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《牛顿运动定律及应用》一轮复习说课稿

 
编辑: 宁喆 发布时间: 2013-11-25
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课件简介:
《牛顿运动定律及应用》一轮复习说课稿
黄梅县第二高级中学 王文斌
指导老师 梅胜金
一.说课程标准
1,考纲解读
内容 要求
牛顿运动定律 Ⅱ
牛顿运动定律的应用 Ⅱ
超重和失重 Ⅰ
2,考查特点
近四年新课标全国卷高考试题涉本章题汇
年份 命题立意 题型 赋分
2010理综 T15 考查应用牛顿第二定律求瞬时加速度问题, 选择题 6分
2011理综 T21 考查牛顿运动定律和滑块模型,分析临界问题能力 选择题 6分
2012理综 T14 考查考查惯性概念, 力与运动的关系 选择题 6分
2013理综T14,
T21
T22 考查惯性概念
考查由运动求力
整体法和隔离体法的应用 选择题,
选择题
实验题 6分+
3分
3分
通过试题统计分析, 牛顿运动定律是每年必考的内容,尤其是牛顿第二定律的理解和运用的考查。单独命题时以选择题形式,考察惯性、超重失重等基本概念,难度不大。结合命题时以选择题、实验题、计算题形式,以联系实际的问题为命题背景,考查学生灵活运用基本规律的能力。还可与电场、磁场等知识相结合,组成综合性较强的题目,对考生的能力要求较高。
3,命题趋势
预计今年高考,本节仍然是命题必考的内容,对基本概念、规律、图像的考查可能以选择题形式出现,对动力学两类问题、连接体问题的考查可能是多过程的综合性计算题,牛顿运动定律还可以与抛体运动、圆周运动,功和能、电和磁等知识综合命题。考察牛顿第二定律的应用,学生的空间想象能力,物理过程,物理规律的综合分析能力,要求较高,难度较大。
二.说教材
牛顿运动定律是动力学的基本规律,是力学的核心知识。对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。对牛顿运动定律的应用,各种题型均可以考查。对于两类问题,常以实际问题为背景来命题,考查学生获取并处理信息,把实际问题转化成物理模型,综合运用运动学公式和牛顿第二定律的能力,是高考热点。另外牛顿运动定律在实际中的应用还很多,如弹簧问题、传送带问题、对连接体问题,灵活运用整体法和隔离法等,这类试题也备受命题专家的青睐。
重点:惯性概念,用牛顿运动定律处理两类问题的思路和步骤.
难点:从实际问题中获取并处理信息,综合运用牛顿运动定律和运动学规
律分析、解决多阶段(过程)的运动问题。
三.说学情
1.知识上:在高一、高二的学习中,学生较系统地学习了有关动力学的知识,教师也介绍了一些解题方法。学生基本上能掌握本节中的基本概念、规律及其一般应用,但对知识的驾驭不系统,仍停留在知道,懂得的层面。
2.方法上:牛顿运动定律与图像题目,多个物体准确合理选择研究对象,灵活运用整体法和隔离体法,处理传送带多过程以及临界问题的能力有待提高。
3.能力方面:在新情境中对信息的处理,建立物理模型,灵活运用物理规律及公式能力有待提高。。
四.说复习设计
(一)说课时安排
1、牛顿运动定律(1课时)
2、牛顿运动定律的应用(2课时)
3、评讲配套练习(1课时)
(二)说复习策略
主要采用启发式教学、总结法和讲授法:教师通过选择典型例题引导→ 学生归纳运用牛顿运动定律解决问题的方法→教师评价归纳,补充完整。把复习过程优化成一个以学生为主体,老师为主导的过程。学生在教师的引导下对复习用书《赢在高考》,对书中的知识点进行归纳、复习,构建系统知识网络。教师对部分重、难点进行讲授,以达到突出重点,突破难点。对于学生在练习中反馈的问题,讲解清楚后再找些类似的习题进行加强练习。使学生能够达到本节设定的目标。
(三)复习内容设计
1,梳理基础知识,构建知识网络
















2,说例题设计
●考查牛顿第二第三定律基本理解
例题1 (2011•浙江高考)如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是( C )
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反
作用力
C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比
赛的胜利
D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
●运用牛顿运动定律解决两类问题
例题2.(2012•安徽理综•)质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的v-t图象如图所示.球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4.设球受到的空气阻力大小恒为f,取g=10 m/s2,求:
(1) 弹性球受到的空气阻力f的大小.
(2) 弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.
【解析】(1)由v-t图象可知,弹性球第一次下
落过程中的加速度为:

