新人教版必修1：46《用牛頓運動定律解決問題（一）》課件

1、一、牛頓第二定律一、牛頓第二定律1、內(nèi)容：、內(nèi)容：物體的加速度跟所受合力物體的加速度跟所受合力成正比成正比,跟物體質(zhì)量成反比跟物體質(zhì)量成反比; 加速度方向跟合力方向相同。加速度方向跟合力方向相同。復習：復習：2、公式、公式: F=ma注意：注意：（1）同時性）同時性 （2）同向性）同向性二、運動學公式二、運動學公式速度公式速度公式 ：v = vo+at位移公式：位移公式：x= vot +at2 /2導出公式：導出公式：vt 2 vo 2 =2ax例例1.一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是一個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動，物體與水的水平拉力作用

2、下沿水平面向右運動，物體與水平地面間的滑動摩擦力為平地面間的滑動摩擦力為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。問題：問題：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方向相同方向相同3.物體的運動情況中已知哪些量？要求末速度和位移，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？還差什么量？已知初速度已知初速度VO和時間和時間t

3、，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，利用合力來求加速度。，利用合力來求加速度。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

4、用運動學公式求解。最后用運動學公式求解。例例1.一個靜止在水平地面上的物體一個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動。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摩擦因數(shù)為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？其他條件不變。其結(jié)果如何？GFNfO一、一、 從受力確定運動情況從受力確定運動情況 已知物體受力情況確定運動情況，指已知物體受力情況確定運動情況，指的是在受力情況已

5、知的條件下，要求判斷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、位出物體的運動狀態(tài)或求出物體的速度、位移等。移等。 處理這類問題的基本思路是：先分處理這類問題的基本思路是：先分析物體受力情況析物體受力情況求合力求合力，據(jù)牛頓第二定律，據(jù)牛頓第二定律求加速度求加速度，再用運動學公式，再用運動學公式求所求量求所求量( (運運動學量動學量) )。 練習：練習：一木箱質(zhì)量為一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動摩擦，與水平地面間的動摩擦因數(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)過推木箱，求經(jīng)過t秒時木箱的速度。秒時木箱的速度。水平

6、 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建立直角坐標系建立直角坐標系XYX方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at思路：已知運動情況求受力。應先求出加速度思路：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因為V0=2m/s，s=60m，t=5s據(jù)公式求得a = 4m/s2例例2.一個滑雪的人，質(zhì)

7、量一個滑雪的人，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的時間內(nèi)滑下的路程的時間內(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第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要對人進行受力分析畫受力圖，人)30ofGG1G2yxa第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要對人進行受力分析畫受力圖要對人進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

8、：軸方向：F1G2=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 =67.5N解：解： 根據(jù)運動學公式：根據(jù)運動學公式：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 對人進行受力分析，建立坐標系，對人進行受力分析，建立坐標系， 根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律F 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 a

9、2（xv0t）t2二、從運動情況確定受力二、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(guān)物理量下，要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量（如動摩擦因數(shù)等）。（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)運動學公式的運動情況，據(jù)運動學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

10、) )。 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摩擦因數(shù)多大雪板與雪面間動摩擦因數(shù)多大?如果坡長只有如果坡長只有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？滑雪者在水平面上還能滑多遠？如果下坡后立即滑上一個如果下坡后立即滑上一個300的斜坡的斜坡 。請問滑雪者最高能上升多高？請問滑雪者最高能上升多高？更上一層更上一層：一、一、 從受力確定運動情況從受力確定運動情況二、從運動情況確定受力二、從運動情況確定受力 加速度加速度a是聯(lián)系力和運動的橋梁是聯(lián)系力和運動的橋梁 牛頓第二定律公式牛頓第二定律公式(F=ma)和運動學公式和運動學公式

11、(勻變速勻變速直線運動公式直線運動公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v02=2ax等等)中，中，均包含有一個共同的物理量均包含有一個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。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

12、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。運動的橋梁。求加速度是解決有關(guān)力和運動問題的求加速度是解決有關(guān)力和運動問題的基本思路，基本思路，正確的正確的受力分析受力分析和和運動過程分析運動過程分析則是解則是解決問題的決問題的關(guān)鍵。關(guān)鍵。 從受力確定運動從受力確定運動從運動確定受力從運動確定受力 1.基本思路基本思路:加速度加速度a是聯(lián)系力和運動的橋梁是聯(lián)系力和運動的橋梁所求量所求量所求量所求量2.解題步驟：解題步驟： (1)確定確定研究研究對象對象；(2)分析受力分析受力情況情況和運動和運動情況，情況， 畫示意圖畫示意圖(受力和運動過程受力和運動過程)；(3)用牛頓第二定律或運動學公

13、式用牛頓第二定律或運動學公式 求加速度求加速度； (4)用運動學公式或牛頓第二定律用運動學公式或牛頓第二定律 求所求量求所求量。質(zhì)量為質(zhì)量為40kg的物體靜止在水的物體靜止在水平面上平面上, 當在當在400N的水平拉力作用下由的水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過靜止開始經(jīng)過16m時時, 速度為速度為16 m/s, 求求物體受到的阻力是多少物體受到的阻力是多少?F80N用彈簧秤拉著一個物體在水平面用彈簧秤拉著一個物體在水平面上做勻速運動上做勻速運動, 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物體在水平面上做勻變用彈簧秤拉著這個物體在水平面上做勻變速運動速運動, 測得加速度是測

14、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。這個物體的質(zhì)量是多大。這個物體的質(zhì)量是多大? m=2 kg一個木箱沿著一個粗糙的斜面一個木箱沿著一個粗糙的斜面勻加速下滑，勻加速下滑， 初速度是零，經(jīng)過初速度是零，經(jīng)過5.0 s的時的時間間, 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摩擦因數(shù)。求木箱和粗糙斜面間的動摩擦因數(shù)。(g取取10 m/s2)=0.48練習：練習： 蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦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，跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目，一個質(zhì)量為一個質(zhì)

15、量為60kg的運動員，從離水平網(wǎng)面的運動員，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。已知運動員與高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為網(wǎng)接觸的時間為1.2，若把在這段時間內(nèi)，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，求此網(wǎng)對運動員的作用力當作恒力處理，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。求：剛好能在水平面上勻速前進。求：（1）若改用）若改用50N拉力沿與水平方向成拉力沿與水

16、平方向成37的夾角的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進前進2.3m時，它的速度多大？時，它的速度多大？（2）在前進）在前進2.3m時撤去拉力，又經(jīng)過時撤去拉力，又經(jīng)過3s鐘，物鐘，物體的速度多大？體的速度多大？（3）物體總共通過多大位移？（）物體總共通過多大位移？（g取取10m/s2）（1）2.3ms （2）0 （3）4.95m練習：練習：解題過程解題過程NGFf解解:對對物體物體,受力分析如圖受力分析如圖.建立建立如圖所示坐標系如圖所示坐標系.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vt=at，得，得vt =1.14m/s=4.4m/s由由s= at2，得，得 s= 1.142=8.8m1212例例2.一個滑雪的人，質(zhì)量一個滑雪的人，質(zhì)量m=75kg，以，以v0=2m/s的初速度沿山坡的初速度沿山坡勻加速勻