【物理】2018届一轮复习人教版牛顿第二定律两类动力学问题教案 6页

课 题 牛顿第二定律 两类动力学问题 计划课时 3 节 教学目标 ‎1、理解牛顿第二定律的内容；知道牛顿第二定律表达式的确切含义。‎ ‎2、知道国际单位制中力的单位是怎样定义的 ‎3、理解超重和失重的含义。‎ ‎4、能运用牛顿第二定律解决实际问题，并在解决问题的过程中掌握一定的解题方法。‎ 教学重点 牛顿第二定律的理解。‎ 教学难点 牛顿第二定律的应用。‎ 教学方法 分析归纳法、讲授法、讨论法 教 学 内 容 及 教 学 过 程 一、导入课题 牛顿第一定律指明了力是改变物体运动状态的原因，力又是如何改变物体的运动状态呢？今天我们来探究这一问题。‎ 二、主要教学过程 知识点一、牛顿第二定律 ‎1．内容 物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与作用力方向相同。‎ ‎2．表达式：F＝ma。‎ ‎3．适用范围 ‎(1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。‎ ‎(2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。‎ 知识点二、单位制 ‎1．单位制 由基本单位和导出单位一起组成了单位制。‎ ‎2．基本单位 基本物理量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、长度和时间，它们的国际单位分别是kg、m和s。‎ ‎3．导出单位 由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。‎ 知识点三、两类动力学问题 ‎1．动力学的两类基本问题：‎ 第一类：已知受力情况求物体的运动情况。‎ 第二类：已知运动情况求物体的受力情况。‎ ‎2．解决两类基本问题的方法：以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图：‎ 知识点四、超重和失重 ‎1．超重 ‎(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。‎ ‎(2)产生条件：物体具有向上的加速度。‎ ‎2．失重 ‎(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。‎ ‎(2)产生条件：物体具有向下的加速度。‎ ‎3．完全失重 ‎(1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于零的现象称为完全失重现象。‎ ‎(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下。‎ 对超重和失重的理解1．超重、失重和完全失重比较 比较 超重 失重 完全失重 产生 条件 加速度方向向上 加速度方向向下 加速度方向向下，且大小a＝g 动力学 原理 F－mg＝ma F＝m(g＋a)‎ mg－F＝ma F＝m(g－a)‎ mg－F＝mg F＝0‎ 可能 状态 ‎①加速上升；‎ ‎②减速下降 ‎①加速下降；‎ ‎②减速上升 ‎①自由落体运动和所有的抛体运动；②绕地球做匀速圆周运动的卫星、飞船等 ‎2.对超重和失重的进一步理解 ‎(1)超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)。‎ ‎(2)只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关。‎ ‎(3)尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。‎ 三、考点及典型例题分析 ‎【例1】　一质点受多个力的作用，处于静止状态。现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是(　　)‎ A．a和v都始终增大 B．a和v都先增大后减小 C．a先增大后减小，v始终增大 D．a和v都先减小后增大 解析　质点受多个力作用而处于静止状态，则其中任意一个力与其他各个力的合力等大反向。使其中一个力大小逐渐减小到零的过程中，质点受到的合力不断增大且合力方向与这个力的方向相反，质点做加速度不断增大的变加速运动。当这个力减小为零时，质点的加速度达到最大值，此时速度增加得最快。当这个力又沿原方向逐渐恢复的过程中，质点受到的合力不断减小，质点的加速度也不断减小，但加速度与速度仍同向，质点开始做加速度不断减小的变加速运动。当这个力恢复到原来大小时，质点受到的合外力为零，加速度减小到零，质点的速度达到最大值，C正确。‎ 答案　C ‎【例2】　两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，如图2所示。现突然迅速剪断轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，则(　　)‎ 图2‎ A．a1＝g，a2＝g B．a1＝0，a2＝2g C．a1＝g，a2＝0 D．a1＝2g，a2＝0‎ 解析　由于绳子张力可以突变，故剪断OA后小球A、B只受重力，其加速度a1＝a2＝g。故选项A正确。‎ 答案　A ‎【例3】　如图5所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定斜面上，有一质量m＝‎1 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，物体受到沿平行于斜面方向向上的轻绳的拉力F＝9.6 N的作用，从静止开始运动，经2 s绳子突然断了，求绳断后经多长时间物体速度的大小达到‎22 m/s。(sin 37°＝0.6，取g＝‎10 m/s2)‎ 图5‎ 解析　第一过程：在最初2 s内，物体在F＝9.6 N的拉力作用下，从静止开始沿斜面做匀加速直线运动，受力分析如图甲所示。‎ 甲 沿斜面方向有 F－mgsin 37°－Ff＝ma1①‎ 沿垂直斜面方向有FN＝mgcos 37°②‎ 且Ff＝μFN③‎ 由①②③式得a1＝＝2 m/s2‎ ‎2 s末绳断时，物体的瞬时速度v1＝a1t1＝4 m/s 第二过程：从撤去F到物体继续沿斜面向上运动达到速度为零的过程，设此过程物体运动时间为t2，加速度大小为a2‎ 乙 沿斜面方向有mgsin 37°＋Ff＝ma2④‎ 根据运动学公式得v1＝a2t2⑤‎ 由②③④⑤得t2＝0.53 s 第三过程：物体从运动的最高点沿斜面下滑，设第三阶段物体加速度大小为a3，所需时间为t3。‎ 丙 由对物体的受力分析得 mgsin 37°－Ff＝ma3⑥‎ 由运动学公式得v3＝a3t3⑦‎ 由②③⑥⑦得t3＝5 s 综上所述，从绳断到物体速度达到‎22 m/s所经历的总时间t＝t2＋t3＝0.53 s＋5 s＝5.53 s。‎ 答案　5.53 s 物体就会处于超重或失重状态。‎ 例4　如图7所示是某同学站在力传感器上，做下蹲——起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力(单位为N)，横坐标为时间(单位为s)。由图可知，该同学的体重约为650 N，除此以外，还可以得到的信息有(　　)‎ 图7‎ A．该同学做了两次下蹲——起立的动作 B．该同学做了一次下蹲——起立的动作，且下蹲后约2 s起立 C．下蹲过程中人处于失重状态 D．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态 解析　在3～4 s下蹲过程中，先向下加速再向下减速，故人先处于失重状态后处于超重状态；在6～7 s起立过程中，先向上加速再向上减速，故人先处于超重状态后处于失重状态，选项A、C、D错误，B正确。‎ 答案　B 四、课堂练习 ‎《创新设计》第39、40页变式训练1、2、3、4‎ 五、课堂小结 ‎ ‎1、分析瞬时问题的注意要点 ‎(1)分析物体的瞬时问题，关键是分析瞬时前后的受力情况和运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。‎ ‎(2)分析此类问题应特别注意绳或线类、弹簧或橡皮绳类模型的特点。‎ 解决连接体类问题的关键 ‎2、正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解。‎ 六、课外作业 ‎《4级优化满分练》第三章 基础课时7‎ 板书设计 一、牛顿第二定律 三、动力学两类基本问题 ‎1、内容 1、动力学的两类基本问题 ‎2、表达式：F＝ma。 2、解决两类基本问题的方法 ‎3、适用范围 四、超重和失重 二、单位制 1、定义 ‎1、单位制 2、运动形式 ‎2、基本单位 ‎3、导出单位 教学反思 牛顿第二定律的瞬时性问题学生难于理解，今后教学中需要进一步强化。‎