物理：4.6《用牛頓運動定律解決問題(一)》課件(人教版必修1).ppt

4 6用牛頓運動定律解決問題 一 一 牛頓第二定律 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 復習 2 公式 F ma 注意 1 同時性 2 同向性 二 運動學公式 速度公式 v vo at 位移公式 x vot at2 2 導出公式 vt2 vo2 2ax 例1 一個靜止在水平面上的物體 質(zhì)量是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 1 物體的受力情況如何 受力分析如圖示 G F N f 2 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 大小 F合 F f 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 4 如何求加速度 借助于牛頓第二定律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 最后用運動學公式求解 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因數(shù)為0 2 其他條件不變 其結(jié)果如何 一 從受力確定運動情況 已知物體受力情況確定運動情況 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 再用運動學公式求所求量 運動學量 練習 一木箱質(zhì)量為m 與水平地面間的動摩擦因數(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 Fsinf NVt V0 at 建立直角坐標系 X Y X方向 F合 F1 f Fcos f maY方向 N G F2 G Fsinf NVt V0 at 思路 已知運動情況求受力 應先求出加速度a 再利用牛頓第二定律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 第二步求F合 阻力要對人進行受力分析畫受力圖 第二步求F合 阻力要對人進行受力分析畫受力圖 所以 F合 ma 300Nx軸方向 F合 G1 fy軸方向 F1 G2 0滑雪人所受的阻力f G1 F合 mgsin F合 67 5N 解 根據(jù)運動學公式 x v0t at2得 代入已知量得 a 4m s2對人進行受力分析 建立坐標系 根據(jù)牛頓第二定律F ma 得 mgsin F阻 ma即 F阻 mgsin ma代入數(shù)值得 F阻 67 5N即 滑雪人受到的阻力是67 5N 二 從運動情況確定受力 已知物體運動情況確定受力情況 指的是在運動情況 知道三個運動學量 已知的條件下 要求得出物體所受的力或者相關物理量 如動摩擦因數(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)運動學公式求加速度 再在分析物體受力情況的基礎上 用牛頓第二定律列方程求所求量 力 上題中如果忽略空氣阻力作用 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 一 從受力確定運動情況 二 從運動情況確定受力 動力學的兩類基本問題 加速度a是聯(lián)系力和運動的橋梁 牛頓第二定律公式 F ma 和運動學公式 勻變速直線運動公式v v0 at x v0t at2 2 v2 v02 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 再由運動學公式便可確定物體的運動狀態(tài)及其變化 反過來 由物體的運動狀態(tài)及其變化 用運動學公式可求加速度 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鍵 1 基本思路 加速度a是聯(lián)系力和運動的橋梁 所求量 所求量 動力學問題的求解 2 解題步驟 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 用牛頓第二定律或運動學公式求加速度 4 用運動學公式或牛頓第二定律求所求量 動力學問題的求解 練習1 質(zhì)量為40kg的物體靜止在水平面上 當在400N的水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過16m時 速度為16m s 求物體受到的阻力是多少 答案 80N 練習2 用彈簧秤拉著一個物體在水平面上做勻速運動 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做勻變速運動 測得加速度是0 85m s2 彈簧秤的示數(shù)是2 10N 這個物體的質(zhì)量是多大 答案 m 2kg 練習3 一個木箱沿著一個粗糙的斜面勻加速下滑 初速度是零 經(jīng)過5 0s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10m s2 答案 0 48 練習 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運動項目 一個質(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 求此力的大小 g取10m s2 F 1 5 103N 質(zhì)量為20kg的物體若用20N的水平力牽引它 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