用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題(一)》

1、第5節(jié)：用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題(一）知識(shí)必備知識(shí)必備知識(shí)點(diǎn)一牛頓第二定律內(nèi)容：知識(shí)點(diǎn)一牛頓第二定律內(nèi)容：牛頓第二定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：加速度的大小牛頓第二定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：加速度的大小與物體與物體_的大小成正比，與物體的的大小成正比，與物體的_成反比；成反比；加速度的方向與物體加速度的方向與物體_的方向相同的方向相同受到的合力受到的合力質(zhì)量二、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式速度公式 ：v = vo+at位移公式：x= vot +at2 /2導(dǎo)出公式：vt 2 vo 2 =2ax知識(shí)點(diǎn)二兩類基本問題知識(shí)點(diǎn)二兩類基本問題1 1根據(jù)受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況根據(jù)受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況如果已知物體的受力情況，則可由牛

2、頓第二定律求如果已知物體的受力情況，則可由牛頓第二定律求出物體的出物體的_，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律就可以確定物體的，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律就可以確定物體的_情況情況2 2根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的體的_，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的的_，結(jié)合受力分析可求解物體受到的，結(jié)合受力分析可求解物體受到的_運(yùn)動(dòng)加速度加速度合力各個(gè)力例例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

3、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?。捍笮。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(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

4、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=? =? 4.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，最后用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。最后用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。解：物體受力如圖解：物體受力如圖由圖知：由圖知：F合合=Ff=ma a= 2/1 . 122 . 44 . 6smmfFsmatvvt/4 . 441 . 100mattvs

5、8 . 841 . 121212204s末的速度末的速度4s內(nèi)的位移內(nèi)的位移GFNfO思路：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力。應(yīng)先求出加速度思路：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：解：第一步求第一步求a因?yàn)橐驗(yàn)閂0=2m/s，s=60m，t=5s據(jù)公式據(jù)公式求得求得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 =

6、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 人人)30ofGG1G2yxa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，人人)30ofGG1G2yxa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：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(yùn)動(dòng)學(xué)公式：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：x xv v0 0t t

7、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 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(dāng)在當(dāng)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(shí)時(shí), 速度

8、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(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)過初速度是零，經(jīng)過5.0 s的時(shí)的時(shí)間間, 滑下的路程是滑下的路

9、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)

10、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，求此力的大小（力的大?。╣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的水平力牽引的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：（1）若改用）若改用50N拉力沿與水平方向成拉力沿與水平方向成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(jìn)前進(jìn)2.3m時(shí)，它的速度多大？時(shí)，它的速度多大？（2）在前進(jìn)）在前進(jìn)2.3m時(shí)撤去拉力，又經(jīng)過時(shí)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

11、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(xí)：練習(xí)：解題過程解題過程N(yùn)GFf解解:對(duì)對(duì)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(biāo)系如圖所示坐標(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(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的初速度沿山坡的初速度沿山坡勻加速勻加速滑滑下，山坡傾斜角下，山坡傾斜角=300，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s=60m，求滑雪人受，求滑雪人受到的到的阻力阻力（包括滑動(dòng)摩擦力和空