示，通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示，若已知斜面的倾角α＝30°，取重力加速度g＝10 m/s2，则由此可得(　　)

A．物体的质量为3 kg                  B．物体与斜面间的动摩擦因数为

C．撤去推力F后，物体将做匀减速运动，最后可以静止在斜面上

D．撤去推力F后，物体下滑时的加速度为 m/s2

3、 的物体，放在水平面上，受到与水平方向成 角的拉力 的作用。物体由静止开始沿水平面做直线运动，物体与水平面的动摩擦因数为 。（取 ， ）。求：（1）物体的加速度?（2）5s时的速度?（3）若物体从静止开始运动5s撤去外力,请问撤去外力后8s滑行的距离?

4、(优化探究P45随堂演练4)如图(甲)所示，质量m＝2 kg的物体在水平面上向右做直线运动．过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v?t图像如图(乙)所示．取重力加速度g＝10 m/s2.求：

(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；

(2)10 s末物体离a点的距离．

5、(优化探究P44典例题3)如图甲所示，在倾角为θ＝30°的长斜面上有一带风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，滑块的质量为m＝2 kg，它与斜面的动摩擦因数为μ，帆受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即f＝kv.若滑块从静止开始下滑的速度图像如图乙中的曲线所示，图中的直线是t＝0时速度图线的切线，g＝10 m/s2.

（1）求滑块下滑的最大加速度和最大速度

（2）求 μ和k