高中一年級(jí)物理第一課時(shí)課件牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題

1、用牛頓運(yùn)動(dòng)定律用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題解決問(wèn)題( (一一) )一、牛頓第二定律一、牛頓第二定律 1、內(nèi)容：、內(nèi)容： 物體加速度的大小跟作用力成正比物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)跟物體的質(zhì)量成反比量成反比; 加速度的方向跟作用力的方向相同。加速度的方向跟作用力的方向相同。復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：2、公式、公式: F=ma注意：注意：（1）同時(shí)性）同時(shí)性 （2）同向性）同向性二、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式二、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式速度公式速度公式 ：v = vv = vo o+at+at位移公式：位移公式：x= vx= vo ot +att +at2 2 /2/2導(dǎo)出公式：導(dǎo)出公式：v v 2 2 v vo o 2 2 =2a

2、x =2ax例例1.一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體與水的水平拉力作用下沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力為平地面間的滑動(dòng)摩擦力為4.2N。求物體。求物體4s末的速度和末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。內(nèi)發(fā)生的位移。問(wèn)題：?jiǎn)栴}：1.物體的受力情況如何？物體的受力情況如何？受力分析如圖示：受力分析如圖示：GFNf2.物體所受的合力如何？物體所受的合力如何？豎直方向：豎直方向：合力為零，加速度為零。合力為零，加速度為零。水平方向：水平方向：大小：大?。篎合合=Ff；方向與拉力；方向與拉力F方向相同方向

3、相同3.物體的運(yùn)動(dòng)情況中已知哪些量？要求末速度和位移，物體的運(yùn)動(dòng)情況中已知哪些量？要求末速度和位移，還差什么量？還差什么量？已知初速度已知初速度VO和時(shí)間和時(shí)間t，要，要求末速度求末速度Vt和位移和位移,還差還差加速度加速度a。 =O t=4s t=? =? 解：物體受力如圖由圖知：F合=Ff=ma a= 2/1 . 122 . 44 . 6smmfFsmatvvt/4 . 441 . 100mattvs8 . 841 . 121212204s末的速度末的速度4s內(nèi)的位移內(nèi)的位移GFNfO4.如何求加速度？如何求加速度？借助于牛頓第二定律借助于牛頓第二定律F合合=ma，利用合力來(lái)求加速度。，利

4、用合力來(lái)求加速度。5.本題的解題思路如何？本題的解題思路如何？先受力分析求出合力，再用牛頓第二定律求出加速度，先受力分析求出合力，再用牛頓第二定律求出加速度，最后用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。最后用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。例例1.一個(gè)靜止在水平地面上的物體一個(gè)靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是質(zhì)量是2Kg,在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。物體與地面間的摩擦力是動(dòng)。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體。求物體在在4s末的速度和末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。內(nèi)發(fā)生的位移。思考思考: 如果物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為如果物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，其他，其他條件不變。其結(jié)果如

5、何？條件不變。其結(jié)果如何？GFNfO一、 從受力確定運(yùn)動(dòng)情況 已知物體受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況，指的是在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或求出物體的速度、位移等。 處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分析物體受力情況求合力，據(jù)牛頓第二定律求加速度，再用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求所求量(運(yùn)動(dòng)學(xué)量)。 練習(xí)：練習(xí)：一木箱質(zhì)量為一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動(dòng)摩擦，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為因數(shù)為，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成角的力角的力F推木箱，求經(jīng)過(guò)推木箱，求經(jīng)過(guò)ts時(shí)木箱的速度。時(shí)木箱的速度。水平 方向：F合=F1-f=Fcos -f=ma豎直方向：N=G+F2=G+Fsin f

6、=N Vt=V0+atGFNfF1=FCosF2=FSinGFNfF1=FCosF2=FSin建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系XYX方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at解題過(guò)程解題過(guò)程解解:對(duì)對(duì)物體物體,受力分析如圖受力分析如圖.建立如圖所示坐標(biāo)系建立如圖所示坐標(biāo)系.根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律.得得F合合=F- f=ma,得得a=(6.4-4.2)/2= 1.1m/ s2由由v=at，得，得vt=1.14m/s=4.4m/s由由X=at2，得，得 x= 1.142=8.8m2121NGFf思路：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力。應(yīng)先求出加速

7、度思路：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力。應(yīng)先求出加速度a，再利用牛頓第二定律再利用牛頓第二定律F合合=ma求滑雪人受到的阻力。求滑雪人受到的阻力。解：第一步求第一步求a因?yàn)閂0=2m/s，x=60m，t=5s據(jù)公式求得a = 4m/s2例例2.一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量m = 75Kg，以，以v0 = 2m/s的初的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角= 30o，在，在 t = 5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x = 60m，求滑雪人受到的阻，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。力（包括摩擦和空氣阻力）。2021attV人)30ofGG1G2yxa第二

8、步求第二步求F合合、阻力、阻力要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫受力圖，第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫受力圖要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫受力圖所以：所以：F合合=ma=300Nx軸方向：軸方向：F合合=G1f y軸方向：軸方向：NG2=0滑雪人所受的阻力滑雪人所受的阻力 f=G1 F合合 =mgsin F合合 =67.5NyxGG1G2Nf)30 解：解： 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：x xv v0 0t t atat2 2 得：得： 代入已知量得：代入已知量得：a a4m/s4m/s2 2 對(duì)人進(jìn)行受力分析，建立坐標(biāo)系，對(duì)人進(jìn)行受力分析，建立坐標(biāo)系， 根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律F

