高中物理：4.6《用牛頓定律解決問(wèn)題（一）》課件（4）（新人教必修1）

1、2021/8/11 星期三1用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題(一)2021/8/11 星期三2例1.一靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量為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為4.2N.求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移.2021/8/11 星期三3解析:以該物體為研究對(duì)象,其受力情況如圖所示:m/s2=1.1m/s2由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式:v=v0+at=1.14m/s=4.4m/s=8.8mxyFFNGf建立如圖所示直角坐標(biāo)系,在x軸方向上F合=F-f=ma,得加速度:2021/8/11 星期三4變式1.一靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量為2kg,在6.4N的水平拉力作

2、用下沿水平地面向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),物體在4s內(nèi)發(fā)生的位移為8.8m.求物體與地面間的摩擦力及物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù).2021/8/11 星期三5解析:物體受力恒定,所以物體做初速為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:=1.1m/s2根據(jù)牛頓第二定律:分析物體受力得合力為:所以得:=4.2N動(dòng)摩擦因數(shù)為:=0.21FFNGf由f=FN得:2021/8/11 星期三6例1.一靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量為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為4.2N.求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移.變式1.一靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量為2kg,在6.4N的水平拉

3、力作用下沿水平地面向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),物體在4s內(nèi)發(fā)生的位移為8.8m.求物體與地面間的摩擦力及物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù).對(duì)比歸類(lèi):兩類(lèi)問(wèn)題2021/8/11 星期三7解析:以該物體為研究對(duì)象,其受力情況如圖所示:m/s2=1.1m/s2由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式:v=v0+at=1.14m/s=4.4m/s=8.8mxyFFNGf建立如圖所示直角坐標(biāo)系,在x軸方向上F合=F-f=ma,得加速度:2021/8/11 星期三8從受力確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參量解題步驟：1.確定研究對(duì)象,并對(duì)該物體進(jìn)行受力分析,畫(huà)出受力示意圖;2.根據(jù)力的合成與分解法,求出物體所受的合力;3.根據(jù)牛頓第二定律列方程,求出加速度;4

4、.結(jié)合給定的運(yùn)動(dòng)學(xué)參量,選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求未知量并加以討論.2021/8/11 星期三9從運(yùn)動(dòng)確定受力解題步驟：1.確定研究對(duì)象,結(jié)合給定的運(yùn)動(dòng)學(xué)參量,選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度;2.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,畫(huà)出受力示意圖;3.根據(jù)力的合成與分解法,表示出物體所受的合力;4.根據(jù)牛頓第二定律列方程,求出未知力.2021/8/11 星期三10變式2.一靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量為2kg,在6N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為4N),4s末撤掉水平拉力.求撤掉水平拉力后4s內(nèi)物體發(fā)生的位移.答案:4m警示:注意“剎車(chē)”陷阱2021/8/11 星期三11例2.一滑雪的人,質(zhì)量m

5、=75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡的傾角=300,在t=5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力.(g=9.8m/s2)67.5N2021/8/11 星期三12例3.在光滑的水平面上,一質(zhì)量為0.2kg的物體在1N的水平拉力作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),2s后將此力換為相反方向的1N的力,再過(guò)2s將力的方向再反過(guò)來(lái)這樣力的大小不變,方向每過(guò)2s改變一次,求經(jīng)過(guò)30s物體的位移.v(m/s)t/s10246830150m一題多解2021/8/11 星期三13小結(jié):加速度a-橋梁分類(lèi)：1.已知受力，確定運(yùn)動(dòng)情況；2.已知運(yùn)動(dòng)情況，確定受力。受力分析運(yùn)動(dòng)參量第

6、1類(lèi)第2類(lèi)先求a2021/8/11 星期三14例4.如圖所示，物體從光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后進(jìn)入水平面（經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速度大小不變）,最后停在C點(diǎn)。每隔0.2秒通過(guò)速度傳感器測(cè)得物體瞬時(shí)速度如下表，求：(1)斜面的傾角；（2）物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(3)0.6s時(shí)的速度t(s)0.00.20.41.21.4v(m/s)0.01.02.01.10.7ABC2021/8/11 星期三15解析：（1）物體在光滑斜面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由前三列數(shù)據(jù)得：m/s2=5 m/s2在光滑斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)重力沿斜面分力產(chǎn)生加速度，所以a1=gsin，得=300（2）物體在水平面做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，

7、由后兩列數(shù)據(jù)得：m/s2由a2=g得：2021/8/11 星期三16 例5.如圖所示，直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m=500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角1=450.直升機(jī)取水后飛往火場(chǎng),加速度沿水平方向,大小穩(wěn)定在a=1.5m/s2,懸索與豎直方向的夾角2=140.如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質(zhì)量，試求水箱中水的質(zhì)量M.（g=10m/s2;sin140=0.242;cos140=0.970)124500kg火場(chǎng)水源vv2021/8/11 星期三17例6.固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角,在桿上套一個(gè)光滑小環(huán),小環(huán)在沿桿方向的推力作用下向上運(yùn)動(dòng),推力F與小環(huán)速度v隨時(shí)間變化規(guī)

8、律如圖所示,重力加速度g取10m/s2.求:(1)小環(huán)的質(zhì)量;(2)細(xì)桿與地面的夾角.Ft/so246t/sF/N5.55o642v(m/s)11kg;3002021/8/11 星期三18解析:由速度時(shí)間圖象得:物體在前2s的加速度a=0.5m/s2;2s后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng).分析小環(huán)受力，由牛頓第二定律得小環(huán)前2s有 ：mgsingma2s后小環(huán)受力平衡： mgsing把.，帶入上兩式得：m=1kg, =3002021/8/11 星期三19例7.在傾角為的長(zhǎng)斜面上有一帶風(fēng)帆的滑塊從靜止開(kāi)始沿斜面下滑,滑塊質(zhì)量為m,它與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為,帆受到的空氣阻力與滑塊下滑的速度大小成正比,即Ff=k

9、v.(1)寫(xiě)出滑塊下滑的加速度的表達(dá)式;(2)寫(xiě)出滑塊下滑的最大速度的表達(dá)式;(3)若m=2kg,g=10m/s2, =300,滑塊從靜止開(kāi)始沿斜面下滑的速度圖線如圖,圖中直線是t=0時(shí)速度圖線的切線,由此求出和k的值.v(m/s)t/s11232342021/8/11 星期三20解析:以滑塊為研究對(duì)象, 其受力如圖所示:mgFNFff(1)建立垂直和平行于斜面的直角坐標(biāo)系，由牛頓第二定律得：mgsin -Ff-f=ma,把f=FN=mgcos, Ff=kv, 帶入上式得：a=gsin -gcos-kv/m(2)分析上式得：隨速度增大滑塊的加速度減小，當(dāng)其加速度為零時(shí)，速度最大，所以最大速度為：vmax=mg(sin-cos)/k2021/8/11 星期三21(3)由速度時(shí)間圖象得:t=0時(shí),v=0,加速度a=3m/s2；t=4s時(shí),v=m/s,加速度a=，把v=0,a=3m/s2;v=m/s ,a=分別帶入第一式聯(lián)立解得k=3;2021/8/11 星期三228.光滑水平面上放置緊靠在一起的兩木塊A、B，質(zhì)量分別為2kg和8kg，推力FA作用在A上，拉力