新人教版必修1：46《用牛頓運動定律解決問題(一)》課件

1、4.6 用牛頓(ni dn)運動定律解決問題(一)共二十八頁一、牛頓(ni dn)第二定律1、內(nèi)容：物體(wt)的加速度跟所受合力成正比,跟物體(wt)質(zhì)量成反比; 加速度方向跟合力方向相同。復(fù)習(xí)：2、公式: F=ma注意：（1）同時性 （2）同向性共二十八頁二、運動學(xué)公式(gngsh)速度(sd)公式 ：v = vo+at位移公式：x= vot +at2 /2導(dǎo)出公式：vt 2 vo 2 =2ax共二十八頁例1.一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量(zhling)是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右運動，物體與水平地面間的滑動摩擦力為4.2N。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。問題

2、(wnt)：1.物體的受力情況如何？受力分析如圖示：GFNf2.物體所受的合力如何？豎直方向：合力為零，加速度為零。水平方向：大?。篎合=Ff；方向與拉力F方向相同3.物體的運動情況中已知哪些量？要求末速度和位移，還差什么量？已知初速度VO和時間t，要求末速度Vt和位移,還差加速度a。 =O t=4s t=? =? 共二十八頁解：物體受力如圖由圖知：F合=Ff=ma a= 4s末的速度4s內(nèi)的位移GFNfO4.如何(rh)求加速度？借助于牛頓第二(d r)定律F合=ma，利用合力來求加速度。5.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，最后用運動學(xué)公式求解。共二十八頁

3、例1.一個靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是2Kg,在6.4N的水平拉力(ll)作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。思考:如果物體與地面的動摩擦(mc)因數(shù)為0.2， 其他條件不變。其結(jié)果如何？GFNfO共二十八頁一、 從受力確定運動(yndng)情況 已知物體受力情況確定(qudng)運動情況，指的是在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運動狀態(tài)或求出物體的速度、位移等。 處理這類問題的基本思路是：先分析物體受力情況求合力，據(jù)牛頓第二定律求加速度，再用運動學(xué)公式求所求量(運動學(xué)量)。 物體運動情況運動學(xué)公 式加速度 a牛頓第二定律物

4、體受力情況共二十八頁練習(xí)：一木箱質(zhì)量為m，與水平地面(dmin)間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成角的力F推木箱，求經(jīng)過t秒時木箱的速度。水平 方向：F合=F1-f=Fcos -f=ma豎直方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+atGFNfF1=FCosF2=FSinGFNfF1=FCosF2=FSin建立(jinl)直角坐標系XYX方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at共二十八頁思路：已知運動情況求受力。應(yīng)先求出加速度a，再利用(lyng)牛頓第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。解：第一步求a因為(y

5、n wi)V0=2m/s，s=60m，t=5s據(jù)公式求得a = 4m/s2例2.一個滑雪的人，質(zhì)量m = 75Kg，以v0 = 2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角= 30o，在 t = 5s的時間內(nèi)滑下的路程x = 60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。2021attV+=共二十八頁人)30ofGG1G2yxa第二步求F合、阻力(zl)要對人進行受力分析畫受力圖，共二十八頁人)30ofGG1G2yxa第二步求F合、阻力要對人進行受力分析(fnx)畫受力圖所以：F合=ma=300Nx軸方向：F合=G1f y軸方向：F1G2=0滑雪(hu xu)人所受的阻力 f=G1 F合

6、=mgsin F合 =67.5N共二十八頁解： 根據(jù)運動學(xué)公式：xv0t at2 得： 代入已知量得：a4m/s2 對人進行受力分析，建立坐標系， 根據(jù)牛頓第二定律Fma，得： mgsinF阻ma 即：F阻mgsinma 代入數(shù)值得：F阻67.5N即：滑雪(hu xu)人受到的阻力是67.5N。12a2（xv0t）t2共二十八頁二、從運動(yndng)情況確定受力 已知物體運動情況確定受力情況，指的是在運動情況（知道三個運動學(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（如動摩擦(mc)因數(shù)等）。 處理這類問題的基本思路是：先分析物體的運動情況，據(jù)運動學(xué)公式求加速度，再在分析物體受力情

7、況的基礎(chǔ)上，用牛頓第二定律列方程求所求量(力)。 物體運動情況運動學(xué)公 式加速度 a牛頓第二定律物體受力情況共二十八頁上題中如果忽略空氣阻力作用(zuyng)，求滑雪板與雪面間動摩擦因數(shù)多大?如果坡長只有60m，下端(xi dun)是水平雪面，滑雪者在水平面上還能滑多遠？如果下坡后立即滑上一個300的斜坡 。請問滑雪者最高能上升多高？更上一層：共二十八頁一、 從受力確定(qudng)運動情況二、從運動(yndng)情況確定受力 物體運動情況運動學(xué)公 式加速度 a牛頓第二定律物體受力情況物體運動情況運動學(xué)公 式加速度 a牛頓第二定律物體受力情況動力學(xué)的兩類基本問題共二十八頁加速度a是聯(lián)系力和運動

