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第四章
牛顿运动定律
第五节
牛顿运动定律的应用
为了尽量缩短停车时间，旅客按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢？
提出问题：列车进站时做什么运动？
牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来。
请写出匀变速直线运动规律的数学表达式：
速度公式：
位移公式：
速度-位移公式：
平均速度公式：
请写出匀变速直线运动两个重要推论的数学表达式：
牛顿第二定律的数学表达式：
应用牛顿运动定律分析和解决物理问题的一般思路和方法
确定研究对象
进行受力分析
求加速度
进行运动分析
应用牛顿第二定律
利用运动学公式或
图像的斜率
力
运动
加速度
加速度
一、根据运动情况求受力情况
例题1：一列静止在站台上的火车，总质量为
。出发时间到了，这列火车从站台缓缓开出，1
min
20s后显示其速度达到72km/h。若火车做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合力要多大才能满足加速的要求。
受力分析
运动分析：
匀加速直线运动模型
一、根据运动情况求受力情况
例题1：一列静止在站台上的火车，总质量为
。出发时间到了，这列火车从站台缓缓开出，1
min
20s后显示其速度达到72km/h。若火车做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合力要多大才能满足加速的要求。
如果火车受到的阻力是车重的0.05倍，那么这时火车所需要的牵引力应为多大？
一、根据运动情况求受力情况
练习2：如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2
m/s
的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为
，在5s的时间内滑下的路程为60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），
。
二、根据受力情况求运动情况
例题2：某市交通部门规定汽车在市区某些街道的行驶速度不得超过
。一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死，沿直线滑行一段距离后停止。交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长
，从手册中查出该车轮与地面间的动摩擦因数
。试通过计算判断该汽车是否违反规定超速行驶。（取
）
二、根据受力情况求运动情况
练习1：运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。
（1）运动员以
的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？
。
（2）若运动员仍以
的速度将冰壶
投出，其队友在冰壶自由滑行10
m后开始
在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动
摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了
多少距离？《牛顿运动定律的应用》教学设计
教学目标：
知道动力学的两类问题，能将实际中的物理问题转换成所学的物理模型；
掌握从受力确定运动情况和从运动情况确定受力的两类问题的推理与解析，并能解释相关自然现象；
通过两类动力学问题的解决，掌握应用牛顿运动定律解决物理问题的基本思路和方法；
知道应用牛顿运动定律解决物理问题的方法在实际中有重要的应用。
教学重点：
应用牛顿运动定律分析和解决物理问题
教学难点：
应用牛顿运动定律解决物理问题的基本思路和方法
教学方法：
通过数字化实验探究，得到加速度与力、质量之间的定量关系。通过解决实际问题，使学生初步了解应用牛顿第二定律解决物理问题的基本思路和一般方法。
课时安排：2课时
情境引入：
为了尽量缩短停车时间，旅客按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢？
牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使
我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来。
新课教学：
复习匀变速直线运动的相关知识：
1、基本规律：
速度公式：
位移公式：
速度位移公式：
平均速度公式：
两个重要推论：，
图像
二、根据运动情况求受力情况
例题1：一列静止在站台上的火车，总质量为。出发时间到了，这列火车从站台缓缓开出，1
min
20s后显示其速度达到72km/h。若火车做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合力要多大才能满足加速的要求。
分析：1、运动分析，建构运动模型；
受力分析；
演示规范的解答过程；
总结。
解：选定火车前进方向为正方向，火车做匀加速直线运动。
根据运动学公式：
得：
根据牛顿第二定律：
代入数据得：
拓展：如果火车受到的阻力是车重的0.05倍，那么这时火车所需要的牵引力应为多大？
根据牛顿第二定律：
代入数据得：
练习1：如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2
m/s
的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为，在5s的时间内滑下的路程为60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），。
解：选定滑雪者的运动方向为正方向，滑雪者沿山坡向下
做匀加速直线运动。
根据运动学公式：
代入数据得：
根据牛顿第二定律，有
在轴方向：
在轴方向：
代入数据得：,
三、根据运动情况求受力情况
例题2：某市交通部门规定汽车在市区某些街道的行驶速度不得超过。一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死，沿直线滑行一段距离后停止。交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长，从手册中查出该车轮与地面间的动摩擦因数。试通过计算判断该汽车是否违反规定超速行驶。（取）
分析：1、运动分析，建构运动模型：汽车刹车时，做匀减速直线运动；
2:、受力分析；
解：选定汽车前进方向为正方向，汽车刹车且车轮抱死，汽车在滑动摩擦力作用下，做匀减速直线运动。根据牛顿第二定律，有
代入数据得：
根据运动学公式：，其中，
得，代入数据得：，所以该汽车超速。
练习2：运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。
（1）运动员以的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？。
（2）若运动员仍以的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10
m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？
解：（1）选冰壶滑行的方向为正方向，冰壶被投出后，在冰面上做匀
减速直线运动。根据牛顿第二定律：
解得，冰壶的加速度为：
由运动学公式：，其中，
代入数据得：
设冰壶滑行10m后的速度为，由
得：
队友摩擦冰面，根据牛顿第二定律：
得：
由运动学公式：
解得：
第二次比第一次多滑行的距离为
课堂小结：
能将实际情境中的对象和过程转换成物理模型，进行分析和推理，能综合应用运动学和牛顿第二定律解答有关问题，
课后作业：
第一课时：第1题
第二课时：第2题

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