人教版第三章 用牛頓定律解決問題課件示例 人教

1、2021/8/9 星期一1用牛頓定律解決問題（一） 泰興市第三高級(jí)中學(xué)高一物理備課組2021/8/9 星期一2例題1 一個(gè)靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是 2kg，在 6.4N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4.2N。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。問：l、本題研究對(duì)象是誰？它共受幾個(gè)力的作用？物體所受的合力沿什么方向？大小是多少？ 2、本題要求計(jì)算位移和速度，而我們只會(huì)解決勻變速運(yùn)動(dòng)問題。這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？依據(jù)是什么？ 3、FN和G在豎直方向上，它們有什么關(guān)系？2021/8/9 星期一3例2:一個(gè)滑雪的人質(zhì)量是 75 kg，以v02m/s的初速度沿山坡

2、勻加速滑下，山坡的傾角30。在 t5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力） 問：本題屬于那類力學(xué)問題？人共受幾個(gè)力的作用？各力方向如何？它們之中哪個(gè)力是待求量？哪個(gè)力實(shí)際上是己知的？待求力是誰？物體所受的合力沿什么方向？2021/8/9 星期一4解：對(duì)人進(jìn)行受力分析，建立坐標(biāo)系， 把重力進(jìn)行正交分解得： Gxmgsin Gymgcos 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律：xv0t at2 得： 代入已知量的數(shù)值得：a4m/s2 根據(jù)牛頓第二定律Fma，即GxF阻ma得： F阻Gxmamgsinma 代入數(shù)值得：F阻67.5N即：滑雪人受到的阻力是67.5N。12a2（xv0t）t2

3、2021/8/9 星期一5對(duì)比相同之處： 都要進(jìn)行受力分析、狀態(tài)分析； 都要應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律不同之處： 例題1先根據(jù)受力情況確定合外力，后根據(jù)牛頓定律確定加速度，從而確定運(yùn)動(dòng)情況； 例題2是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定加速度，后根據(jù)牛頓定律確定合外力，從而確定受力情況。2021/8/9 星期一6兩類問題1.已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況；2.已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體的受力情況。2021/8/9 星期一7圖表受力情況F1、F2運(yùn)動(dòng)情況v0、sF合a力的合成與分解牛頓第二定律運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2021/8/9 星期一8小結(jié)l、兩題都需畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，畫受力圖是重要的

4、解題步驟。不同之處是例1先用牛頓第二定律求加速度，而例2先用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度。2、例2中物體受力方向較為復(fù)雜，建立平面直角坐標(biāo)系后，就可以用G1和G2代替G，使解題方便。2021/8/9 星期一9一斜面AB長為10 ,傾角為,一質(zhì)量為kg的小物體(大小不計(jì))從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑,如圖所示(取10 m/s2) (1)若斜面與物體間的動(dòng)摩擦因 數(shù)為0.5,求小物體下滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間.(2)若給小物體一個(gè)沿斜面向下 的初速度,恰能沿斜面勻速下滑,則小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少?圖 2q=30 oABm2021/8/9 星期一10AG(1)、以小物體為研究對(duì)象,其受力情

5、況如圖所示.建立直角坐標(biāo)系. 小物體沿斜面即軸方向加速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為ax , 則ax,物體在軸方向沒有發(fā)生位移,沒有加速度則ay.解析：q=30 oBmFNxymFsinGqG1=cosGqG2=yNyxxmaGFFmaFGF=-=-=12mqqmcossinmgFmaFmgN=-由牛頓第二定律得：解 析把重力沿軸和軸方向分解：2021/8/9 星期一11q=30 oABmFNGxymFsinGqG1=cosGqG2=又所以：NFFmm=設(shè)小物體下滑到斜面底端時(shí)的速度為,所用時(shí)間為,小物體由靜止開始勻加速下滑, 則：由)cos(sing-=qmq52/30cos.030(sin10sm=)-

6、2/67.0sm=cossinmmgmga-=qmqasvvt2202+=atvvt+=0由smsmasv/7.3/1067.022=ssavt5.567.07.3=得得解 析2021/8/9 星期一12(2)小物體沿斜面勻速下滑時(shí),處于平衡狀態(tài),其加速度，則在圖示的直角坐標(biāo)系中。NFFmm=所以又所以,小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)58.030tantan=qmmNFFqqmcossinmgFmgFN=0012=-=-=yNyxxmaGFFmaFGFmq=30 oABmFNGxymFsinGqG1=cosGqG2=由牛頓第二定律 得：解 析2021/8/9 星期一13若給物體一定的初速度 當(dāng)tg

7、時(shí),物體沿斜面勻速下滑； 當(dāng)tg（mgcosmgsin）時(shí),物體沿斜面減速下滑； 當(dāng)tg（mgcosmgsin）時(shí),物體沿斜面加速下滑.q=30 oABmFNGxymFsinGqG1=cosGqG2= 小 結(jié) 2021/8/9 星期一14例3、如圖所示，質(zhì)量m=4kg的物體；靜止于水平面上，它受到一個(gè)水平拉力為F=10N的作用，拉力作用一段時(shí)間t后撤去，物體繼續(xù)滑行到達(dá)B點(diǎn)速度恰好為零，已知AB兩點(diǎn)距離為S=10m，物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，求拉力F作用的時(shí)間t是多少？2021/8/9 星期一15N=masin B. N=m(g+asin)C. f=mg D. f=macos例4、如圖3

8、所示, 質(zhì)量為m的人站在自動(dòng)扶梯上, 人鞋與梯的動(dòng)摩擦因數(shù)為. 扶梯傾角為, 若人隨扶梯一起以加速度a向上運(yùn)動(dòng). 梯對(duì)人的支持力N和摩擦力f分別為（ ）BD2021/8/9 星期一16例5、 如圖所示，小車內(nèi)的地面是光滑的，左下角放一個(gè)均勻小球，右壁上掛一個(gè)相同的球，兩個(gè)球的質(zhì)量均為4 kg，懸掛線與右壁成37角，小車向右加速前進(jìn)求：當(dāng)右壁對(duì)A球的壓力為零時(shí)，左壁對(duì)B球的壓力為多大？（g取10 m/s2） 2021/8/9 星期一17例6、如圖所示的傳遞帶裝置，A、B兩皮帶輪的輪心間距離為1.5m，皮帶以速度2m/s作勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一小物體C輕輕放到傳送帶的A端，已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)

9、為0.2，那么需要多長時(shí)間物體C才能到達(dá)B端。2021/8/9 星期一181、一個(gè)物體放在光滑水平面上，初速為零，先對(duì)物體施加一向東的恒力F，歷時(shí)1秒，隨即把此力改變?yōu)橄蛭?，大小不變，歷時(shí)1秒鐘，接著又把此力改為向東，大小不變，歷時(shí)1秒鐘，如此反復(fù)只改變力的方向，共歷時(shí)1分鐘，在此1分鐘內(nèi)A物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在1分鐘末靜止于初始位置之東B物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在1分鐘末靜止于初始位置C物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在1分鐘末繼續(xù)向東運(yùn)動(dòng)D物體一直向東運(yùn)動(dòng)，從不向西運(yùn)動(dòng)，在1分鐘末靜止于初始位置之東鞏固練習(xí):2021/8/9 星期一19根據(jù)兩個(gè)練習(xí)的解題過程，以及我們對(duì)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題方法的分析，請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)出應(yīng)用牛頓定律解決問題的一般步驟。1.確定研究對(duì)象。2.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析與狀態(tài)分析，建立正確的物理情景。3.選取正方向，建立坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓定律列