8、(yndng)的橋梁 牛頓第二定律公式(F=ma)和運動學(xué)公式(勻變速直線運動公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v02=2ax等)中，均包含有一個共同的物理量加速度a。 由物體的受力情況，用牛頓第二定律可求加速度，再由運動學(xué)公式便可確定物體的運動狀態(tài)及其變化(binhu)；反過來，由物體的運動狀態(tài)及其變化(binhu)，用運動學(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情況。 可見，無論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系力和運動的橋梁。求加速度是解決有關(guān)力和運動問題的基本思路，正確的受力分析和運動過程分析則是解決問題的關(guān)鍵。 共二十八頁物體運動分析物體受力分析運動學(xué)公 式牛

9、頓第二定律加速度 a從受力確定運動從運動確定受力 1.基本思路:加速度a是聯(lián)系力和運動(yndng)的橋梁所求量所求量動力學(xué)問題(wnt)的求解 共二十八頁2.解題(ji t)步驟： (1)確定研究對象；(2)分析受力情況和運動情況， 畫示意圖(受力和運動過程)；(3)用牛頓(ni dn)第二定律或運動學(xué)公式 求加速度； (4)用運動學(xué)公式或牛頓第二定律 求所求量。動力學(xué)問題的求解 共二十八頁【練習(xí)1】質(zhì)量為40kg的物體(wt)靜止在水平面上, 當在400N的水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過16m時, 速度為16 m/s, 求物體(wt)受到的阻力是多少?F【答案(d n)】80N共二十八頁【練

10、習(xí)2】用彈簧秤拉著一個物體在水平面上(min shn)做勻速運動, 彈簧秤的示數(shù)是0.40N. 然后用彈簧秤拉著這個物體在水平面上(min shn)做勻變速運動, 測得加速度是0.85 m/s2, 彈簧秤的示數(shù)是2.10N。這個物體的質(zhì)量是多大? 【答案(d n)】m=2 kg共二十八頁【練習(xí)3】一個木箱沿著一個粗糙的斜面勻加速(ji s)下滑， 初速度是零，經(jīng)過5.0 s的時間, 滑下的路程是10m, 斜面的夾角是300，求木箱和粗糙斜面間的動摩擦因數(shù)。(g取10 m/s2)【答案(d n)】=0.48共二十八頁練習(xí)(linx)： 蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的

11、運動項目，一個(y )質(zhì)量為60kg的運動員，從離水平網(wǎng)面3.2高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2，若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大?。╣取10m/s2）。F = 1.5103N共二十八頁 質(zhì)量為20kg的物體若用20N的水平力牽引(qinyn)它，剛好能在水平面上勻速前進。求：（1）若改用50N拉力沿與水平方向成37的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進2.3m時，它的速度多大？（2）在前進2.3m時撤去拉力，又經(jīng)過3s鐘，物體的速度多大？（3）物體總共通過多大位移？（g取10m/s2）（1）2.3

12、ms （2）0 （3）4.95m練習(xí)(linx)：共二十八頁解題(ji t)過程NGFf解:對物體,受力分析如圖.建立如圖所示坐標系.根據(jù)牛頓第二定律.得F合=F- f=ma,得a=(6.4-4.2)/2= 1.1m/ s2由vt=at，得vt =1.14m/s=4.4m/s由s= at2，得 s= 1.142=8.8m1212共二十八頁例2.一個滑雪(hu xu)的人，質(zhì)量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡傾斜角=300，在t=5s的時間內(nèi)滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑動摩擦力和空氣阻力）.NGFf300GfNG”G共二十八頁解題(ji t)過程GG”GfN根據(jù)牛頓第二定律： F合=ma，結(jié)合物體的受力情況：F合=G-f 得：f=G-ma =mgsin -ma =67.5N由運動學(xué)公式：s=v0t+at2 得：a=2(s-v0t)/t2=4m/s212共二十八頁再見(zijin)共二十八頁內(nèi)容摘要4.6 用牛頓運動定律。1、內(nèi)容：物體的加速度跟所受合力成正比,跟物體質(zhì)量成反比。加速度方向跟合力方向相同。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。合力為零，加速度為零。大?。篎合=Ff。方向與拉力F方向相同。已知初速度VO和