高中物理 第4章 用牛顿运动定律解决问题课件1 新人教版必修1.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 牛顿运动定律 第四章 1 1 1集合的概念 6 用牛顿运动定律解决问题 一 第四章 1 1 1集合的概念 运动与力总是息息相关 从物体的受力出发 可以了解物体的运动情况 从运动情况可以分析受力情况 1 1 牛顿第二定律确定了 和 的关系 使我们能够把物体的运动情况和 联系起来 2 如果已知物体的受力情况 可由牛顿第二定律求出物体的 再通过运动学的规律就可以确定物体的 从受力情况确定运动情况 运动 力 受力情况 加速度 运动情况 2 若已经知道物体的运动情况 根据运动学公式求出物体的 于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的 这是力学所要解决的又一方面的问题 从运动情况确定受力情况 加速度 外力 二 从受力确定运动情况1 分析思路 1 确定研究对象 对研究对象进行受力分析 并画出物体的受力分析图 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 求出所需的物理量 任意时刻的速度 任意时间内的位移 以及运动轨迹等 在冬季滑冰比赛中 假设滑冰运动员的总质量为55kg 滑冰运动员左右脚交替蹬冰滑行 左右脚向后蹬冰的力都是110n 每次蹬冰时间1s 左右脚交替时 中间有0 5s的时间不蹬冰 忽略运动员滑行中受到的阻力 设运动员由静止开始直线滑行 求15s末运动员的速度 1 答案 20m s 三 从运动情况确定受力1 分析思路 1 根据物体的运动情况 利用运动学公式求出物体的加速度 2 根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力 3 结合受力分析 从而求出未知的力或与力相关的某些物理量 对物体进行受力分析时要善于结合物体的运动状态来确定某个力的有无及其方向 比如弹力 摩擦力是否存在与物体的运动情况有关 因此要结合物体的运动状态利用假设法去分析 如图所示 中国选手何雯娜在北京奥运会女子蹦床项目的比赛中摘取金牌 已知何雯娜的体重为49kg 设她从3 2m高处自由下落后与蹦床的作用时间为1 2s 离开蹦床后上升的高度为5m 试求她对蹦床的平均作用力 g取10m s2 答案 1225n方向竖直向上 2 四 用牛顿定律解题应注意的问题 1 要注意研究对象的选取 在解决问题时 可以用 隔离法 对某个物体进行研究 也可以用 整体法 对系统一起研究 2 注意 内力 与 外力 的区别 内力不会改变物体系的运动状态 3 注意物体所受的合外力f与物体运动加速度a的瞬时对应关系 所以我们分析问题时要特别注意物体所受的力在运动过程中是否发生变化 4 注意牛顿第二定律中的加速度a是对惯性参考系的 一般我们以地球作为惯性参考系 5 注意f合 ma是矢量式 所以在应用时 要选择正方向 一般我们选择合外力的方向即加速度的方向为正方向 如图所示 有一质量m 1kg的物体 以初速度v 6m s从a点开始沿水平面向右滑行 物块运动中始终受到大小为2n 方向水平向左的力f作用 已知物块与水平面间的动摩擦因数 0 1 求 取g 10m s2 1 已知物体的受力情况分析物体的运动情况 1 1 物块向右运动时所受摩擦力的大小和方向 2 物块向右运动到最远处的位移大小 3 物块经过多少时间回到出发点a 结果保留两位有效数字 解题思路 向右滑行 受到向左的力 物体先减速向右运动 后加速向左运动 受力及运动情境图 答案 1 1n水平向左 2 6m 3 5 5s 如图所示 一儿童玩具静止在水平地面上 一个幼儿沿与水平面成53 角的恒力拉着它沿水平面运动 已知拉力f 4 0n 玩具的质量m 0 5kg 经过时间t 2 0s 玩具移动了距离x 4 8m 这时幼儿松开手 玩具又滑行了一段距离后停下 1 1 全过程玩具的最大速度是多大 2 松开手后玩具还能运动多远 取g 10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 答案 1 4 8m s 2 1 7m 一位滑雪者如果以v0 20m s的初速度沿直线冲上一倾角为30 的山坡 从冲坡开始计时 至3 8s末 雪橇速度变为零 如果雪橇与人的质量为m 80kg 求滑雪人受到的阻力是多少 g取10m s2 解析 可先分析滑雪人在斜坡上的运动情况 初速度为20m s 末速度为零 运动时间为3 8s 则根据匀变速直线运动的公式 可以求得加速度a 再根据牛顿第二定律 由已知的加速度a 求出物体受到的阻力 2 已知物体的运动情况分析物体的受力情况 2 如下图建立坐标 以v0方向为x轴的正方向 并将重力进行分解 g1 gsin30 g2 gcos30 又因为g1 mgsin30 所以f3 80 10 n 80 5 26 n 400n 420 8n 20 8n 方向沿斜面向下 答案 20 8n点评 要明确人的重力的下滑分力与阻力的合力产生了加速度 2 1 a鱼 入水瞬间的速度va1 2 a鱼 在水中运动时所受阻力fa 3 a鱼 与 b鱼 在水中运动时所受阻力之比fa fb 山东曲阜师大附中2013 2014学年高一上学期期末 在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动 如图所示 人坐在滑板上从斜坡的高处a点由静止开始下滑 滑到斜坡底部b点后沿水平滑道再滑行一段距离到c点停下来 斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的 滑板与两滑道间的动摩擦因数均为 0 5 不计空气阻力 重力加速度g 10m s2 斜坡倾角 37 sin37 0 6 cos37 0 8 3 探究 应用 3 1 若人和滑板的总质量为m 60kg 求人在斜坡上下滑时的加速度大小 2 若由于受到场地的限制 a点到c点的水平距离为s 50m 为确保人身安全 假如你是设计师 你认为在设计斜坡滑道时 对高度h应有