【同步导学】高中物理课件 5.4牛顿运动定律的案例分析课件 沪科版必修1.ppt

5 4牛顿运动定律的案例分析 1 动力学的两类基本问题 1 在受力情况已知的条件下 要求判断出物体的运动状态或求出物体的运动 处理这类问题的基本思路是 先求出几个力的 由牛顿第二定律 f ma 求出a 再由运动学有关公式求出 等 至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成法则或用正交分解法 2 在运动情况已知的条件下 要求判断出物体 的情况 其解题思路一般是 已知加速度或根据运动学规律求出 再由牛顿第二定律求出合力来 从而确定 2 求解两类动力学基本问题的示意图 从上表可以看出 这个物理量将物体的受力情况和运动情况联系起来 加速度 一 应用牛顿第二定律的两种常用方法 要点梳理 1 合成法若物体只受两个力作用而产生加速度时 根据牛顿第二定律可知 利用平行四边形定则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向 特别是两个力互相垂直或相等时 应用力的合成法比较简单 2 分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时 常用正交分解法解题 通常是分解力 但在有些情况下分解加速度更简单 分解力 一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解 则 f合x ma 沿加速度方向 f合y 0 垂直于加速度方向 分解加速度 当物体受到的力相互垂直时 沿这两个相互垂直的方向分解加速度 再应用牛顿第二定律列方程求解 有时更简单 二 解答连接体问题常用的方法 要点梳理利用牛顿第二定律处理连接体问题时常用的方法是整体法与隔离法 1 整体法 当系统中各物体的加速度相同时 我们可以把系统内的所有物体看成一个整体 这个整体的质量等于各物体的质量之和 当整体受到的外力f已知时 可用牛顿第二定律求出整体的加速度 这种处理问题的思维方法叫做整体法 2 隔离法 从研究的方便出发 当求系统内物体间相互作用的内力时 常把某个物体从系统中 隔离 出来 进行受力分析 依据牛顿第二定律列方程 这种处理连接体问题的思维方法叫做隔离法 答案 1 0 25 2 0 84kg s 方法总结 解决两类动力学问题的基本思路 解析 这个题目是根据运动情况求解汽车所受的阻力 研究对象 汽车m 1 0 103kg 运动情况 匀减速运动至停止v 0 s 12 5m 初始条件v0 10m s 求阻力f阻 由运动情况和初始条件 根据运动学公式可求出加速度 再根据牛顿第二定律求出汽车受的合外力 最后由受力分析可知合外力即阻力 画图分析如下图所示 答案 4 0 103n 方向跟速度方向相反 1 人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小和方向 2 人在奔跑过程中木板的加速度大小和方向 3 人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间 答案 1 200n向右 2 2m s2向左 3 2s 答案 1 1m s2 2 0 91m s2 指点迷津 解题前先要弄清物体的受力情况 然后才能判断物体的运动情况 物体在前2s内做初速度为零的匀加速直线运动 在第二个2s内做匀减速直线运动 从上述分段分析可知 在这4s内物体的位移为s1 s2 20m 物体4s末的速度为零 以后重复上述过程 每4s物体前进20m 在30s内有7次相同的这种过程 经过4s 7 28s 最后2s物体做初速度为零的匀加速直线运动 位移为10m 所以经过30s物体总位移为 s 20 7 10 m 150m 解法二 本题可采用下图所示的v t图象求解 30s内的位移就是v t图象所围 面积 的大小 解得s 150m 在两种解题方法中 解法一是基本解法 它强调了对运动过程的分析及不同规律的应用 这是学习的重点 解法二解法简单 能力要求高 提倡大家对一题多解这方面的问题多进行训练 分析物理问题的重要方法 程序法按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程 或不同的状态 进行分析 包括列式计算 的解题方法叫做程序法 程序法解题的基本思路是 要正确划分出题目中有多少个不同过程或多少个不同状态 对各个过程或各个状态进行具体分析 得出正确的结果 前一个过程的结束是后一个过程的开始 两个过程的交接点 速度v 是问题的关键 如传送带问题 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站 如下图所示为一水平传送带装置示意图 紧绷的传送带ab始终保持恒定的速率v 1m s运行 一质量为m 4kg的行李无初速度地放在a处 传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动 随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动 设行李与传送带之间的动摩擦因数 0 1 a b间的距离l 2m g取10m s2 1 求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小 2 求行李做匀加速直线运动的时间 3 如果提高传送带的运行速率 行李就能被较快地传送到b处 求行李从a处传送到b处的最短时间和传送带对应的最小运行速率 答案 1 4n1m s2 2 1s 3 2s2m s 解析 根据受力分析可知 当撤掉拉力后 木板向右做减速运动 物块向右做加速运动 直到两者速度相等后 一起做匀速运动 答案 bc 解析 因为木块与劈相对静止 故木块的加速度与劈的加速度相同 皆水平向左 由牛顿第二定律知 木块所受合外力的方向水平向左 明确加速度方向与合外力方向的关系和木块与斜面相对静止的含义是解题的关键 答案 a 答案 b 解析 在0 1 4s时间内弹力保持不变 弹力和人的重力保持平衡 故能求出人的质量 a正确 由图知向上的最大弹力 由牛顿