高中物理 第四章 第6节 用牛顿运动定律解决问题（一）课件 新人教版必修1.ppt

6用牛顿运动定律解决问题 一 第四章牛顿运动定律 学习目标 知识探究 典例精析 达标检测 1 明确动力学的两类基本问题 2 掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 一 从受力确定运动情况 答案 如图1所示 质量m 2kg的物体静止在水平地面上 物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0 25倍 现对物体施加一个大小f 8n 与水平方向成 37 角斜向上的拉力 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 画出物体的受力图 并求出物体的加速度 知识探究 导学探究 图1 解析对物体受力分析如图 解得 a 1 3m s2 方向水平向右 答案见解析图1 3m s2 方向水平向右 2 物体在拉力作用下5s末的速度大小 解析v at 1 3 5m s 6 5m s 答案6 5m s 3 物体在拉力作用下5s内通过的位移大小 答案16 25m 答案 知识梳理 答案 从受力确定运动情况的基本思路若已知物体的受力情况 可以由求物体的加速度 再通过确定物体的运动情况 流程为 牛顿第二定律 运动学的规律 二 从运动情况确定受力 解析答案 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动 4s内通过8m的距离 此后关闭发动机 汽车又运动了2s停止 已知汽车的质量m 2 103kg 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 导学探究 答案4m s 2 汽车运动过程中所受到的阻力大小 解析答案 答案4 103n 3 汽车牵引力的大小 解析答案 答案6 103n 知识梳理 从运动情况确定受力的基本思路如果已知物体的运动情况 根据求出物体的加速度 再根据就可以确定物体所受的力 流程为 答案 运动学公式 牛顿第二定律 返回 例1如图2所示 在光滑桌面上并排放着质量分别为m m的两个物体 对m施加一个水平推力f 则它们一起向右做匀加速直线运动 其加速度大小为多大 两物体间的弹力的大小为多大 典例精析 一 运用牛顿第二定律处理连接体问题 解析答案 图2 方法提升 解析对m和m组成的系统进行受力分析 水平方向系统只受推力f由牛顿第二定律 f m m a 隔离分析m受力 水平方向只有与m间的弹力 即 方法提升 方法提升 1 整体法 1 牛顿第二定律f ma f是指研究对象所受的合外力 将连接体作为整体看待 简化了受力情况 因为连接体间的相互作用力是内力 如图3所示 用水平力f拉a使a b保持相对静止沿粗糙水平面加速滑动时 若求它们的加速度 便可把它们看做一个整体 这样它们之间相互作用的静摩擦力便不需考虑 图3 2 题目不涉及连接体的内力问题时 应优先选用整体法 2 隔离法一般在求解连接体的相互作用力时采用 将某个部分从连接体中分离出来 其他部分对它的作用力就成了外力 3 选取原则如果连接体各部分的加速度相同时 常用整体法 如果各部分的加速度不同时 常用隔离法 在实际应用中 应根据具体情况灵活交替使用这两种方法 不应拘泥于固定模式 方法提升 二 应用牛顿运动定律求解多过程问题 例2假设 歼 15 战斗机在航母上起飞的情况可以简化成如图4所示模型 航空母舰上的起飞跑道由长度为l1的水平跑道和长度为l2 32m的倾斜跑道两部分组成 水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h 4 0m 一架质量为m 2 0 104kg的飞机 其喷气发动机的推力大小恒为f 1 2 105n 方向与速度方向相同 为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度61m s 外界还需要在整个水平跑道对飞机施加助推力f推 1 4 105n 假设航母处于静止状态 飞机质量视为不变并可看成质点 飞机在整个运动过程中受到的平均阻力大小恒为飞机重力的k倍 k 0 1 g取10m s2 求 图4 1 飞机在水平跑道末端的速度大小 解析答案 解析设倾斜跑道倾角为 飞机在倾斜跑道上运动时 由牛顿第二定律可得 f mgsin kmg ma2 由 得v0 59m s 答案59m s 2 水平跑道l1的长度至少为多少 保留三位有效数字 解析答案 解析飞机在水平跑道上运动时 由牛顿第二定律可得 f f推 kmg ma1 由 得l1 145m 答案145m 总结提升 返回 总结提升 1 当题目给出的物理过程较复杂 由多个过程组成时 要明确整个过程由几个子过程组成 将过程合理分段 找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程 联系点 前一过程的末速度是后一过程的初速度 另外还有位移关系等 2 注意 由于不同过程中力发生了变化 所以加速度也会发生变化 所以对每一过程都要分别进行受力分析 分别求加速度 返回 达标检测 1 如图5所示 用力f推放在光滑水平面上的物体p q r 使其一起做匀加速运动 若p和q之间的相互作用力为6n q和r之间的相互作用力为4n q的质量是2kg 那么r的质量是 a 2kgb 3kgc 4kgd 5kg 解析答案 1 2 3 图5 解析令f1 6n f2 4n mq 2kg 对q受力分析由牛顿第二定律可得 f1 f2 mqa 所以a 1m s2 对r 由牛顿第二定律可得 f2 mra 所以mr 4kg c正确 c 解析答案 2 多选 如图6所示 总质量为460kg的热气球 从地面刚开始竖直上升时的加速度为0 5m s2 当热气球上升到180m时 以5m s的速度向上匀速运动 若离开地面后热气球所受浮力保持不变 上升过程中热气球总质量不变 重力加速度g 10m s2 关于热气球 下列说法正确的是 1 2 3 图6 a 所受浮力大小为4830nb 加速上升过程中所受空气阻力保持不变c 从地面开始上升10s后的速度大小为5m sd 以5m s匀速上升时所受空气阻力大小为230n 1 2 3 解析热气球从地面刚开始竖直上升时v 0 空气阻力ff 0 由f浮 mg ma 得f浮 m g a 4830n 故a正确 最终气球匀速上升 说明气球加速运动的过程中空气阻力逐渐增大 故b错误 气球做加速度减小的加速运动 故加速到5m s的时间大于10s c错误 匀速上升时f浮 mg ff 0 计算得ff 230n d正确 答案ad 1 2 3 3 某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数 他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况 装置如图7甲所示 他使木块以初速度v0 4m s的速度沿倾角 30 的斜面上滑 紧接着下滑至出发点 并同时开始记录数据 结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v t图线如图乙所示 g取10m s2 求 图7 解析答案 1 2 3 1 上滑过程中的加速度的大小a1 答案8m s2 解