2022年高三物理教案牛顿第二定律.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案个性化教学辅导教案学科：物理任课老师：授课时间： 2022 年月日 星期 四 : 00 : 00 姓名年级高三性别男教学课题牛顿其次定律教学懂得牛顿其次定律的内容,娴熟把握两种动力学问题的解题思路和解题方法；目标重点 娴熟利用牛顿其次定律进行解题；重点培育同学的分析才能、审题才能和解题才能；难点课前检查作业完成情形：优 良 中 差 建议 _ 第 3 次课第 3 讲 牛顿其次定律基础学问归纳（一）牛顿其次定律1. 内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比；公式：F=ma；2. 对牛顿其次定律的懂得（ 1）力

2、是产生加速度的缘由 公式 F 合ma 左边是物体受到的合外力,右边反映了质量为 m 的物体在此合外力作用下产生的加速度 a,.” 而不能说：“ 合外力 它突出了力是物体产生加速度的缘由；所以可以说：“ 物体的加速度与合外力成正比与加速度成正比；”（2）牛顿其次定律的“ 四性” ,即“ 瞬时性、矢量性、同一性、同时性” ；瞬时性：牛顿其次定律说明白物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系 . a 为某一瞬时的加速度,F 即为该时刻物体所受的合外力,对同一物体的a 与 F 关系为“ 同时变” ；矢量性：公式Fma 是矢量式,任一瞬时,a 的方向均与合外力方向相同. 当合外力方向变化时,a 的方向

3、同时变化,且任意时刻两者方向均保持一样；同一性：牛顿其次定律的“ 同一性” 有两层意思,一是指加速度a 相对于同一个惯性系,一般以大地为参考系；二是指式中F、m、a 三量必需对应同一个物体或同一个系统. 同时性： F、a 只有因果关系而没有先后之分；F 发生变化, a 同时变化,包括大小和方向；3. F=ma 这种形式只是在肯定的单位制里才适用；一般地说/s2F=kma,k 是常数,但它的数值却与使用的单位有关；在国际单位制中,即F、m、 a 分别用 N、kg、m作单位, k=1 ,所以简写为F=ma. 4. 牛顿其次定律适用于惯性参考系（相对地面的加速度为零的参考系）；牛顿运动定律适用于低速

4、运动的宏观物体,不适用于高速运动的微观物体；（二）力、加速度、速度关系1. 物体所受合外力的方向打算了其加速度的方向,合力与加速度的大小关系是 F ma,只要有合力,不管速度是大仍是小,或是零,都有加速度,只有合力为零,加速度才能为零；一般情形下,合力与速度无必定的关系,只有速度变化才与合力有必定的联系 . 2. 合力与速度同向时,物体加速,反之减速 . 3. 力与运动的关系：力是转变物体运动状态的缘由,即：力加速度速度变化（运动状态变化）. 物体所受到的合外力打算了物体当时加速度的大小,小,加速度大小与速度大小无必定的联系 . 4. 区分加速度的定义式与打算式而加速度的大小打算了单位时间内速

5、度的变化量的大定义式：av,即加速度定义为速度变化量与所用时间的比值,而aF/m 就提示了加速度打算于物体第 1 页,共 11 页t所受的合外力与物体的质量. 名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案问题 1、力与运动的关系问题：如下列图, 轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板,在薄板上放重物, 用手将重物向下压缩到肯定程度后,突然将手撤去, 就重物将被弹簧弹射出去,就在弹射过程中 （重物与弹簧脱离之前）重物的运动情形是（）A. 始终加速运动 B. 匀加速运动C. 先加速运动后减速运动 D. 先减速运动后加速运动答案： C 变式

6、 1、在光滑的水平面上有一个物体同时受到两个水平力 F1 和 F2 的作用,在第 1s 内保持静止状态；如两个力F1、F2随着时间变化的图象如下列图,就据图可判定以下说法正确选项（）A. 在第 2s 内,物体做匀加速运动,加速度大小恒定,速度匀称增大B. 在第 3s内,物体做匀加速运动,加速度的大小匀称减小,速度逐步减小C. 在第 5s内,物体做变加速运动,加速度的大小匀称减小,速度逐步增大D. 在第 6s 内,物体的加速度与速度均为零答案： C 变式 2、如下列图,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦；现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍

