用牛顿运动定律解决问题(一)课件(人教必修一).ppt

第六节 用牛顿运动定律解决问题(一),学习目标：1.进一步学习分析物体的受力情况，达到能结合物体的运动情况进行受力分析 2掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法 3会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题,重点难点：1.能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析 2用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.,一、从受力确定运动情况 如果已知物体的受力情况，可以由_求出物体的_，再通过_的规律就可以确定物体的运动情况.,牛顿第二定律,加速度,运动学,二、从运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况，根据_求出物体的加速度，再根据_确定物体所受的力 说明：(1)牛顿第二定律是力与运动学联系的桥梁，因此是动力学的核心定律 (2)在动力学的两类问题中,都涉及到加速度，因此加速度是解决动力学问题的关键点,运动学公式,牛顿第二定律,要点1 由物体的受力情况确定运动情况,2解题步骤 (1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图 (2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向) (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度 (4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等,特别提醒：(1)正确的受力分析是解答本类题目的关键 (2)若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简便一些；若物体受三个或三个以上力作用时,要正确应用正交分解法求加速度 (3)物体做直线运动时，合外力的方向一定在物体运动方向的直线上,物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)求： (1)物体沿斜面上滑的最大位移； (2)物体再滑到斜面底端时的速度大小 【思路点拨】 (1)物体上滑的加速度与下滑的加速度不等，要分别求解 (2)上滑位移与下滑位移大小相等,【精讲精析】 设物体的质量为m. (1)物体上滑时受力分析如图461甲所示，垂直斜面方向：FNmgcos37 平行斜面方向：Fmgsin37ma1 又FFN 由以上各式解得物体上滑时的加速度大小 a1gsin37gcos378 m/s2,图461,【题后反思】 物体在光滑斜面上上滑和下滑加速度相同，物体做匀变速运动在粗糙斜面上上滑和下滑时，加速度不等，要分段处理,要点2 由物体的运动情况确定受力情况,2解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析,并画出受力图和运动草图 (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度 (3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力 (4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力,特别提醒：(1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向,不能将速度的方向和加速度的方向混淆 (2)题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力,均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力,一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m2103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求： (1)关闭发动机时汽车的速度大小； (2)汽车运动过程中所受到的阻力大小； (3)汽车牵引力的大小,【答案】 (1)4 m/s (2)4103 N (3)6103 N,【方法总结】 解决动力学问题时，受力分析是关键,对物体运动情况的分析同样重要,特别是对运动过程较复杂的问题分析时，一定要弄清楚整个过程中物体的加速度是否相同，若不同，必须分阶段处理，加速度改变时的速度是前后过程联系的桥梁分析受力时,要注意前后过程中哪些力发生了变化,哪些力没发生变化,一质量m2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算 机作出了小物块上滑过程 的vt图线，如图462 所示(取sin370.6， cos370.8，g10 m/s2)求：,图462,(1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小； (2)小物块与斜面间的动摩擦因数,(2)对物体受力分析，物体受重力、支持力、摩擦力F作用 沿斜面方向：mgsin37Fma 垂直斜面方向：mgcos37FN，又FFN 联立以上三式得：agsin37gcos37， 代入数据得：0.25. 答案：(1)8 m/s2 (2)0.25,传送带问题的求解 传送带是实际生活中经常遇到的一类运输工具，是动力学中一个重要的物理模型，也是高考的热点之一传送带问题具有过程复杂、隐含条件多等特点处理传送带问题的关键是确定物体的运动性质,1水平传送带问题 物体在水平传送带上的运动性质可能是(如图463所示)：,图463,经典案例1 (12分)如图464所示，水平传送带长L16 m，始终以v4 m/s的速度运动,现将一个小物体从传送带的左端由静止释放,已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2，求物体从左端运动到右端所需的时间,图464,【思路点拨】 首先对物体进行受力分析,求出合力，再根据牛顿第二定律求出加速度，最后由运动学公式求出时间 【解题样板】 在物体相对于传送带向左运动时，物体受到的合力等于摩擦力，该力产生了物体的加速度，所以mgma，ag0.210 m/s22 m/s2.(2分),【答案】 5 s,经典案例2 (12分)如图465所示，传送带与地面倾角37，AB长为16 m，传送带以10 m/s