用牛頓定律解決問題一

四重五步學(xué)習(xí)法——讓孩子終生受益的好方法PAGE1讓更多的孩子得到更好的教育400-661-6666用牛頓定律解決問題一(運(yùn)動(dòng)和力的求解)一、目標(biāo)與策略明確學(xué)習(xí)目標(biāo)及主要的學(xué)習(xí)方法是提高學(xué)習(xí)效率的首要條件，要做到心中有數(shù)！學(xué)習(xí)目標(biāo)：能根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)求物體受力的情況；能根據(jù)物體的受力情況求運(yùn)動(dòng)學(xué)的物理量；知道物理學(xué)中超重和失重現(xiàn)象的含義；能通過牛頓定律對(duì)超重和失重現(xiàn)象進(jìn)行定量地分析，并能分析和說明一些簡單的相關(guān)問題。重點(diǎn)難點(diǎn)：理解加速度是將運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)聯(lián)系起來的紐帶；要清楚公式的適用條件和表示的物理意義；理解超重和失重現(xiàn)象的含義以及通過牛頓定律對(duì)超重和失重進(jìn)行定量地分析。學(xué)習(xí)策略：對(duì)物體進(jìn)行受力分析及運(yùn)動(dòng)過程分析，然后通過計(jì)算加速度將力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來是解決牛頓定律相關(guān)問題的最基本的方法。二、學(xué)習(xí)與應(yīng)用“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”?？茖W(xué)地預(yù)習(xí)才能使我們上課聽講更有目的性和針對(duì)性。我們要在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真聽講，做到眼睛看、耳朵聽、心里想、手上記。知識(shí)回顧——復(fù)習(xí)知識(shí)回顧——復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)新知識(shí)之前，看看你的知識(shí)貯備過關(guān)了嗎？（一）牛頓第二定律的內(nèi)容是什么？理解此定律需要注意哪些問題？（二）怎樣進(jìn)行物體的受力分析？在受力分析時(shí)需要特別注意哪些問題？知識(shí)要點(diǎn)——預(yù)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)——預(yù)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)認(rèn)真閱讀、理解教材，嘗試把下列知識(shí)要點(diǎn)內(nèi)容補(bǔ)充完整，帶著自己預(yù)習(xí)的疑惑認(rèn)真聽課學(xué)習(xí)。請(qǐng)?jiān)谔摼€部分填寫預(yù)習(xí)內(nèi)容，在實(shí)線部分填寫課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容。課堂筆記或者其它補(bǔ)充填在右欄。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)學(xué)習(xí)網(wǎng)校資源ID：#tbjx4#217985知識(shí)點(diǎn)一：根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況來求力運(yùn)動(dòng)學(xué)有五個(gè)參量、v、t、a、x，這五個(gè)參量只有三個(gè)是獨(dú)立的。運(yùn)動(dòng)學(xué)的解題方法就是“知三求二”。所用的主要公式：=1\*GB3①——此公式不涉及到，不涉及到的題目應(yīng)該優(yōu)先考慮此公式。=2\*GB3②——此公式不涉及到，不涉及到的題目應(yīng)該優(yōu)先考慮此公式。=3\*GB3③——此公式不涉及到，不涉及到的題目應(yīng)該優(yōu)先考慮此公式。=4\*GB3④——此公式不涉及到，不涉及到的題目應(yīng)該優(yōu)先考慮此公式。=5\*GB3⑤——此公式不涉及到，不涉及到的題目應(yīng)該優(yōu)先考慮此公式。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的上述5個(gè)公式求出，再依據(jù)牛頓第二定律，可以求物體所受的合力或者某一個(gè)力。知識(shí)點(diǎn)二：根據(jù)受力來確定運(yùn)動(dòng)情況若已知一物體的受力情況，先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，求出，再利用牛頓第二定律，求出物體的，然后利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤求運(yùn)動(dòng)量（如位移、速度、時(shí)間等），就可以確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。知識(shí)點(diǎn)三：運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟（1）依題意，正確選取并隔離研究。（2）對(duì)研究對(duì)象的情況和情況進(jìn)行分析，畫出受力分析圖和運(yùn)動(dòng)情景圖。（3）選取適當(dāng)坐標(biāo)系，一般以的方向?yàn)檎较颉８鶕?jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式建立方程。（4）統(tǒng)一單位，求解方程組。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、討論。知識(shí)點(diǎn)四：超重和失重（一）超重和失重現(xiàn)象把物體對(duì)支持物的壓力或者對(duì)懸掛物的拉力物體所受重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象，它所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象(如果壓力或拉力為零，稱為)。（二）超重與失重的實(shí)質(zhì)（1）實(shí)重和視重：我們把物體所受重力稱實(shí)重，而把其對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦ΨQ為視重。因?yàn)橹亓κ怯傻厍蛭a(chǎn)生的，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，因而實(shí)重變化，而視重隨物體所處的狀態(tài)而發(fā)生。（2）引起超重和失重現(xiàn)象的原因是，決定著是超重還是失重。即系統(tǒng)的加速度如果是，則產(chǎn)生失重，相反則產(chǎn)生超重。所以在分析超重和失重現(xiàn)象時(shí)，對(duì)的分析是關(guān)鍵。物體向上加速或向下減速時(shí)，物體都處于狀態(tài)；物體向上減速或向下加速時(shí)都處于狀態(tài)。（3）超重和失重的處理。超重和失重是物體運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象，完全屬于應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的問題。經(jīng)典例題——經(jīng)典例題——自主學(xué)習(xí)認(rèn)真分析、解答下列例題，嘗試總結(jié)提升各類型題目的規(guī)律和技巧，然后完成舉一反三。無星號(hào)題目要求同學(xué)們必須掌握，為基礎(chǔ)題型，一個(gè)星號(hào)的題目綜合性稍強(qiáng)。更多拔高題型和分析請(qǐng)到網(wǎng)校學(xué)習(xí)，對(duì)自己有高要求的同學(xué)請(qǐng)學(xué)習(xí)網(wǎng)校資源ID：#tbjx12#217985類型一：根據(jù)受力求物體運(yùn)動(dòng)情況例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)，物體與水平地面間的滑動(dòng)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。思路點(diǎn)撥：根據(jù)牛頓第二定律先求加速度，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來求?？偨Y(jié)升華：

