广西宾阳中学高三物理阶段复习 4.6 用牛顿运动定律解决问题课件 新人教版.ppt

6用牛顿运动定律解决问题 一 1 进一步学习分析物体的受力情况 并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动力学问题的基本思路和方法 3 学会从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态的参量 4 学会根据物体运动状态参量的变化求解物体的受力 重点 1 应用牛顿运动定律解决问题的基本方法和步骤 2 对物体进行正确的受力分析 难点 1 分析物体的受力情况及运动情况 2 根据题目的类型确定解题的方法 一 从受力情况确定运动情况已知物体的受力情况 根据牛顿第二定律求出物体的 再通过物体的运动学条件 初 末位置和初 末速度及运动时间等 根据 求出物体的运动情况 加速度 运动学公式 二 从运动情况确定受力情况已知物体的运动情况 根据运动学公式求出物体的 再根据牛顿第二定律求出物体所受的 进而知道物体受到其他力的情况 加速度 合外力 判一判 1 物体所受的合外力的方向与加速度的方向相同 2 加速度是联系运动学和力学的桥梁 3 对物体进行受力分析时 既可以根据性质力分析 也可以根据效果力进行分析 4 物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的 不是由它对其他物体的施力决定 提示 1 由牛顿第二定律知 物体所受的合外力决定物体的加速度 即f ma 合外力与加速度的方向相同 瞬时对应 故 1 正确 2 加速度是反映物体运动状态变化快慢的物理量 同时加速度是由物体所受的合外力决定的 因此 它是联系运动学与力学的桥梁 故 2 正确 3 对物体进行受力分析时 只能根据性质力分析 即分析重力 弹力 摩擦力等性质力 不能根据效果力分析 因为性质力可以产生不同的效果 故 3 错误 4 由牛顿第二定律可知 物体运动状态的变化情况是由它受到的合外力与物体的质量共同决定 它对其他物体的施力决定其他物体的运动情况 与该物体的运动情况无关 故 4 正确 从受力确定运动情况1 试探究分析由物体的受力情况确定其运动情况的思路是怎样的 提示 2 试分析根据物体的受力情况确定运动情况类问题的解题步骤 提示 1 确定研究对象 2 对研究对象进行受力分析 并画出受力示意图 3 根据力的合成或正交分解法计算出物体所受的合外力 4 根据牛顿第二定律列方程 求出物体的加速度 5 找出题中给出的初始条件 选择合适的运动学公式 求出所需的运动参量 知识点拨 受力分析的一般步骤 1 明确研究对象 即对谁进行受力分析 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 画出力的示意图 其顺序为 重力 弹力 摩擦力 其他力 探究归纳 从受力确定运动情况的解题思路 典例1 一木箱装货物后质量为50kg 木箱与地面间的动摩擦因数为0 2 某人以200n斜向下的力推箱 推力的方向与水平面成30 角 g取10m s2 求 1 木箱的加速度 2 第2s末木箱的速度 思路点拨 解答本题时应把握以下三点 1 对木箱正确受力分析 2 由牛顿第二定律求加速度 3 由运动学公式求速度 解析 取木箱为研究对象 木箱受力情况如图所示 其中f为推力 mg为重力 fn为支持力 ff为滑动摩擦力 建立直角坐标系xoy 并取加速度a的方向为x轴的正方向 f 30 o x 1 将推力f沿x轴和y轴两个方向进行分解得 fx fcos30 fy fsin30 根据牛顿第二定律有fcos30 ff mafn fsin30 mg 0 又有ff fn联立解得 代入数据得 a 1 06m s2 2 第2s末木箱的速度为 v at 1 06 2m s 2 12m s 答案 1 1 06m s2 2 2 12m s 变式训练 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 物体与水平地面间的滑动摩擦力是4 2n 求物体在4s末的速度和4s内发生的位移 解析 由牛顿第二定律得 f f ma所以物体的加速度物体在4s末的速度v at 1 1 4m s 4 4m s 4s内发生的位移x 1 1 16m 8 8m答案 4 4m s8 8m 从运动情况确定受力1 尝试分析由物体的运动情况确定其受力情况的思路 提示 点拨 从物体运动情况分析物体受力 是 从物体受力分析物体运动情况 的逆过程 2 试总结由物体的运动情况确定其受力这类问题的解题步骤 提示 1 确定研究对象 2 分析物体的运动情况 应用运动学公式求出物体的加速度 3 分析物体的受力情况 画出受力示意图 4 根据牛顿第二定律列方程 求出物体所受的合外力 5 根据力的合成与分解 由合力求出所要求的力 知识点拨 加速度a是联系力和运动的桥梁 1 牛顿第二定律公式 f ma 和运动学公式 匀变速直线运动公式v v0 at x v0t at2 2 v2 v02 2ax等 中 均有一个共同的物理量 加速度a 2 由物体的受力情况 用牛顿第二定律可求加速度 再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化 反过来 由物体的运动状态及其变化 用运动学公式可求加速度 再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况 可见 加速度是联系力和运动的桥梁 求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路 正确的受力分析和运动过程分析是解决问题的关键 探究归纳 动力学问题的解题思路及步骤 1 确定研究对象 2 对物体进行受力分析并画出受力示意图 对物体进行运动状态的分析 3 选择正方向并建立直角坐标系 由牛顿第二定律及运动学规律列方程 4 计算 求解未知量 典例2 2012 郑州高一检测 质量为2kg的物体置于水平地面上 用10n的水平拉力使它从静止开始运动 第3s末物体的速度达到6m s 求 1 物体在运动过程中的加速度的大小 2 物体在运动过程中受到的地面摩擦力 思路点拨 解答本题时要把握以下两点 1 由运动情况求加速度 2 由牛顿第二定律求摩擦力 解析 1 物体的加速度 2 由牛顿第二定律得 f ff ma 所以ff f ma 10n 2 2n 6n方向与运动方向相反 答案 1 2m s2 2 6n 方向与运动方向相反 互动探究 若上题中3秒末撤去拉力 求撤去拉力后物体能继续滑动的距离 解析 设撤去拉力后的加速度为a 由牛顿第二定律得ff ma 所以a 3m s2 由v2 2a x得物体能继续滑行的距离答案 6m 温馨提示 在应用牛顿运动定律解题时 整体法与隔离法是最常用的方法 灵活 交替地使用这两种方法 就可化难为易 化繁为简 迅速准确地解决相关问题 典例 如图所示 物体a和b的质量分别为1kg和4kg a与墙 a与b之间的动摩擦因数都是0 2 现用f等于150n的水平力紧压在物体b上 使a b间无相对滑动 墙面竖直 求a b间的摩擦力和a b的运动状态 g取10m s2 思路点拨 首先用整体法分析a b两物体在力f的作用下是保持静止还是运动 求出加速度 再用隔离法求出a b间的摩擦力 解析 a b之间无相对滑动 设二者相同的加速度为a 以a b为一整体 则由牛顿第二定律可得 ma