人教版 (新课标)必修16 用牛顿定律解决问题（一）学案设计

这是一份人教版 (新课标)必修16 用牛顿定律解决问题（一）学案设计，共7页。学案主要包含了学习目标，课前预习，典型例题，巩固练习等内容，欢迎下载使用。
一、学习目标
进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。
能够从物体的受力情况确定物体的运动情况
能够从物体的运动情况确定物体的受力情况
二、课前预习
1、牛顿第一定律： ，牛顿第一定律定义了力：物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因。
2、牛顿第二定律： ，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物体的受力情况联系起来。
3、牛顿第三定律： ，牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系，把相互作用的几个物体联系起来了。
4、动力学的两类基本情况：Ⅰ、从受力确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的 ,再通过 就可以确定物体的运动情况。Ⅱ从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据
求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的 。
5、对物体进行受力的分解合成处理时，当物体受三个力或三个力以上时优先考虑 法，且优先考虑沿 方向和 方向分解。
三、典型例题
例1、一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg，在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内的位移。
例2、一个滑雪的人质量是 75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。在 t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）
例3、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内（ ）
A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东
B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置
C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末继续向东运动
D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东
例4、质量是3kg的木块，原来在光滑水平面上运动，受到8N的阻力后，继续前进9 m速度减为原来的一半，则原来的速度是 m／s，木块作匀减速运动，直到静止的时间是 s
四、巩固练习
1、用 30N的水平外力 F，拉一静止放在光滑的水平面上质量为 20kg的物体，力 F作用 3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是
A．v = 7.5 m／s，a = l.5m／s2 B．v = 4.5m／s，a = l.5m／s2
C．v = 4.5 m／s，a = 0 D．v = 7.5 m／s，a =0
2、质量为40kg的物体静止在水平面上, 当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时, 速度为16 m/s, 求物体受到的阻力是多少?
3、用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动, 弹簧秤的示数是0.40N. 然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动, 测得加速度是0.85 m/s2, 弹簧秤的示数是2.10N。这个物体的质量是多大?
4、质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：
（1）若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？
（2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？
（3）物体总共通过多大位移？（g取10m/s2）
5、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0ｍ高处。已知运动员与网接触的时间为1.2ｓ，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s2）。
6、如图所示，传送带与水平面的夹角为37°，以v=10m/s的速度匀速转动，在传送带B轻放一小物体，已知物体与传送带间动摩擦因数μ=0.5，AB间距离16m，则
若皮带顺时针方向转动，物体从B到A所需时间为多少？
若皮带逆时针方向转动，物体从A到B所需时间为多少？
A
B
参考答案
1、【答案】C
【解析】前3秒由静止开始匀加速，3秒后，力F消失，加速度立即为0，物体匀速，所以5秒末速度仍是3秒末速度，加速度为0。
2、【答案】80N
3、【答案】m=2 kg
【解析】开始匀速时，弹簧秤示数0.4N，说明滑动摩擦力大小也是0.4N,然后匀加速时拉力变为2.1，但滑动摩擦力大小仍是0.4N，因为仅由μN决定。
4、【答案】（1）2.3m／s （2）0 （3）4.945m
5、【答案】F = 1.5×103N
A
B
N
Gsinθ
Gcsθ
G
f
【解析】看受力分析图，运动员与网面接触过程中始终只受两个力：重力、网面对人产生的弹力（竖直向上，不管是人往下压网还是网把人弹到空中的过程，弹力方向均竖直向上）题目又将弹力作为恒力处理，说明人在把网压至最低到网把人向上弹起的过程中合外力不变，加速度不变。是匀变速运动。先匀减速至0再以同样的加速度匀加速至离网面。（以竖直上抛为例，整个过程就是一个匀变速，没有必要分开解）
思路：先求出人自由下落至网面一瞬间的速度，再求出人被弹出网面时的速度，再用公式即可求出，只是要注意方向的正负。
6、【答案】4s 2s
A
B
N
Gsinθ
Gcsθ
G
f
A
B
N
Gsinθ
Gcsθ
G
f
【解析】
(1)受力分析并正交分解：重力、支持力（垂直于皮带向上）、摩擦力（沿皮带向上，大小为，N大小等于重力沿垂直于皮带方向的分。合外力大小等于摩擦力减去重力没斜面向下的分力（因为N与重力沿垂直于皮带方向的分力相互抵消），再据求得a=2m/s2。物体加速到速度与皮带相同就不再加速，这段时间大小为5S，而5S时物体的位移是25m>16m，说明物体从B到A过程中一直加速，到A点时速度还是小于皮带速度。所以从B到A一直做匀加速运动，据求得t=4s
(2)受力分析并正交分解：重力、支持力、摩擦力（切记：物体相对于传送带向上，所以受到的滑动摩擦力是沿皮带向下的）合外力大小等于摩擦力加重力沿皮带向下的分力。求得合外力大小后算得加速度a=10m/s2
加速到速度相同的时间为1S，物体下滑路程为5m。速度相同时，开始没皮带向下的摩擦力消失，物体只受重力和支持力，在这两个力作用下，物体不可能匀速，物体有沿皮带加速下滑的趋势，于是又开始受到沿皮带向上的摩擦力，由于摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，所以在后16-5=11m内，物体所受的合外力大小为重力向下分力减去摩擦力，求得加速度为2m/s2，剩下位移所有时间为 t=1s
总时间为1+1=2s。