广西宾阳中学高一物理《46用牛顿运动定律解决问题（一）》课件 .ppt

6用牛顿运动定律解决问题 一 1 能运用牛顿运动定律解答一般的动力学问题 2 理解运用牛顿运动定律解题的基本方法 即首先对研究对象进行受力和运动情况的分析 然后用牛顿运动定律把二者联系起来 3 在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法 比如建立恰当的坐标系进行解题等 一 从物体的受力确定运动情况 1 已知受力确定运动情况的基本思路 运动学公式 受力分析及正交分解 2 已知受力确定运动情况的解题步骤 确定研究对象 对研究对象进行受力分析 并画出物体的受力示意图 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 根据牛顿第二定律列方程 求出物体的加速度 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 例1 一个静止在水平面上的物体 质量是2kg 在6 4n的水平拉力作用下沿水平面向右运动 物体与水平地面间的滑动摩擦力为4 2n 求物体4s末的速度和4s内发生的位移 问题 1 物体的受力情况如何 2 物体所受的合力如何 f fn f1 解析 竖直方向 合力为零 加速度为零 水平方向 大小 f合 f f1 方向与拉力f方向相同 3 物体的运动情况中已知哪些量 要求末速度和位移 还差什么量 4 如何求加速度 借助于牛顿第二定律f合 ma 利用合力来求加速度 5 本题的解题思路如何 先受力分析求出合力 再用牛顿第二定律求出加速度 最后用运动学公式求解 1 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 根据运动学公式求出物体的加速度 再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力 二 从物体的运动情况确定受力 运动学公式 受力情况 说明 求解动力学的两类问题 其中 受力分析是基础 牛顿第二定律和运动学公式是工具 加速度是桥梁 2 从运动情况确定受力的解题步骤 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 选择合适的运动学公式 求出物体的加速度 根据牛顿第二定律列方程 求出物体所受的合力 根据力的合成与分解的方法 由合力求出所需的力 例2 一个滑雪的人 质量m 75kg 以v0 2m s的初速度沿山坡匀加速滑下 山坡的倾角 30o 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 思路 已知运动情况求受力 应先求出加速度a 再利用牛顿第二定律f合 ma求滑雪人受到的阻力 分析 第一步求a因为v0 2m s x 60m t 5s据公式求得a 4m s2 x v0t at2 第二步求f合 阻力要对人进行受力分析画受力图 解 根据运动学公式 x v0t at2得 代入已知量得 a 4m s2对人进行受力分析 建立坐标系 根据牛顿第二定律f ma 得 mgsin f阻 ma即 f阻 mgsin ma代入数值得 f阻 67 5n即 滑雪人受到的阻力是67 5n 扩展问题1 如果忽略空气阻力作用 求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大 扩展问题2 如果坡长只有60m 下端是水平雪面 滑雪者在水平面上还能滑多远 扩展问题3 如果下坡后立即滑上一个30 的斜坡 请问滑雪者最高能上升多高 加速度a是联系力和运动的桥梁牛顿第二定律公式 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 均包含有一个共同的物理量 加速度a 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 无论是哪种情况 加速度始终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则是解决问题的关键 例3 某工厂用传送带传送零件 设两轮圆心的距离为11m 传送带与零件的动摩擦因数为 0 2 传送带的速度为v 2m s 在传送带的最左端a处 轻放一质量为m 0 2kg的零件 可视为质点 并且被传送到右端的b处 1 物体在传送带上做什么样的运动 2 物体从a到b所需的时间为多少 解析 1 由于零件初速度为零 传送带粗糙并足够长 故零件在滑动摩擦力的作用下先做匀加速直线运动 当零件的速度和传送带的速度相等时 零件开始做匀速直线运动 2 物体做匀加速运动时加速度大小为由知故位移物体做匀速运动的时间为故物体从a到b所用的时间为答案 1 先做匀加速直线运动后做匀速直线运动 2 6s 例4 光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块a b 质量分别为2kg和8kg 推力fa作用在a上 拉力fb作用在b上 且fa 8 2t n fb 2 2t n 问从t 0开始到a b脱离 a b的共同位移是多少 c 1 2012 金华高一检测 如图所示 a b质量均为m 中间有一轻质弹簧相连 a用绳悬于o点 当突然剪断oa绳时 关于a物体的加速度 下列说法正确的是 a 0b gc 2gd 无法确定 2 某质量为1100kg的汽车在平直路面试车 当达到100km h的速度时关闭发动机 经过70s停下来 汽车受到的阻力是多大 重新起步加速时牵引力为2000n 产生的加速度应为多大 假定试车过程中汽车受到的阻力不变 解析 在试车阶段关闭发动机后做匀减速直线运动 v0 100km h 27 8m s 由运动学公式v v0 at得负号表示加速度的方向与速度的方向相反 汽车受到的阻力 f ma 1100 0 397n 437n在重新起步并加速时 汽车受力如图所示 根据牛顿第二定律得f f ma