9、 Fmama，得：，得： mgsinmgsinF F阻阻mama 即：即：F F阻阻mgsinmgsinmama 代入數(shù)值得：代入數(shù)值得：F F阻阻67.5N67.5N即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是67.5N67.5N。12a a2（xv0t）t2二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力 已知物體運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況，指的是已知物體運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況，指的是在運(yùn)動(dòng)情況（知道三個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)量）已知的條件在運(yùn)動(dòng)情況（知道三個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)量）已知的條件下，要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量下，要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量（如動(dòng)摩擦因數(shù)等）。（如動(dòng)摩擦因數(shù)等）。 處理這類問(wèn)題的基本思路

10、是：先分析物體處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的運(yùn)動(dòng)情況，據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度求加速度，再在分，再在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，用牛頓第二定律列析物體受力情況的基礎(chǔ)上，用牛頓第二定律列方程方程求所求量求所求量( (力力) )。 上題中如果忽略空氣阻力作用，求滑上題中如果忽略空氣阻力作用，求滑雪板與雪面間動(dòng)摩擦因數(shù)多大雪板與雪面間動(dòng)摩擦因數(shù)多大?如果坡長(zhǎng)只有如果坡長(zhǎng)只有60m，下端是水平雪面，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上還能滑多遠(yuǎn)？滑雪者在水平面上還能滑多遠(yuǎn)？如果下坡后立即滑上一個(gè)如果下坡后立即滑上一個(gè)300的斜坡的斜坡 。請(qǐng)問(wèn)滑雪者最高能上升多高？請(qǐng)問(wèn)滑雪者最高能

11、上升多高？更上一層更上一層：一、 從受力確定運(yùn)動(dòng)情況二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力 動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題加速度加速度a是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁 牛頓第二定律公式牛頓第二定律公式(F=ma)和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式(勻變速勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式直線運(yùn)動(dòng)公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v02=2ax等等)中，中，均包含有一個(gè)共同的物理量均包含有一個(gè)共同的物理量加速度加速度a。 由物體的受力情況，用牛頓第二定律可求加速度，由物體的受力情況，用牛頓第二定律可求加速度，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式便可確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化；再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式便可確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化；反過(guò)來(lái)，由物體的運(yùn)動(dòng)

12、狀態(tài)及其變化，用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式反過(guò)來(lái)，由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化，用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求加速度，再由牛頓第二定律便可確定物體的受力可求加速度，再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。情況。 可見(jiàn)，無(wú)論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系力和可見(jiàn)，無(wú)論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁。運(yùn)動(dòng)的橋梁。求加速度是解決有關(guān)力和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基求加速度是解決有關(guān)力和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路，本思路，正確的正確的受力分析受力分析和和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析則是解決問(wèn)則是解決問(wèn)題的題的關(guān)鍵。關(guān)鍵。 從受力確定運(yùn)動(dòng)從受力確定運(yùn)動(dòng)從運(yùn)動(dòng)確定受力從運(yùn)動(dòng)確定受力 1.基本思路基本思路:加速度加速度a是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋

13、梁所求量所求量所求量所求量動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的求解 2.解題步驟：解題步驟： (1)確定確定研究研究對(duì)象對(duì)象；(2)分析受力分析受力情況情況和運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)情況，情況，畫示意畫示意 圖圖(受力和運(yùn)動(dòng)過(guò)程受力和運(yùn)動(dòng)過(guò)程)；(3)用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 求加求加 速度速度； (4)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓第二定律用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓第二定律 求所求所 求量求量。質(zhì)量為質(zhì)量為40kg的物體靜止在水平面的物體靜止在水平面上上, 當(dāng)在當(dāng)在400N的水平拉力作用下由靜止開(kāi)始的水平拉力作用下由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)16m時(shí)時(shí), 速度為速度為16 m/s, 求物體受到的阻求物體受到的阻力是多少力是多少?F

14、80N用彈簧秤拉著一個(gè)物體在水平面用彈簧秤拉著一個(gè)物體在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)上做勻速運(yùn)動(dòng), 彈簧秤的示數(shù)是彈簧秤的示數(shù)是0.40N. 然后然后用彈簧秤拉著這個(gè)物體在水平面上做勻變用彈簧秤拉著這個(gè)物體在水平面上做勻變速運(yùn)動(dòng)速運(yùn)動(dòng), 測(cè)得加速度是測(cè)得加速度是0.85 m/s2, 彈簧秤的彈簧秤的示數(shù)是示數(shù)是2.10N。這個(gè)物體的質(zhì)量是多大。這個(gè)物體的質(zhì)量是多大? m=2 kg一個(gè)木箱沿著一個(gè)粗糙的斜面一個(gè)木箱沿著一個(gè)粗糙的斜面勻加速下滑，勻加速下滑， 初速度是零，經(jīng)過(guò)初速度是零，經(jīng)過(guò)5.0 s的時(shí)的時(shí)間間, 滑下的路程是滑下的路程是10m, 斜面的夾角是斜面的夾角是300，求木箱和粗糙斜面間的動(dòng)摩擦

15、因數(shù)。求木箱和粗糙斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(g取取10 m/s2)=0.48練習(xí)：練習(xí)： 蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面回到離水平網(wǎng)面5.0高處。已知運(yùn)動(dòng)員與高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2，若把在這段時(shí)間內(nèi)，若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大?。Φ拇笮。╣取取10m/s2）。）。F = 1.5103N 質(zhì)量為質(zhì)量為20kg的物體若用的物體若用20N的水平力牽引它，的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：