高一物理用牛顿定律解决问题(1).ppt

用牛顿运动定律解决问题(一) 例1.一静止在水平地面上的物体,质量 为2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水 平地面向右运动.物体与地面间的摩擦 力为4.2N.求物体在4s末的速度和4s内 发生的位移. 解析:以该物体为研究对象,其受力情况如图 所示: m/s2=1.1m/s2 由匀变速直线运动公式: v=v0+at=1.14m/s=4.4m/s =8.8m x y F FN G f 建立如图所示直角坐标系 , 在x轴方向上F合=F-f=ma,得加速度: 变式1.一静止在水平地面上的物体,质 量为2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿 水平地面向右做匀加速直线运动,物体 在4s内发生的位移为8.8m.求物体与地 面间的摩擦力及物体与地面间的动摩 擦因数. 解析:物体受力恒定,所以物体做初速为0的匀加 速直线运动,由运动学公式得: =1.1m/s2 根据牛顿第二定律: 分析物体受力得合力为: 所以得: =4.2N 动摩擦因数为: =0.21 F FN G f 由f=FN得: 例1.一静止在水平地 面上的物体,质量为 2kg,在6.4N的水平拉 力作用下沿水平地面 向右运动.物体与地面 间的摩擦力为4.2N.求 物体在4s末的速度和 4s内发生的位移. 变式1.一静止在水平 地面上的物体,质量 为2kg,在6.4N的水平 拉力作用下沿水平 地面向右做匀加速 直线运动,物体在4s 内发生的位移为 8.8m.求物体与地面 间的摩擦力及物体 与地面间的动摩擦 因数. 对比归类:两类问题 解析:以该物体为研究对象,其受力情况如图 所示: m/s2=1.1m/s2 由匀变速直线运动公式: v=v0+at=1.14m/s=4.4m/s =8.8m x y F FN G f 建立如图所示直角坐标系 , 在x轴方向上F合=F-f=ma,得加速度: 从受力确定运动学参量解题步骤： 1.确定研究对象,并对该物体进行受力分析, 画出受力示意图; 2.根据力的合成与分解法,求出物体所受的合 力; 3.根据牛顿第二定律列方程,求出加速度; 4.结合给定的运动学参量,选择运动学公式求 未知量并加以讨论. 从运动确定受力解题步骤： 1.确定研究对象,结合给定的运动学参量,选择 运动学公式求加速度; 2.对研究对象进行受力分析,画出受力示意图; 3.根据力的合成与分解法,表示出物体所受的 合力; 4.根据牛顿第二定律列方程,求出未知力. 变式2.一静止在水平地面上的物体, 质量为2kg,在6N的水平拉力作用下 沿水平地面向右运动(物体与地面间 的摩擦力为4N),4s末撤掉水平拉力. 求撤掉水平拉力后4s内物体发生的 位移. 答案:4m 警示:注意“刹车”陷阱 例2.一滑雪的人,质量m=75kg,以 v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下, 山坡的倾角=300,在t=5s的时间内滑 下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻 力.(g=9.8m/s2) 67.5N 例3.在光滑的水平面上,一质量为0.2kg的 物体在1N的水平拉力作用下由静止开始 做匀加速直线运动,2s后将此力换为相反 方向的1N的力,再过2s将力的方向再反过 来这样力的大小不变,方向每过2s改 变一次,求经过30s物体的位移. v(m/s) t/s 10 24 68 30 150m 一题多解 小结:加速度a-桥梁 分类： 1.已知受力，确定运动情况； 2.已知运动情况，确定受力。 受力 分析 运动 参量 第1类 第2类 先求a 例4.如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始 下滑，经过B点后进入水平面（经过B点前后速度大 小不变）,最后停在C点。每隔0.2秒通过速度传感器 测得物体瞬时速度如下表，求： (1)斜面的倾角；（2）物体与水平面间的动摩擦因 数。(3)0.6s时的速度 t(s) 0.00.20.4 1.21.4 v(m/s ) 0.01.02.0 1.10.7 A B C 解析：（1）物体在光滑斜面做匀加速直线运动， 由前三列数据得： m/s2=5 m/s2 在光滑斜面上运动时重力沿斜面分力产生加速 度，所以a1=gsin，得=300 （2）物体在水平面做匀减速直线运动，由后两列 数据得： m/s2 由a2=g得： 例5.如图所示，直升机沿水平方向匀速飞往水源 取水灭火，悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向 的夹角1=450.直升机取水后飞往火场,加速度沿水 平方向,大小稳定在a=1.5m/s2,悬索与竖直方向的 夹角2=140.如果空气阻力大小不变，且忽略悬索 的质量，试求水箱中水的质量M.（ g=10m/s2;sin140=0.242;cos140=0.970) 12 4500kg 火 场 水 源 vv 例6.固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套 一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力作用下向 上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图 所示,重力加速度g取10m/s2.求:(1)小环的质量 ;(2)细杆与地面的夹角. F t/s o 2 4 6 t/s F/N 5.5 5 o 642 v(m/s) 1 1kg;300 解析:由速度时间图象得:物体在前2s的加速度 a=0.5m/s2;2s后物体做匀速直线运动. 分析小环受力，由牛顿第二定律得小环前2s 有 ：mgsingma 2s后小环受力平衡： mgsing 把.，带入上两式 得：m=1kg, =300 例7.在倾角为的长斜面上有一带风帆的滑块从静止 开始沿斜面下滑,滑块质量为m,它与斜面间动摩擦因 数为,帆受到的空气阻力与滑块下滑的速度大小成 正比,即Ff=kv.(1)写出滑块下滑的加速度的表达式 ;(2)写出滑块下滑的最大速度的表达式;(3)若 m=2kg,g=10m/s2, =300,滑块从静止开始沿斜面下滑 的速度图线如图,图中直线是t=0时速度图线的切线, 由此求出和k的值. v(m/s) t/s 1 1 2 3 234 解析:以滑块为研究对象, 其受力如图所示: mg FN Ff f (1)建立垂直和平行于斜面的 直角坐标系，由牛顿第二定 律得：mgsin -Ff-f=ma, 把f=FN=mgcos, Ff=kv, 带 入上式得： a=gsin -gcos-kv/m (2)分析上式得：随速度增大滑块的加速度减小， 当其加速度为零时，速度最大，所以最大速度为： vmax=mg(sin-cos)/k (3)由速度时间图象得: t=0时,v=0,加速度a=3m/s2； t=4s时,v=m/s,加速度a=， 把v=0,a=3m/s2;v=m/s ,a=分别带入第一 式联立解得k=3; 8.光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块A、 B，质量分别为2kg和8kg，推力FA作用在A 上，拉