7、有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情形为（）A. 物块先向左运动,再向右运动B. 物块向右运动,速度逐步增大,直到做匀速运动C. 木板向右运动,速度逐步变小,直到做匀速运动D. 木板和物块的速度都逐步变小,直到为零答案： BC （三）用牛顿其次定律解题的常用方法：1. 合成法：如物体只受两个力作用而产生加速度时,应用力的合成法较简洁,留意合外力方向就是加速度方向；解题时只要知道合外力的方向,就可知道加速度的方向,反之亦然, 解题时要精确画出力的平行四边形,然后利用几何关系进行求解；2. 正交分解法：当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,常用正交分解法解题；多数情形下是

8、把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上,此时有 应用步骤一般为：（1）确定讨论对象；（2）分析讨论对象的受力情形并画出受力图；Fx=ma, Fy=0,特别情形下分解加速度比分解力更简洁,名师归纳总结 （3）建立直角坐标系,把力或加速度分解在x 轴和 y 轴上；第 2 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案（4）分别沿 x 轴方向和 y 轴方向应用牛顿其次定律列出方程；（5）统一单位,运算数值；3. 整体法：是将一组连接体作为一个整体看待；牛顿其次定律F合ma,F合是指讨论对象所受的合外力,将连接体作为整体看待,简化了受

9、力情形,由于连接体的相互作用力是内力而不是外力；在讨论连接体的加速度与力的关系时,往往是将连接体视为整体；把连接体视为整体时,连接体各部分的运动状态可以相同,也可以不相同；对牛顿其次定律 F合ma,F合是整体所受的合外力,ma 是整体与外力对应的成效,对各个部分运动状态不同的情形；将各个部分的成效求矢量和,即 F m ia i,在平面内可用 x、y 重量表示：F x m i a ix ,F y m i a iy .4. 隔离法：多是在求解连接体的相互作用力时采纳,即将某个部分从连接体中分别出来,其他部分对它的作用力就成了外力；整体法与隔离法在讨论连接体问题时常常交替使用；问题 2、合成法与正交

10、分解法在牛顿运动定律中的应用问题：一倾角为 的斜面上放一木块,木块上固定一支架,支架末端用细绳悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,小球与滑块相对静止共同运动,当细线（1）沿竖直方向；（2）与斜面方向垂直；（3）沿水平方向,求上述3 种情形下滑块下滑的加速度（如下图）解析： 由题意知,小球与木块相对静止有共同的加速度；（1）如图（ a）所示,F T 1与 mg 都是竖直方向,故不行能有加速度；F 1mg,0a0,说明木块沿斜面匀速下滑；（2）如图（b）所示,F 2 T与mg的合力必为加速度方向,即沿斜面方向, 作出平行四边形； 可知F合mgsin由牛顿其次定律知aF 合gsinmgm即加速度沿斜面对

11、下,大小为gsin；（3）由于细绳只能产生拉力且沿绳的方向,故小球受力情形如图（c）所示,由图可见F合sin即aF 合g,方向沿斜面对下；msing答案： （ 1）0 （2）gsin沿斜面对下（3）sin沿斜面对下变式 3、名师归纳总结 如下列图,质量M=400g 的劈形木块B 上叠放一木块A ,A 的质量 m=200g；A、B 一起放在斜面上,斜第 3 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案面倾角 37 ,B 的上表面呈水平,B 与斜面之间及 B 与 A 之间的动摩擦因数均为 0 . 2；当 B 受到一个F=5.76N

12、的沿斜面对上的作用力时,A 相对 B 静止,并一起沿斜面对上运动；求（1） B 的加速度大小；（2）A 受到的摩擦力及 A 对 B 的压力大小（ sin37 0.6,cos37 0.8,g=10m/s 2）；解析： 此题应先将 A 、B 当成一个整体,进行受力分析,求出整体的加速度（即 B 的加速度）,再沿水平方向和竖直方向建立坐标系,求A 受到的摩擦力及A 对 B 的压力；1fF,受力如下列图,有A、B 整体受到重力G、推力 F、斜面的支持力F N1及斜面的摩擦力FGsinF f1MmaF N 1 G cosF f 1 F N 12此三式联立得 B 的加速度为 a 2 m / s；2A 与

