东方骄子高中物理 4.6用牛顿运动定律解决问题（一）课件 新人教版必修1.ppt

第6节用牛顿运动定律解决问题 一 同步导学方案 课后强化演练 要点一从物体的受力确定运动情况1 对物体受力分析的三个判断依据 1 条件判断 根据各种性质的力的产生条件 判断力是否存在 2 效果判断 根据力的作用效果与物体的运动状态之间有相互制约的关系 结合物体的运动状态分析物体的受力情况 3 相互作用判断 根据力的相互性 分析物体的受力情况 化难为易 2 对物体受力分析的基本思路 1 明确研究对象 即对哪个物体进行受力分析 2 把要研究的物体从周围物体中隔离出来 3 按顺序分析受力情况 其顺序为 重力 弹力 摩擦力 其他力 画出力的示意图 画力的示意图的注意事项 研究对象 牛顿运动定律研究的对象是质点或可以看成质点的物体 因此画示意图时 可以用一方块或一个点表示物体 各力作用点画在一个点 如方块中心 上 力 各力方向一定要画准 这样便于找边角关系 因为是示意图 所以表示力大小的线段 其长短把握在能基本体现出力大小即可 要求并不严格 3 解题的基本思路和方法 1 确定研究对象 对研究对象进行受力分析和运动分析 并画出物体的受力示意图 2 根据力的合成与分解的方法 求出物体所受的合力 包括大小和方向 3 根据牛顿第二定律列方程 求出物体的加速度 4 结合给定的物体运动的初始条件 选择运动学公式 求出所需的运动参量 1 物体的运动情况是由物体所受的合力及物体运动的初始条件共同决定的 2 速度的方向与加速度的方向要注意区分 3 题目中的力是合力还是分力要加以区分 4 加速度是联系力和运动的桥梁 要点二从运动情况确定受力1 分析研究对象的运动情况 1 画出研究对象运动过程的示意简图 含物体所在位置 速度方向 加速度方向等 2 若所研究运动过程的运动性质 受力情况并非恒定不变时 则需要把整个运动过程分成若干个不同的运动阶段进行详细分析 以确定每个阶段运动的性质 特点以及相互之间的联系 2 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 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 工人用绳索拉铸件 从静止开始在水平面上前进 如果铸件的质量是20kg 铸件与地面间的动摩擦因数是0 25 人用60n的力拉动铸件 绳跟水平方向的夹角为37 并保持不变如图 经4s后松手 问松手后铸件还能前进多远 g取10m s2 cos37 0 8 sin37 0 6 例1 分析 解析 当拉力作用在铸件上时 对铸件受力分析如图甲所示 由牛顿第二定律 x方向 f cos37 fn1 ma1 y方向 f sin37 fn1 mg 联立 代入数值解得a1 0 35m s2 又由v v0 a1t得 v a1t 0 35 4m s 1 4m s即4s后铸件的速度为v 1 4m s对撤去拉力过程 对铸件受力分析如图乙所示 由牛顿第二定律得 mg ma2 答案 0 392m 如图所示 有一水平传送带以10m s的速度匀速运动 现将一物体轻轻放在传送带上 若物体与传送带间的动摩擦因数为0 5 则传送带将该物体传送16m的距离所需时间为多少 取g 10m s2 变式训练1 1 解析 以传送带上轻放的物体为研究对象 对其进行受力分析如图所示 在竖直方向受重力和支持力 在水平方向受滑动摩擦力 做v0 0的匀加速运动 据牛顿第二定律有水平方向 ff ma 竖直方向 fn mg 0 ff fn 由 解得a 5m s2设经时间t1物体速度达到传送带的速度 据匀加速直线运动的速度公式v v0 at1 解得t1 2s 时间t1内物体的位移 答案 2 6s 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 求雪橇受到的阻力是多少 g取10m s2 例2 x方向 mgsin30 ff ma代入数值解得 ff 21 05n 方向沿斜面向下 答案 21 05n方向沿斜面向下 质量为2kg的小球 以30m s的速度竖直向上抛出 经过2 5s到达最高点 g 10m s2 求 1 小球在上升过程中受到空气的平均阻力 2 小球上升的最大高度 3 若小球在空气中的阻力大小不变 小球落回到抛出点的速度 变式训练2 1 答案 1 4n方向竖直向下 2 37 5m 3 24 5m s方向竖直向下 一物体沿斜面向上以12m s的初速度开始滑动 它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的v t的图象如图所示 求斜面的倾角以及物体与斜面的动摩擦因数 g取10m s2 例3 上滑过程和下滑过程对物体受力分析如图 方法总结 1 图象处理问题具有直观形象的特点 在很多时候可以简化分析 常见的题目主要是识图问题 2 识图题分析的目的在于把图象信息与物体的物理情景对应起来 必要时要给出图象所对应的函数解析式 3 对于v t图象 其纵坐标代表了速度的大小及方向 其斜率的大小及正负表示了加速度的大小及方向 图象下方 阴影 部分的面积代表了位移的大小及方向 4 对于f t及a t图象 其纵坐标表示了f或a的大小及方向 5 有些运动过程的处理可以考虑画v t图象以帮助分析 此法对能力高的学生适用 质量为2kg的物体在水平推力f的作用下沿水平面作直线运动 运动6s后撤去f 其运动的v t图象如图所示 g取10m s2 求 1 6 10s内物体运动加速度的大小 2 物体与水平面间的滑动摩擦力的大小 3 水平推力f的大小 变式训练3 1 解析 1 由图得加速度大小a2 2m s2 2 f ma2 4n 3 f f ma1f f ma1 6n 答案 1 2m s2 2 4n 3 6n 1 a b两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上 若两物体的质量ma mb 两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同 则两物体能滑行的最大距离xa与xb相比为 a xa xbb xa xbc xa xbd 不能确定 答案 a 2 如图表示某小球所受的合力与时间的关系 各段的合力大小相同 作用时间相同 设小球从静止开始运动 由此可判定 a 小球向前运动 再返回停止b 小球向前运动 再返回不会停止c 小球始终向前运动d 小球向前运动一段时间后停止 解析 小球在0 1s时间内做匀加速直线运动 1s 2s力f反向但大小不变 加速度大小不变 小球匀减速运动至静止 2s 3s力f受力与0 1s相同 小球又向前做匀加速直线运动 3s 4s力f反向 小球匀减速至速度为零 以后小球重复0 2s运动 故a b再返回错 d错 小球始终向前运动 故c对 答案 c 3 2013 2014学年吉林市普通高中高一上学期期末考试 右图为蹦极运动的示意图 弹性绳的一端固定在o点 另一端和运动员相连 运动员从o点自由下落 至b点弹性绳自然伸直 经过合力为零的c点到达最低点d点 然后弹起 整个过程中忽略空气阻力 分析这一过程 下列表述正确的是 a 经过b点时 运动员的速率最大b 经过c点时 运动员的速率最大c 从c点到d点 运动员的加速度增大d 从c点到d点 运动员的加速度不变 解析 运动员从开始到b的过程做自由落体运动 从b到c的过程做加速度逐渐减小的加速运动 所以运动员到达c