由牛顿第二定律得:mg-f=ma
则有:f=mg-ma=(0.1 10-0.1 8)N=0.2N
(2)弹性球第一次碰撞后反弹时的速度为

由牛顿第二定律得:

则:
反弹的高度为:

【设计意图】:应用牛顿第二定律算出阻力
例题3. (2011•北京高考)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示.将蹦极过程近似为在竖直方向的
运动,重力加速度为g.据图可知,此人在蹦极过程中
最大加速度约为( B )
A.g     
B.2g    
C.3g     
D.4g
【解析】从图中可以看出,最后绳子拉力稳定不变,表明人已经静止不动,此时绳子的拉力等于重力,所以 ,根据牛顿第二定律,最大加速度

【设计意图】:牛顿第二定律与瞬时加速度
【方法总结】:牛顿第二定律的两种典型应用解两类问题的思路 可用下面的框图来表示:








可见,加速度是连接“力”和“运动”的桥梁。
●超重和失重问题
例题4 (2010.海南理综)如右图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块:木箱静止时弹处于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为( BD )
A.加速下降
B.加速上升
C.减速上升
D.减速下降
【解析】选BD,木箱静止时物块对箱顶有压力,则物块受到顶向下的压力,当物块对箱顶刚好无压力时,和外出的方向向上,表明系统有向上的加速度,是超重,可能加速上升,也可能是减速下降,BD正确。
【方法总结】:加速度向上是超重,加速度向下是失重,简称“超上失下”。
●整体法和隔离法的应用
例题5 (2011福建理综)如图,一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后,两端分别悬挂质量为m1和m2的物体 和 。若滑轮有一定大小,质量为 且分布均匀,滑轮转动时与绳之间无相对滑动,不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2,已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的,请你根据所学的物理知识,通过一定的分析,判断正确的表达式是( C )
A.
B.
C.
D.
【解析】设滑轮的质量为零,即看成轻滑轮,若物体B的质量较大,由整体法可得加速度 ,隔离物体A,据牛顿第二定律可得 ,将m=0代入四个选项,可得选项C是正确。
【方法总结】:在物体系中的物体,加速度如果大小相等,就可以看成一个整体。
●临界问题
例题6 (2013届渭南检测)如图所示,有A、B两个楔形木块,质量均为m,靠在一起放于水平面上,它们的接触面的倾角为θ.现对木块A施一水平推力F,若不计一切摩擦,要使A、B一起运动而不发生相对滑动,求水平推力F的最大值.




【解析】 A、B一起运动,则以A、B整体为研究对象,
由牛顿第二定律得:F=2ma
以A为研究对象,其受力情况如图所示.由图可知,A、B一起运动而不发生相对滑动的临界条件是地面对A的支持力为N=0
竖直方向:FBAcos θ=mg[来源:]
水平方向:F-FBAsin θ=ma
联立上式可得F=2mgtan θ,
即水平推力F的最大值为2mgtan θ.
【方法总结】:力如果过大会出现什么现象,力如果过小又出现什么现象,再找出临界值。
●滑块-滑板类问题
例题7.(2013届东北师大附中检测)如左图,质量M=1 kg的木板静止在水平面上,质量m=1 kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,铁块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10 m/s2.现给铁块施加一个水平向左的力F.
(1)若力F恒为8 N,经1 s铁块运动到木板的左端,求木板的长度L;
(2)若力F从零开始逐渐增加,且木板足够长.试通过分析与计算,在右图中作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象.








【解析】 (1)铁块和木板的受力示意图如图所示,图中f1和f′1为铁块和木板之间相互作用的滑动摩擦力,f2为地面对木板的滑动摩擦力.
则f1=f′1=μ2mg,
f2=μ1(M+m)g
对于铁块和木板,由牛顿第二定律分别得
F-μ2mg=ma1
μ2mg-μ1(M+m)g=Ma2
设经时间t铁块运动到木板的左端,则x木=12a2t2
x铁=12a1t2
又x铁-x木=L
联立以上各式解得L=1 m.
(2)①当F≤μ1(m+M)g=2 N时,木板和铁块系统没有被拉动,静摩擦力与外力成正比,即f=F
②当F>μ1(m+M)g=2 N时,如果M、m相对静止,铁块与木板有相同的加速度a,则F-μ1(m+M)g=(m+M)a
F-f=ma
解得F=2f-2 N
此时f≤μ2mg=4 N,即F≤6 N
所以当2 N<F≤6 N时,f=F2+1 N.
③当F>6 N时,M、m相对滑动,此时铁块受到的摩擦力为f=μ2mg=4 N
f-F图象如图所示.