13、B 保持相对静止,故 A 也以 2 m / s 的加速度沿斜面对上运动；A 所受的合力方向与加速度方向一样也沿斜面对上；对 A 受力分析, A 在竖直方向上受 B 对它的支持力 F N 2 及重力 GA；为了使 A 的合力沿斜面对上,可推知 B 必定要给 A 一个向左的静摩擦力 2fF,故 A 的受力图如下列图,将 A 的加速度 a 分解到水平和竖直方向上得到两个分加速度 a1、a2,依据牛顿其次定律可列式：竖直方向：F N 2 G A ma 1 ma sin名师归纳总结 F N2水平方向：F f 2ma2macos.B 对 A 的支持力为一对作用力与反作用力,就A 对 B 的压力为代入数据得

14、：F N22. 24N,F f20. 32N由牛顿第三定律得：A 对 B 的压力与2. 24N；第 4 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案问题 3、整体法和隔离法在连接体问题中的运用：如下列图, 三物体以细绳相连mA2 kg,mB3kg,mC1kg,A 、C 与水平桌面间的动摩擦因数0. 25,求系统的加速度和绳中的张力；解析： 系统的加速度大小可由系统沿绳运动方向的受力情形来求,求绳中的张力时必需把物体 A 、C、 B隔离开,此题是由整体的受力情形来求加速度,绳中张力用隔离法求解；以 A 、B、C 系统为讨论对象,其

15、所受的外力在绳的方向上,有mBgmAmCgmAmBmC.a就系统的加速度为amBgAmAmCgF 1mCgmCa,mmBmC3.980. 25 211.9 83. 68 m/s223设 A 、C 间绳的张力为F1,以 C 为讨论对象,就有所以F 1mCamCgmC ag 13.680. 259.86. 13N. 设 A 、B 之间的张力为F2,以 A、C 为讨论对象有F2mAmCgmAmC.a所以F 2mAmCamAmCg21 3. 680. 2521.9 818.4N.变式 5、如下列图,一小车静止在水平面上,其顶板上的 O 点悬挂一根串联着不同质量的 A、B 两小球的细绳,其中 Mm ；如

16、小车沿水平面以加速度 a 向右加速运动,问稳固后 OA 绳、AB 绳与竖直方向的夹角分别为多少？（设小球不会遇到车壁）解析： 设两绳与竖直方向的夹角分别为A 、B ,对 A、B 球整体进行分析,受力如图甲所示,有：名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - tanAmMa名师精编a精品教案mMgtanBmaAarctanag对 B 球,其受力如图乙所示,有：mggBarctana.g即 O、A 、B 在同一斜线上；变式 6、如下图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 和 2m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用一不行 2

17、m 的木块, 使四个木块伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是mg ；现用水平拉力F 拉其中一个质量为以同一加速度运动,就轻绳对m 的最大拉力为（）3mg3mg3mgA. 5B. 4C. 2D. 3mg答案： B 牛顿其次定律 课后练习一、挑选题1如图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,如忽视小球与小车间的摩擦力,就在此段时间内小车可能是 A向右做加速运动B向右做减速运动C向左做加速运动 D向左做减速运动解析： 选 AD.弹簧压缩,小球受向右的弹力,由牛顿其次定律知小球加速度必向右,因此,小球可能

18、向右加速或向左减速,A、 D正确, B、 C错误2. 如下列图,车内绳 AB与绳 BC拴住一小球, BC水平,车由原先的静止状态变为向右加速直线运动,小球仍处于图中所示的位置,就 AAB绳、 BC绳拉力都变大BAB绳拉力变大, BC绳拉力变小CAB绳拉力变大, BC绳拉力不变DAB绳拉力不变, BC绳拉力变大名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案解析： 选 D.如图,车加速时,球的位置不变, 就 AB绳拉力沿竖直方向的分力仍为 FT1cos,G且等于重力 G,即 FT1cos ,故 FT1不变向右的加

19、速度只能是由 BC绳上增加的拉力供应,故 FT2增加, 所以 D正确3一物块以某一初速度沿粗糙的斜面对上沿直线滑行,到达最高点后自行向下滑动,不计空气阻力,设物块与斜面间的动摩擦因数到处相同,以下图象能正确表示物块在这一过程中的速率与时间关系的是 答案： C 4将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出,物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,就物体 A刚抛出时的速度最大B在最高点的加速度为零C上升时间大于下落时间D上升时的加速度等于下落时的加速度解析： 选 A. 最高点速度为零,物体受重力和阻力,合力不行能为零,加速度不为零,故 B 项错上升时1 2 1 2 mgFf mgFf做匀减速运动,h2a