舉一反三【變式】一個(gè)滑雪人從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角θ＝30°，滑雪板與雪地的動(dòng)摩擦因數(shù)0.04，求10s內(nèi)滑下來的路程和10s末的速度大小。（g取10m/s2）總結(jié)升華：

☆例2、如圖所示，傳送帶與地面的傾角θ＝37°，AB之間的長度為L＝16m，傳送帶以速率v＝10m／s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶上A端無初速地放一個(gè)質(zhì)量為m＝0.5kg的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，求物體從A運(yùn)動(dòng)到B需要多少時(shí)間？（g＝10m／s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）思路點(diǎn)撥：開始時(shí)物體的速度小于傳送帶速度，相對(duì)傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，受摩擦力方向沿斜面向下；當(dāng)物體速度加速到大于傳送帶速度時(shí)，相對(duì)傳送帶向下運(yùn)動(dòng)，摩擦力方向沿斜面向上。因此，物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)，分加速度不同的兩個(gè)階段進(jìn)行研究?？偨Y(jié)升華：

舉一反三☆【變式】如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，每根桿上套著一個(gè)小滑環(huán)（圖中未畫出），三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放（初速為0），用t1、t2、t3依次表示滑環(huán)到達(dá)d所用的時(shí)間，則：（）A.t1＜t2＜t3B.t1＞t2＞t3 C.t3＞t1＞t2D.t1＝t2＝t思路點(diǎn)撥：對(duì)具體問題不能單憑想當(dāng)然下結(jié)論，應(yīng)該結(jié)合物理規(guī)律先找出滑環(huán)到達(dá)d所用的時(shí)間的表達(dá)式，然后再作出判斷。類型二：根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定物體受力例3、如圖所示，一個(gè)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，山坡的傾角為θ=30o，在t=5s的時(shí)間內(nèi)滑雪人滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑動(dòng)摩擦力和空氣阻力）。思路點(diǎn)撥：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的物理量，可以先求加速度，然后根據(jù)牛頓第二定律，來求力。總結(jié)升華：

例4、質(zhì)量為200t的機(jī)車從停車場出發(fā)，行駛225m后，速度達(dá)到54km／h，此時(shí)，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)讓機(jī)車進(jìn)站，機(jī)車又行駛了125m才停在站上。設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中阻力不變，求機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受到的牽引力。思路點(diǎn)撥：關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車做的是減速運(yùn)動(dòng)。機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前在牽引力和阻力共同作用下向前加速；關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，機(jī)車只在阻力作用下做減速運(yùn)動(dòng)。因加速階段的初末速度及位移均已知，故可由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速階段的加速度，由牛頓第二定律可求出合力；在減速階段初末速度及位移已知，同理可以求出加速度，由牛頓第二定律可求出阻力，則由兩階段的力可求出牽引力?？偨Y(jié)升華：

類型三：超重和失重例5、升降機(jī)以0．5m/s2的加速度勻加速上升，站在升降機(jī)里壓力秤上的人的質(zhì)量是50kg。問：人對(duì)秤的壓力及秤的示數(shù)分別是多少？思路點(diǎn)撥：超重和失重是指物體具有向上的加速度或向下的加速度，與運(yùn)動(dòng)方向沒有關(guān)系，可應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來解決問題。總結(jié)升華：

舉一反三【變式】某運(yùn)動(dòng)員在地球上能舉起60kg的物體，若他在2m/s2加速上升的電梯中，最多能舉多少千克的物體？例6、如圖所示，在箱內(nèi)傾角為α的固定光滑斜面上用平行于斜面的細(xì)線固定一質(zhì)量為m的木塊。求箱以加速度a勻加速上升，線對(duì)木塊的拉力F1和斜面對(duì)木塊的支持力F2各多大？αα思路點(diǎn)撥：可以對(duì)物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解?？偨Y(jié)升華：

