牛顿运动定律的应用

　　教学目标：

　　1．掌握运用牛顿三定律解决动力学问题的基本方法、步骤

　　2．学会用整体法、隔离法进行受力分析，并熟练应用牛顿定律求解

　　3．理解超重、失重的概念，并能解决有关的问题

　　4．掌握应用牛顿运动定律分析问题的基本方法和基本技能

　　教学重点：牛顿运动定律的综合应用

　　教学难点： 受力分析，牛顿第二定律在实际问题中的应用

　　教学方法：讲练结合，计算机辅助教学

　　教学过程：

　　一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用

　　1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（两类动力学基本问题）：

　　（1）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．

　　（2）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）．

　　但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案．

　　两类动力学基本问题的解题思路图解如下：

　　可见，不论求解那一类问题，求解加速度是解题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键。

　　点评：我们遇到的问题中，物体受力情况一般不变，即受恒力作用，物体做匀变速直线运动，故常用的运动学公式为匀变速直线运动公式，如

　　等.

　　2．应用牛顿运动定律解题的一般步骤

　　（1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型.

　　（2）选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体.同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象.

　　（3）分析研究对象的受力情况和运动情况.

　　（4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.

　　（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算.

　　（6）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论.

　　3．应用例析

　　【例1】一斜面AB长为10m，倾角为30°，一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止开始下滑，如图所示（g取10 m/s2）

　　（1）若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间．

　　（2）若给小物体一个沿斜面向下的初速度，恰能沿斜面匀速下滑，则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少?

　　解析：题中第（1）问是知道物体受力情况求运动情况；第（2）问是知道物体运动情况求受力情况。

　　（1）以小物块为研究对象进行受力分析，如图所示。物块受重力mg、斜面支持力N、摩