20、1t 1,下落时做匀加速运动,h2a2t 2,又由于 a1m,a2m,所以 t1gsin ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B只有 agsin ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C只有 agsin ,A 才受沿传送带向上的静摩擦力作用D无论 a 为多大, A都受沿传送带向上的静摩擦力作用解析： 选 B.A 与传送带相对静止,倾角为 的传送带沿逆时针方向以加速度 a 加速转动时, A有沿斜面对下的加速度 a,对 A 受力分析可知只有 aFf1,做匀减速直线运动,所以正确选项为 C. 10. 如下列图,一个质量为 m的圆环套在一根固定的水平长直杆上,环与杆的动摩擦因数为 . 现给环一个向右的初速度

21、 v 0,同时对环施加一个竖直向上的作 用力 F,并使 F 的大小随 v的大小变化,两者的关系为 Fkv,其中 k 为常数,就环运动过程中的 vt 图象可能是 解析：选 ABD.如 Fmg,就合力为 0,环做匀速运动, A 正确；如 Fmg,就合力等于 F mg kvmg ,环做减速运动,随着 v 减小,合力减小,加速度也减小,当速度减小到肯定值时,Fmg,环匀速运动,D 正确；如 Fmg,就合力等于 mgF mgkv ,环做减速运动,随 着 v 减小,合力增大,加速度也增大,最终速度减小为 0,B 正 确二、运算题11在倾斜角为 的长斜面上,一带有风帆的滑块从静止开头沿斜面下滑,滑块 连同风

22、帆 的质量为 m,滑块与斜面间的动摩擦因数为 ,风帆受到的沿斜面对上的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比,即 Ff kv.滑块从静止开头沿斜面下滑 的 vt 图象如下列图,图中的倾斜直线是 t 0 时刻速度图线的切线1 由图象求滑块下滑的最大加速度和最大速度的大小2 如 m2 kg ,37,g10 m/s 2,求出 和 k 的值解析： 1 由图象知： vm2 m/s 名师归纳总结 t 0 时,加速度a 最大 am v t3 m/s2. 第 9 页,共 11 页2 依据牛顿其次定律得mg sin37 mgcos37 mam- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - -

23、 解得 gsin37 am gcos37 0.375 名师精编精品教案达最大速度后,滑块做匀速直线运动,有：mgsin37 mgcos37kvm解得 kmgsin37 cos37 3 Ns/m. 由电动机将座椅沿光滑的vm答案： 13 m/s22 m/s 20.375 3 Ns/m 12有一种大型嬉戏机叫“ 跳楼机” ,参与嬉戏的游客被安全带固定在座椅上,竖直轨道提升到离地面40 m 高处,然后由静止释放可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2 s 后,开头受到恒定阻力而立刻做匀减速运动,且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面 取 g10 m/

24、s2 求：1 座椅在自由下落终止时刻的速度是多大？2 座椅在匀减速阶段的时间是多少？3 在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？解析： 1 设座椅在自由下落终止时刻的速度为v,2由 vgt1得： v20 m/s. 2 设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h,总时间为t ,就 h40436m 由 hv 2t得： t 3.6 s 设座椅匀减速运动的时间为t2,就 t2t t11.6 s. 3 设座椅匀减速阶段的加速度大小为a,座椅对游客的作用力大小为F,由 vat2,得 a12.5 m/s由牛顿其次定律得：Fmgma所以F mg 2.25. 答案： 120 m/s 名师归纳总结 21.6 s 32.25 第 10 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案听课及学问把握情形反馈_ .名师归纳总结 课堂检测课后巩固测试题 累计不超过 20 分钟 _ 道；成果 _.教学需要：加快 ；保持 ；放慢 ；增加内容 作业 _题；巩固复习 _ ；预习布置 _. 第 11 页,共 11 页签字教学组长签字：学习治理师 :老师老师最观赏的地方：课后 赏识老师想知道的事情：评判老师的建议：- - - - - - -