1、高三物理二轮复习教案2013年3月2日 课 题 专题二：牛顿运动定律 主备人 孙奎祥教 学目 标1.通过知识回顾引导学生复习牛顿三定律，体会力和运动的关系，了解本单元的学习重点2.通过两个例题的探究使学生学会处理力学综合问题的基本思路与方法，养成受力分析与运动分析的良好习惯。重 点 受力分析与运动分析，解题步骤的规范探 究 过 程课前预习海纳百川【思考 1】气球下挂一重物,以加速度 a=1 m/s2 匀加速上升,当到达某一高度处时悬挂重物的绳子突然断裂,那么在不计空气阻力的情况下重物落地前如何运动?答案：重物做竖直上抛运动（或先竖直向上做匀减速运动，后自由下落）教学设计：解答应体现出瞬时应保持
2、原来的向上的速度即惯性（或符合牛顿第一定律），同时因为重力作用有竖直向下的加速度，且等于重力加速度g。易错点：学生有可能忽视了重物的初速度而认为物体做自由落体运动。拓展：通过该题可以引导学生思考判断物体运动状态的依据。【思考2】汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（ ）A汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力 D汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力归纳总结：结合【思考2】谈一谈你对一对作用力、反作用力与平衡力的认识：解析：汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律得知，汽车拉拖车的力
3、与拖车拉汽车的力必定是大小相等方向相反的，因而B正确，A错误。由于题干中说明汽车拉拖车在水平道路上沿直线加速行驶，故沿水平方向拖车只受到两个外力作用：汽车对它的拉力和地面对它的阻力。因而由牛顿第二定律得知，汽车对它的拉力必大于地面对它的阻力。所以C对，D错。1教学设计：通过该题引导学生从不同方面来认识一对作用力与一对平衡力的区别，并点明牛顿第三定律在考题中的考查方式。具体授课过程中由有一名同学分析思考题，一名同学比较一对作用力与一对平衡力，不完整时由其他学生补充。从下表所列几个方面区分作用力、反作用力和一对平衡力一对作用力和反作用力一对平衡力作用对象作用时间力的性质力的大小关系力的方向关系【思
4、考3】如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接。图乙中 v、 、 f和 s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。图乙中正确的是 （ ）教师：图象问题一直是高考的热点，特别是涉及运动过程与不同图象的对应关系。图象可以直观、形象的反映出物体运动的特征和物理量的变化规律处理具体问题是对同一类图象应抓住其不同之处加以比较，不同类型的图象注意结合物理规律及图象意义进行分析。当然此类问题把物体的受力及运动过程分析清楚是根本。教学设计：图象问题是高考的热点，特别是运动过程分析分析，不同图像间的变化连续多年在高考试
5、题中出现，结合上题引导此类题目的处理方法。先由学生分析，结合出现的问题其他同学纠正补充，教师点拨。【思考 4】如图（A）所示，一质量为m 的物体系于长度分别为 l1、l 2 的两根细线上，l 1 的一端悬挂在天花板上，与2竖直方向夹角为 ，l 2 水平拉直，物体处于平衡状态.（1）现将 l2 线剪断，试判断小球将如何运动？剪断瞬间小球的加速度大小是多少？方向如何？（2）若将图 A 中的细线 l1 改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图 B 所示，其他条件不变，则 l2 线剪断瞬间小球的加速度大小是多少？方向如何？授课说明：从 A 图中细线剪断时小球的运动入手，引导学生思考细线上的拉力突变，然后过
6、渡到轻弹簧上的弹力不能突变，从而找出两种情况下加速度的不同，体会瞬时加速度的计算。同时引导学生思考为什么绳上的弹力可以突变，而弹簧上的弹力却不能突变？教学设计：先由学生分析，其他同学纠正补充，认识到弹簧形变明显，形变改变需要时间，瞬间变化可以忽略，而细线通常认为其产生弹力时形变很小，或不明显，故可以瞬时突变。如果学生不能顺利找出二者不同之处，可用黑板擦硬面与讲桌接触是弹力可以突变，而毛面与讲桌接触时不能突变引导学生发现问题。归纳总结：上面的习题分别考查了哪些概念或规律？涉及牛顿第一定律（惯性）、牛顿第二定律、第三定律以及瞬时加速度的计算。典例探究沙里淘金授课说明：本部分两个例题均为综合，课堂上
7、有学生独立完成，同时每题选两名中游的学生到黑板板演（有实物投影可直接投影学生做题情况），并有其他同学查找问题，并加以纠正，直到把问题解决为止。探究 1. 北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为m1=65kg，吊椅的质量为 m2=15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取 。当运动员与吊210/sg椅一起正以加速度 上升时，试求/sa（1）运动员竖直向下
8、拉绳的力；（2）运动员对吊椅的压力。答案：440N，275N解析：解法一:(1）设运动员受到绳向上的拉力为 F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是 F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：FF(m 人 +m 椅 )gaFm 人 g a FN3amgm-2F人人人人 N40由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力 （2）设吊椅对运动员的支持力为 FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有： amg-FN人人75由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为 275N解法二:设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m；运动员竖直向下的拉力为 F，对吊椅的压力大小为 FN。根据牛顿第三
