河北省迁安一中高中物理 用牛顿定律解决问题（一）课件 新人教版必修1.ppt

用牛顿定律解决问题 一 例题1一个静止在水平地面上的物体 质量是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是4 2n 求物体在4s末的速度和4s内的位移 问 l 本题研究对象是谁 它共受几个力的作用 物体所受的合力沿什么方向 大小是多少 2 本题要求计算位移和速度 而我们只会解决匀变速运动问题 这个物体的运动是匀变速运动吗 依据是什么 3 fn和g在竖直方向上 它们有什么关系 例2 一个滑雪的人质量是75kg 以v0 2m s的初速度沿山坡匀加速滑下 山坡的倾角 30 在t 5s的时间内滑下的路程x 60m 求滑雪人受到的阻力 包括摩擦和空气阻力 问 本题属于那类力学问题 人共受几个力的作用 各力方向如何 它们之中哪个力是待求量 哪个力实际上是己知的 待求力是谁 物体所受的合力沿什么方向 解 对人进行受力分析 建立坐标系 把重力进行正交分解得 gx mgsin gy mgcos 根据运动学规律 x v0t at2得 代入已知量的数值得 a 4m s2根据牛顿第二定律f ma 即gx f阻 ma得 f阻 gx ma mgsin ma代入数值得 f阻 67 5n即 滑雪人受到的阻力是67 5n 对比 相同之处 都要进行受力分析 状态分析 都要应用牛顿第二定律和运动学规律不同之处 例题1先根据受力情况确定合外力 后根据牛顿定律确定加速度 从而确定运动情况 例题2是根据运动情况确定加速度 后根据牛顿定律确定合外力 从而确定受力情况 两类问题 1 已知物体的受力情况 确定物体的运动情况 2 已知物体的运动情况 确定物体的受力情况 图表 受力情况f1 f2 运动情况v0 s f合 a 力的合成与分解 牛顿第二定律 运动学公式 小结 l 两题都需画受力图 都要利用牛顿第二定律和运动学公式 画受力图是重要的解题步骤 不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度 而例2先用运动学公式求加速度 2 例2中物体受力方向较为复杂 建立平面直角坐标系后 就可以用g1和g2代替g 使解题方便 一斜面ab长为10 倾角为 一质量为 kg的小物体 大小不计 从斜面顶端a点由静止开始下滑 如图所示 取10m s2 1 若斜面与物体间的动摩擦因数为0 5 求小物体下滑到斜面底端b点时的速度及所用时间 2 若给小物体一个沿斜面向下的初速度 恰能沿斜面匀速下滑 则小物体与斜面间的动摩擦因数 是多少 图2 a g 1 以小物体为研究对象 其受力情况如图所示 建立直角坐标系 小物体沿斜面即 轴方向加速运动 设加速度为ax 则ax 物体在 轴方向没有发生位移 没有加速度则ay 解析 fn x y 由牛顿第二定律得 解析 把重力 沿 轴和 轴方向分解 又 所以 设小物体下滑到斜面底端时的速度为 所用时间为 小物体由静止开始匀加速下滑 则 由 由 得 得 解析 2 小物体沿斜面匀速下滑时 处于平衡状态 其加速度 则在图示的直角坐标系中 所以 又 所以 小物体与斜面间的动摩擦因数 由牛顿第二定律得 解析 若给物体一定的初速度 当 tg 时 物体沿斜面匀速下滑 当 tg mgcos mgsin 时 物体沿斜面减速下滑 当 tg mgcos mgsin 时 物体沿斜面加速下滑 小结 例3 如图所示 质量m 4kg的物体 静止于水平面上 它受到一个水平拉力为f 10n的作用 拉力作用一段时间t后撤去 物体继续滑行到达b点速度恰好为零 已知ab两点距离为s 10m 物体与水平面间动摩擦因数 0 2 求拉力f作用的时间t是多少 bd 例5 如图所示 小车内的地面是光滑的 左下角放一个均匀小球 右壁上挂一个相同的球 两个球的质量均为4kg 悬挂线与右壁成37 角 小车向右加速前进 求 当右壁对a球的压力为零时 左壁对b球的压力为多大 g取10m s2 例6 如图所示的传递带装置 a b两皮带轮的轮心间距离为1 5m 皮带以速度2m s作匀速运动 现将一小物体c轻轻放到传送带的a端 已知物体与传送带间的动摩擦因数为0 2 那么需要多长时间物体c才能到达b端 1 一个物体放在光滑水平面上 初速为零 先对物体施加一向东的恒力f 历时1秒 随即把此力改变为向西 大小不变 历时1秒钟 接着又把此力改为向东 大小不变 历时1秒钟 如此反复只改变力的方向 共历时1分钟 在此1分钟内a 物体时而向东运动 时而向西运动 在1分钟末静止于初始位置之东b 物体时而向东运动 时而向西运动 在1分钟末静止于初始位置c 物体时而向东运动 时而向西运动 在1分钟末继续向东运动d 物体一直向东运动 从不向西运动 在1分钟末静止于初始位置之东 巩固练习 根据两个练习的解题过程 以及我们对应用牛顿运动定律解题方法的分析 请同学们总结出应用牛顿定律解决问题的一般步骤 1 确定研究对象 2 对研究对象进行受力分析与状态分析 建立正确的物理情景 3 选取正方向 建立坐标系 根据牛顿