配套练习
1,(2012•海南高考)根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是( D )
A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比
B.物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度
C.物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比x
D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比
【设计意图】:考查牛顿第二定律的理解
2,(2012•上海高考)如图,光滑斜面固定于水平面,滑块A、B叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平.则在斜面上运动时,B受力的示意图为( A )






【设计意图】:考查结合牛顿定律进行受力分析
3,(2012•江苏高考)如图所示,一夹子夹住木块,在 力F作用下向上 提升,夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f,若 木块不滑动,力F的最大值是( A  )[来源:学
A.2fm+MM
B.2fm+Mm
C.2fm+MM-(m+M)g
D.2fm+MM+(m+ M)g
【设计意图】:考查整体法,隔离法应用
4,2013届保定一中质检)如图所示,质量为m的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q.球静止时,Ⅰ中拉力大小T1,Ⅱ中拉力大小T2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间,球的加速度a应是( B )
A.若剪断Ⅰ,则a=g, 方向水平向右
B.若剪断Ⅱ,则a=T2m, 方向水平向左
C.若剪断Ⅰ,则a=T1m,方向沿Ⅰ的延长线
D.若剪断Ⅱ,则a=g,竖直向上
【设计意图】:考查牛顿运动定律求瞬时加速度
5,(2010•海南理综)在水平的足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t后停止.现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑.若小物块与木板之间的动摩擦因数为 .则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为( A )
A. B. C. D.
【设计意图】考查受力分析牛顿第二定律以及运动公式
6,(2010•浙江高考)如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是( A )
A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
【设计意图】考查超重和失重
7,(2011•福建理综)如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率V1运行。初速度大小为V2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的 - 图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知V2>V1,则(B)





A. t2时刻,小物块离A处的距离达到最大
B. t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C. 0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 0~t2时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
【设计意图】考查传送带问题
8,(2013•湖南调研)如图甲所示,一轻质弹簧 的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动, 拉力F与物体位移x之间的关系如图乙所示(g=10 m/s2),则下列结论正确的是( CD )
A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩 状态
B.弹簧的劲度系数为7.5 N/cm[来源:Zxxk.Com]
C.物体的质量为2 kg
D.物体的加速度大小为5 m/s2
【设计意图】:考查牛顿定律与图象的综合题
9,(2012•上海单科)如图,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上.环的直径略大于杆的截面直径.环与杆间动摩擦因数μ=0.8.对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角 =53°的拉力F,使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运劝,求F的大小.




答案:1N ,9N
【设计意图】:考查牛顿定律两类问题
10,(2011•上海高考)如图,质量m=2 kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20 m,用大小为30 N,沿水平方向的外力拉此物体,经t0=2 s拉至B处.(已知cos 37°=0.8,sin 37°=0.6,取g=10 m/s2)
(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;
(2)用大小为30 N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该力作用的最短时间t.
.



【答案】 (1)0.5 (2)1.03
【设计意图】:考查牛顿定律两类问题
11.(2012•浙江理综)为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”,如图所示.在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”,“A鱼”竖直下潜hA后速度减为零,“B鱼”竖直下潜hB后速度减为零.“鱼”在水中运动时,除受重力外,还受浮力和水的阻力,已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 倍,重力加速度为g,“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度.假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计.求:
(1)“A鱼”入水瞬间的速度vA.
(2)“A鱼”在水中运动时所受阻力fA.
(3)“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA∶fB.






【答案】(1) (2) (3)
【设计意图】:考查运用牛顿运动定律解决实际问题
12.(2012•重庆理综)某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为s,比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做 匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点.整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如图所示.设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g.
(1) 求空气阻力大小与球速大小的比例系数k;
(2) 求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式;
(3) 整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件.






【答案】(1)  (2) (3)
【设计意图】:考查动力学中的临界问题


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