9、定律，绳对运动员的拉力大小为 F，吊椅对运动员的支持力为 FN。分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律ag-NmF由得 40N275该题易错点：一是牛顿第三定律的应用，特别是一问中学生容易漏；二是受力图缺少造成牛顿第二定律的方程出现漏力的情况；三是解题过程不规范。教学设计：由两名学生板演详细解题过程，根据出错情况有其他学生指出错误，并纠正。物体系应用牛顿运动定律可以灵活选择研究对象，既可以选物体系，也可以选其中的某一个物体，二问中研究人用到牛顿第三定律，但研究吊椅不需要。结合学生做题中出现的问题，强调做题的规范，包括作图、解题过程等。探究2.如图所示，一半径R = 0.2 m的水平圆盘
10、绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m=1.0 kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。已知AB段斜面倾角为53，BC段斜面倾角为37，滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均为=0.5， A点离B 点所在水平面的高度h=1.2 m。滑块在运动过程中始终未脱离轨道，不计在过渡圆管处和B点的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取g=10 m/s 2，sin37= 0.6，cos37 = 0.8（1）当圆盘的角速度多大时，滑块从圆盘上滑落？4（2）从滑块到达B点时起，经0.6 s正好通过C 点，求BC之间的距离。解：(1) 滑块在圆盘上
11、做圆周运动时，静摩擦力充当向心力，根据牛顿第二定律，可得：mg=m 2R代入数据解得：= Rug/=5rad/s（2）滑块在A点时的速度：v A=R=1m/s法一：（动能定理）从A到B的运动过程由动能定理：mgh-mgcos53 h/sin53=1/2mvB2-1/2mvA2在B 点时的机械能E B=1/2mvB2-mgh=-4J法二：（牛顿运动定律与运动学公式）从A到B的运动过程由牛顿第二定律：mgsin53-mgcos53=ma 1vB2-vA2=2 a1h/ sin53解得v B=4m/s则在B点时的机械能E B=1/2mvB2-mgh=-4J（3）滑块在B点时的速度：v B=4m/s滑
12、块沿BC 段向上运动时的加速度大小：a 3=g（sin37+ucos37 ）=10m/s 2返回时的速度大小：a 2=g（sin37 -ucos37）=2m/s 2BC间的距离：s BC=vB2/2a1-1/2a2（t-u R/a1） 2=0.76m教学设计：由两名学生板演详细解题过程，根据出错情况有其他学生指出错误，并纠正。易错点：一是0.6s内滑块的运动误认为一直减速，而直接带入公式计算，不能正确分析物体的运动过程；二是摩擦力的计算想当然的写成mg。当堂检测鹰击长空教学设计：根据授课进度，确定检测内容与时间，1、2 题越 3 分钟，3 题约 6-8 分钟。1如图所示，在原来静止木箱内的水平
13、底面上放着物体A， A 被一伸长的弹簧（弹簧轴线沿水平方向）拉住而静止。在以后的运动中发现物体 A 被拉动了，则木箱的运537o动情况可能是 ( AB )A加速下降 B减速上升C匀速向右运动 D加速上升易错点：学生容易受运动方向的影响而漏选，忽视了减速运动。2.如图所示，质量为 m 的带负电小物块处于倾角为 370 的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于竖直向下的匀强电场中时小物块恰好处于静止。现将电场方向突然改为水平向右，而场强大小不变，则（ C ）A.小物块静止 B.小物块沿斜面加速上滑C.小物块沿斜面加速下滑 D.小物块将脱离斜面运动易错点：忽视受力分析而误选 A 项。3.航模兴趣小组设计出一
14、架遥控飞行器，其质量 m =2，动力系统提供的恒定升力 F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g 取 10m/s2。（1）第一次试飞，飞行器飞行 t1 = 8 s 时到达高度 H = 64 m。求飞行器所受阻力 f 的大小；（2）第二次试飞，飞行器飞行 t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度 h；（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 t3 。答案：（1）4N（2）42m（3）2.1s【解析】 （1）第一次飞行中，设加速度为 1a匀加速运动 21Hat由牛顿第二定律
15、1Fmgfa解得 4()fN（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为 ，上升的高度为1v1s匀加速运动 21sat设失去升力后的速度为 ，上升的高度为 2s由牛顿第二定律 2mgf12vats解得 124()hs（3）设失去升力下降阶段加速度为 ；恢复升力后加速度为 ，恢复升力3a4a时速度为 3v由牛顿第二定律 3mgfa1t2a2v1 a3t3a4v36C ABF+f-mg=ma4且23vhaV3=a3t3解得 t3= (s)(或 2.1s)2易错点：过程分析不清而导致计算出现失误。课后延伸鱼翔浅底教学设计：作为课后作业，以巩固对课堂内容的学习与掌握1.一物体恰好能静止在斜面上,现用一水平
16、恒力 F 推物体,此力 F 的方向与斜面平行,如图所示.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,关于此物体的运动及受力情况,下列描述正确的是( D )A.物体将沿 F 方向做匀加速直线运动B.物体在斜面上做曲线运动C.物体仍静止D.物体受到推力 F 后,摩擦力的方向立刻改变2、如图所示，在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为 mA、m B，弹簧的劲度系数为 k,C 为一固定挡板。系统处于静止状态，现开始用一恒力 F 沿斜面方向拉物块 A 使之向上运动，求物块 B 刚要离开 C 时物块 A 的加速度 a 和从开始到此时物块 A 的位移d解：令 x1 表示未加 F 时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知mAgsin=kx 1 令 x2 表示 B 刚要离开 C 时弹簧的伸长量，a 表示此时A 的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知kx2=mBgsin Fm Agsinkx 2=mAa 由 式可得 a= F (mA+mB)gsinmA由题意 d=x1+x2 由式可得 d= (mA+mB)gsink
