【物理】2018届一轮复习人教版牛顿运动定律学案

【物理】2018届一轮复习人教版牛顿运动定律学案

‎ 教学设计：高三物理（牛顿运动定律）‎ 前言：‎ 高考复习第二轮思想指导：‎ ‎1高中物理力电知识体系的要求。 ]‎ ‎ 高中物理力学知识以物理运动为核心。研究物体运动过程中力和运动的关系；研究物体运动过程中功和能的关系；研究物体运动过程中冲量和动量的关系。‎ ‎2高考试题特点的要求。‎ ‎ 高中阶段试题对不同运动形式考察的侧重点有所不同，高考试题也具有相同的特点。‎ ‎ 从牛顿运动定律角度分析各运动形式题目特点。‎ 平衡态 合力为零。受力分析 力的合成分解 应用平行四边形结合数学分析力的关系 匀变速直线运动 F恒=ma恒。受力分析 力的合成分解 应用牛二律结合匀变速直线运动规律解题 非匀变速直线运动 F变=ma变。受力分析 应用牛顿第二定律分析加速度的变化 ‎ 根据力和速度的方向判断速度大小的变化。‎ ‎ 不能应用匀变速直线运动的规律定量解题。‎ 变力作用 牛顿第二定律是瞬时表达式 匀变速曲线运动 F恒=ma恒. 运动的合成和分解是考察重点，恒力作用下的曲线运动都需分解为两个方向的直线运动，而后应用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律解题。‎ 非匀变速曲线运动 Fn=man。以圆周运动为代表，高考要求径向的牛顿第二定律结合圆周运动的规律解决问题。‎ ‎ 变力作用，牛顿第二定律是瞬时值表达式。‎ ‎ ‎ 平衡态 匀变速直线运动 非匀变速直线运动 匀变速曲线运动 非匀变速曲线运动 ‎ 无论在何种力的作用下，从力和运动关系的角度分析各种形式运动的考察重点相对固定的，而不同形式的运动考察的重点又有所区别。无论何种力作用下同一形式运动的解题思维过程是相对固定的，因此按照运动的形式分专题复习是有意义的。‎ 根据运动形式、题目条件和规律的特点选择解题的方法。‎ ‎3解题思维过程的需要。‎ 判断运动性质 选择对象 运动分析 受力分析 审题 ‎ [ ]‎ 列式解题 动作：画受力、运动过程图 ‎ 分析运动性质 想：据力和运动的关系 运动 力 ‎ ‎ ‎ 综合以上三点的分析，专题的设置应以运动性质为分类的主要线索，同时将规律和模型与各运动形式相结合。这样做既有利于培养学生良好的解题思维过程，又将力电部分的知识成为一个有机的整体呈现在学生的脑海中。‎ ‎ 所以，专题的设置如下：‎ ‎1、 力学三大规律专题 ‎2、 平衡态问题 ‎3、 匀变速直线运动专题 （包括在电场力磁场力作用下的匀变速直线运动）‎ ‎4、 非匀变速直线运动专题（包括电磁感应现象中的切割问题）‎ ‎5、 匀变速曲线运动专题 (以重力场和电场中的平抛、类平抛问题为主)‎ ‎6、 非匀变速曲线运动专题（以重力场和磁场中的圆周运动为主）‎ ‎7、 图像专题 ‎8、 建模专题 高三物理第二轮复习三大规律专题（一）:牛顿运动定律 教学目标：较深刻的体会牛顿运动定律的内涵，学生会应用牛顿运动定律和力的基本概念分析受力，会应用牛顿运动定律分析运动性质，会正确选择解决问题的规律和方法。学生形成解决力和运动问题的一般思维过程。‎ 任务分析：‎ ‎1、本节内容属规律的应用（高级规则学习）‎ ‎2、起点能力：学生对知道惯性、牛顿三定律的内容、运动学基本概念，具备应用定律解决问题的初步能力。‎ ‎3、学习条件：高级规则的学习方式有接受、问题解决两种方式。对于惯性、力和运动的关系采取接受式的学习方式，教师深刻剖析定律的内涵。之后采取问题解决学习方式，举例讲解与问题解决相结合。‎ ‎4、终点能力：体会牛顿定律的内涵，将惯性等概念与实际问题结合，运用惯性等概念指导具体问题的分析，理解力和运动的关系这一核心的物理思想。学生形成解决力与运动问题的一般思维过程：受力、运动分析，判断运动的特征，依据运动的特点和规律内涵选择解决问题的规律方法，列式解题。学生会应用牛顿运动定律和力的基本概念分析受力，会应用牛顿运动定律分析运动性质，会选择规律方法。‎ 教学重点：牛顿第一、第二定律的理解和应用。‎ 教学难点：力和运动关系的体会和应用。‎ 教学过程：‎ 一、牛顿第一定律 ‎1、重要性：对牛顿第一定律的深入理解是掌握“力和运动”这一高中物理核心思想的基础。‎ ‎2、内容： 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。‎ ‎3、关于这个定律可以从以下三个方面来理解和认识．‎ ‎（1）定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态．而所说的物体，在空间上是指所有的任何一个物体．在时间上，是指每个物体总是具有这种属性．即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体．这种“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质叫惯性．一句话，牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性．‎ ‎（2）定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”这实际上是给力下的定义，即力是改变物体运动状态的原因（力并不是产生和维持物体运动的原因）．‎ ‎（3）牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律．实际上，不受外力作用的物体是不存在的．物体所受到的几个力的合力为零时，其效果就跟不受外力相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止．‎ ‎4、对“惯性、牛顿第一定律”的深刻理解和应用。‎ ‎1）速度不能突变 ‎ 由于一切物体在任何情况下都有惯性，即保持原来的速度，所以当外力作用使物体速度改变时，速度是从原来的速度 变化，速度不能突变不能任意变化而要遵循一定的规律。‎ ‎2）物体的状态由外力和速度共同决定 ‎ 由于惯性物体要保持原来的速度。当有外力作用时，外力要改变物体的速度，物体仍要保持原来的速度，物体内在的这种性质和外力就共同决定物体的运动状态。‎ 阅读：‎ 当物体受到外力作用时，物体的运动状态将发生变化，它同样具有惯性，这时物体的惯性表现为物体内在的抵抗能力，受外力作用的物体作变速运动，物体的速度每时每刻都要发生变化，但不管任何时刻，物体都表现出要维持其即时速度不变的性质，由于外力的作用，物体欲要保持其即时速度的“愿望”被打破，使物体的速度不断地发生变化。