资源简介

4.5 牛顿运动定律的应用 学案
人教版高中物理必修第一册
一、课标定位与学习目标
能从实际情境抽象研究对象并进行受力分析。
能依据牛顿第二定律和运动学关系求解简单动力学问题。
能用解题结果解释安全、制动或运动过程中的实际问题。
二、课前唤醒
问题：物体在水平面上滑行并逐渐停下，判断研究对象、可能的受力和速度变化。
三、任务一：模型与受力
任务1：面对刹车或斜面运动情境，列出研究对象、受力、正方向和运动阶段。
四、任务二：动力学求解
例题一：两段冰面的滑行
运动员以3.4 m/s的速度投出冰壶，冰壶与水平冰面的动摩擦因数为0.02，重力加速度取10米每二次方秒。（1）冰壶在原冰面上可滑行多远？（2）若冰壶滑行10 m后，前方冰面经刷冰使动摩擦因数变为原来的90%，相同初速度的冰壶将比第一种情况多滑行多远？
先画受力图，规定正方向；分别列出两段运动的方程，并说明交接处哪些量连续、哪些量改变。
任务2：完成下列冰壶例题。先求第一种冰面上的加速度和停止距离，再分段处理刷冰后的滑行，并检验交接处速度关系。
五、任务三：结果检验
任务3：若计算得到负加速度或负速度，分别代表什么？如何检查答案是否符合情境？
六、典例研习与证据处理
例题二：由滑雪运动反求受力
滑雪者质量75 kg，初速度2 m/s，5 s内沿30°山坡滑下60 m。
滑雪者做匀加速直线运动，重力加速度取10米每二次方秒。求滑雪者对雪面的压力及受到的阻力，注明方向。
七、随堂检测
1. 汽车以20 m/s的速度行驶，紧急制动后受到的阻力大小约等于重力。若汽车做匀减速直线运动，它还能继续滑行的距离约为（　　）
A.40 m　 B.20 m　 C.10 m　 D.5 m
2. 三个质量均为m的小球按图连接并处于静止。剪断A上方细线的瞬间，A、B、C三个小球的加速度分别为（　　）
A.1.5g，1.5g，0　 B.g，2g，0　 C.g，g，g　 D.g，g，0
3. 汽车刹车线长12 m，轮胎与地面间动摩擦因数为0.6，g取10 。汽车开始刹车时的速度大小为（　　）
A.6 m/s　 B.12 m/s　 C.16 m/s　 D.20 m/s
4. 水平桌面上的物块a通过轻绳跨过光滑定滑轮连接物块b，。a由静止释放，1 s移动1 m，g取10 。若b未落地，则a与桌面间的动摩擦因数μ为（　　）
A.0.1　 B.0.2　 C.0.4　 D.0.5
八、课堂小结与自评
用本节的核心概念、证据/条件和应用方法写出一条知识链，并标出自己还需复习的一处。
附：答案与解析
1. 课前唤醒
物体受重力、支持力及与相对运动方向相反的滑动摩擦力；合力使其减速。
2. 任务一：模型与受力
先明确研究对象和运动阶段，再画受力图、规定正方向，依据合力求加速度。
3. 任务二：动力学求解
本任务对应冰壶例题的完整解答，见本答案部分“典例研习与证据处理：解答”中的两段冰面计算过程。
4. 任务三：结果检验
负号表示方向与预设正方向相反；核对受力方向、正方向、阶段条件和单位。
典例研习与证据处理：解答
以滑行中的冰壶为研究对象，运动方向为正方向。
水平方向只受滑动摩擦力：。由求加速度。
答案：冰壶做匀减速直线运动；加速度方向与运动方向相反。
已知初速度=3.4 m/s，冰壶最终停止，第一段加速度=-0.2 。
答案：第一种情况下，冰壶滑行28.9 m后停止。
冰壶先在原冰面滑行10 m，再进入刷过的冰面，动摩擦因数变为原来的90%。
两个过程交接处：前一段末速度 = 后一段初速度。
答案：摩擦因数改变，受力和加速度随之改变；两个过程必须分别列式。
第一段10 m后的速度作为第二段初速度，第二段末速度为0。
阻力大小未知，先利用位移—时间关系求加速度。
以滑雪者为研究对象，取沿斜面向下为x轴、垂直斜面向外为y轴。
这样重力的两个分力分别落在两个坐标轴上，支持力和阻力也不必再分解。
y方向：
x方向：
根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小等于支持力大小，方向垂直斜面向下。
答案：压力为650 N，阻力为75 N，阻力方向沿山坡向上。
随堂检测：逐题答案
第1题 答案：B
第2题 答案：A
第3题 答案：B
第4题 答案：B

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