舉一反三【變式】一位質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度為，g為重力加速度，人對(duì)底面的壓力為：（）A.B.2mg C.mgD.☆例7、如圖所示，A為電磁鐵，C為膠木稱盤，A和C（包括支架）的總質(zhì)量為M，B為鐵片，質(zhì)量為m，當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，臺(tái)秤讀數(shù)F：（）A.F=mgB.mg＜F＜(M+m)g C.F=(M+m)gD.F＞(M+m)gBACBAC思路點(diǎn)撥：多個(gè)物體在一起，一般先采用整體法?？偨Y(jié)升華：

舉一反三【變式1】用一根繩吊起金屬小桶，在桶的下部鉆兩個(gè)小孔A、B，當(dāng)桶內(nèi)盛滿水時(shí)，水從A、B孔噴出。當(dāng)剪斷繩，讓小桶自由下落，如果空氣阻力可以忽略，則在下落過程中：（）A.水繼續(xù)以相同速度噴出 B.水將不再從小孔中噴出C.水將以更大速度噴出 D.水將以較小速度噴出總結(jié)升華：

【變式2】（2011上海單科）如圖，在水平面上的箱子內(nèi)，帶異種電荷的小球a，b用絕緣細(xì)線分別系于上、下兩邊，處于靜止?fàn)顟B(tài)。地面受到的壓力為Ｎ，球b所受細(xì)線的拉力為F。剪斷連接球b的細(xì)線后，在球b上升過程中地面受到的壓力（）

A．小于ＮB．等于ＮC．等于Ｎ+FD．大于Ｎ+F類型四：探究園地例8、一個(gè)人站在體重計(jì)的測盤上，在人下蹲的過程中，指針示數(shù)變化應(yīng)是：（）A.先減小，后還原 B.先增加，后還原C.始終不變 D.先減小，后增加，再還原☆☆例9、在光滑的水平軌道上有兩個(gè)半徑都是r的小球A和B，質(zhì)量分別為m和2m，當(dāng)兩球心的距離大于（比2r大得多）時(shí)，兩球之間無相互作用力，當(dāng)兩球心間的距離等于或小于時(shí)，兩球之間存在相互作用的恒定斥力F，設(shè)A球從遠(yuǎn)離B球處以速度v0沿兩球心連線向原來靜止的B球運(yùn)動(dòng)。如圖所示。欲使兩球不發(fā)生接觸，v0必須滿足什么條件？思路點(diǎn)撥：兩球不相接觸的條件是速度相同時(shí)兩球心間的距離。對(duì)兩球運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析：當(dāng)球心距離小于后，A球受到斥力而做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，B球受到斥力而做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生A追B的情形。開始階段A球的速度大于B球速度，球間距離在減小，當(dāng)B球速度大于A球速度時(shí)兩球間的距離就會(huì)增大，所以兩球的速度相等時(shí)兩球間的距離d達(dá)到最小。不相撞的條件是這個(gè)最小距離d要大于2r。根據(jù)時(shí)空關(guān)系可解決此題?？偨Y(jié)升華：

三、總結(jié)與測評(píng)要想學(xué)習(xí)成績好，總結(jié)測評(píng)少不了！課后復(fù)習(xí)是學(xué)習(xí)不可或缺的環(huán)節(jié)，它可以幫助我們鞏固學(xué)習(xí)效果，彌補(bǔ)知識(shí)缺漏，提高學(xué)習(xí)能力。總結(jié)規(guī)律和方法——強(qiáng)化所學(xué)總結(jié)規(guī)律和方法——強(qiáng)化所學(xué)認(rèn)真回顧總結(jié)本部分內(nèi)容的規(guī)律和方法，把下列內(nèi)容補(bǔ)充完整，熟練掌握技能技巧。相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)學(xué)習(xí)網(wǎng)校資源ID：#tbjx11#217985（一）不管是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定受力還是根據(jù)受力分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，都必須求出物體的。力力受力分析牛頓第二定律運(yùn)動(dòng)學(xué)公式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（二）要注意運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的適用條件，前面我們講述到的5個(gè)式子都適用于運(yùn)動(dòng)。（三）注意勻減速直線運(yùn)動(dòng)中剎車問題（應(yīng)清楚剎車所用的時(shí)間）、加速度的問題（若規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?，減速運(yùn)動(dòng)中的加速度應(yīng)帶值）。（四）牛頓第二定律中的F是指物體所受的力，要理解矢量性、瞬時(shí)性、同一性。（五）超重和失重過程中，物體的重力變化，只不過顯示的示數(shù)變大變小。（六）超重和失重的本質(zhì)超重和失重的本質(zhì)是：當(dāng)物體具有的加速度，物體就處于超重狀態(tài)；當(dāng)物體具有的加速度，物體就處于失重狀態(tài)，與物體運(yùn)動(dòng)的方向關(guān)。成果測評(píng)現(xiàn)在來檢測