如果某一时刻外力突然撤销，物体立即就会维持该时刻的即时速度，尔后物体就以这个速度一直运动下去。这充分说明作变速运动的物体仍具有维持其运动状态不变的性质。‎ 思考：物体在什么情况下做直线运动、曲线运动、做加速运动、做减速运动的条件，总结力和速度的关系是什么？‎ 二、牛顿第二定律 ‎1.定律的表述 ‎ 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，加速度的方向跟合力的方向相同，既F=ma （其中的F和m、a必须相对应）特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系。明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节。‎ 若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。‎ ‎2.牛顿第二定律确立了力和运动的关系 牛顿第一定律明确了力和运动的定性关系，牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。‎ ‎3.应用牛顿第二定律解题的步骤 ‎ ①明确研究对象。以某一个物体为对象。‎ ‎ ②对研究对象进行受力分析。系统内力，总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点所受的所有外力之和，即合外力F。同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并画出受力分析和运动过程图。‎ ‎ 若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。‎ ‎ 当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。‎ 解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。‎ ‎ ③列式解题，结合运动学公式和方法。‎ ‎4.牛顿第二定律的典型应用 ‎1）在匀变速直线运动中应用牛顿定律解题时，应根据合外力的不同需分段解题。在解决连接体问题时还注重注意研究对象的选择。‎ ‎2）在变加速直线运动中应用牛顿第二定律分析加速度的变化，应用力和运动的关系分析速度的变化。‎ ‎3) 牛顿第二定律在圆周运动中的应用 ‎ 在圆周运动中只要求半径方向应用牛顿第二定律，体现为合外力产生向心加速度。同时会判断切线方向的力如何改变速度大小。比如 ，万有引力充当向心力的天体运动问题，磁场中洛伦兹力充当向心力的圆周运功，都重点考察了牛顿第二定律的应用。‎ 三、典型例题 ‎ 速度不能突变，物体的状态和速度共同决定物体的运动状态的具体应用。深刻理解牛顿第一定律，从思想上认识力和运动的关系，审题时把握力和速度变化的信息。再应用牛顿第二定律列式解题。‎ 如：把握短暂的速度变化过程，从速度不能突变来认识“抛、接、起跳、缓冲、碰撞”这些速度快速变化的过程。在审题时，应以力和运动关系的思想指导对题目中速度改变过程及受力的分析。应思考清楚力和运动的定性关系，使牛顿第一定律更具操作性。‎ 图1-1 11111-15‎ 例1 如图1-1所示，一个铁球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，接触弹簧后将弹簧压缩，在压缩的全过程中，分析速度和加速度的变化。‎ ‎ ‎ 不要认为小球接触弹簧就弹回，不要认为小球所受重力和弹力相等时弹回是“速度不能突变”的体现。‎ 例2某消防队员从一平台上跳下，下落‎2m后双脚触地，紧接着他用双腿弯曲的办法缓冲，使身体重心又下降了‎0.5m。在着地过程中，地面对他地双脚地平均作用力估计为自身重力的多少倍。‎ 分析：本题可用牛顿第二定律来解，也可应用动能定理来解，但都需明确“缓冲”二字的运动过程。‎ 答案：5倍 A B F 例3如图所示，mA=‎1kg，mB=‎2kg，A、B间静摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，当拉力大小分别是F=10N和F=20N时，A、B的加速度各多大？‎ 解：先确定临界值，即刚好使A、B发生相对滑动的F值。当A、B间的静摩擦力达到5N时，既可以认为它们仍然保持相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动，A在滑动摩擦力作用下加速运动。这时以A为对象得到a =‎5m/s2；再以A、B系统为对象得到 F =（mA+mB）a =15N ‎⑴当F=10N<15N时， A、B一定仍相对静止，所以 ‎ ‎⑵当F=20N>15N时，A、B间一定发生了相对滑动，用质点组牛顿第二定律列方程：‎ ‎，而a A =‎5m/s2，于是可以得到a B =‎7.5m/s2‎ 例4匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球，若升降机突然停止，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中（ ） ‎ ‎（不定项选择题） ‎ A.速度逐渐减小 ‎ B.速度先增大后减小.‎ C.加速度逐渐增大. ‎ D.加速度逐渐减小.‎ 答案：ac 例5.下图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上。 ‎ 已知两板间距d=‎0.1 m，板的长度l=‎0.5 m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×10－‎5C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g取‎10 m/s2。‎ ‎（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？‎ ‎（2）若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=‎0.3 m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？‎ 答案：1）约104V 2) ‎4 m/s 分析：本题首先要清楚物体在电场中和出电场后的运动情况。根据力和运动的关系判断物体的运动。‎ ‎[ ]‎ ‎[ 学_科_网]‎