高中物理《用牛顿运动定律解决问题》课件重组人教版必修1.ppt

用牛顿运动定律解决问题 一 例1 一静止在水平地面上的物体 质量为2kg 在6 4n的水平拉力作用下沿水平地面向右运动 物体与地面间的摩擦力为4 2n 求物体在4s末的速度和4s内发生的位移 解析 以该物体为研究对象 其受力情况如图所示 m s2 1 1m s2 由匀变速直线运动公式 v v0 at 1 1 4m s 4 4m s 8 8m 建立如图所示直角坐标系 在x轴方向上f合 f f ma 得加速度 变式1 一静止在水平地面上的物体 质量为2kg 在6 4n的水平拉力作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动 物体在4s内发生的位移为8 8m 求物体与地面间的摩擦力及物体与地面间的动摩擦因数 解析 物体受力恒定 所以物体做初速为0的匀加速直线运动 由运动学公式得 1 1m s2 根据牛顿第二定律 分析物体受力得合力为 所以得 4 2n 动摩擦因数为 0 21 由f fn得 例1 一静止在水平地面上的物体 质量为2kg 在6 4n的水平拉力作用下沿水平地面向右运动 物体与地面间的摩擦力为4 2n 求物体在4s末的速度和4s内发生的位移 变式1 一静止在水平地面上的物体 质量为2kg 在6 4n的水平拉力作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动 物体在4s内发生的位移为8 8m 求物体与地面间的摩擦力及物体与地面间的动摩擦因数 对比归类 两类问题 解析 以该物体为研究对象 其受力情况如图所示 m s2 1 1m s2 由匀变速直线运动公式 v v0 at 1 1 4m s 4 4m s 8 8m 建立如图所示直角坐标系 在x轴方向上f合 f f ma 得加速度 从受力确定运动学参量解题步骤 1 确定研究对象 并对该物体进行受力分析 画出受力示意图 2 根据力的合成与分解法 求出物体所受的合力 3 根据牛顿第二定律列方程 求出加速度 4 结合给定的运动学参量 选择运动学公式求未知量并加以讨论 从运动确定受力解题步骤 1 确定研究对象 结合给定的运动学参量 选择运动学公式求加速度 2 对研究对象进行受力分析 画出受力示意图 3 根据力的合成与分解法 表示出物体所受的合力 4 根据牛顿第二定律列方程 求出未知力 变式2 一静止在水平地面上的物体 质量为2kg 在6n的水平拉力作用下沿水平地面向右运动 物体与地面间的摩擦力为4n 4s末撤掉水平拉力 求撤掉水平拉力后4s内物体发生的位移 答案 4m 警示 注意 刹车 陷阱 例2 一滑雪的人 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 300 在t 5s的时间内滑下的路程x 60m 求滑雪人受到的阻力 g 9 8m s2 67 5n 例3 在光滑的水平面上 一质量为0 2kg的物体在1n的水平拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动 2s后将此力换为相反方向的1n的力 再过2s将力的方向再反过来 这样力的大小不变 方向每过2s改变一次 求经过30s物体的位移 150m 一题多解 小结 加速度a 桥梁 分类 1 已知受力 确定运动情况 2 已知运动情况 确定受力 受力分析 运动参量 第1类 第2类 先求a 高考链接 2007年上海高考卷 例4 如图所示 物体从光滑斜面上的a点由静止开始下滑 经过b点后进入水平面 经过b点前后速度大小不变 最后停在c点 每隔0 2秒通过速度传感器测得物体瞬时速度如下表 求 1 斜面的倾角 2 物体与水平面间的动摩擦因数 3 0 6s时的速度 解析 1 物体在光滑斜面做匀加速直线运动 由前三列数据得 m s2 5m s2 在光滑斜面上运动时重力沿斜面分力产生加速度 所以a1 gsin 得 300 2 物体在水平面做匀减速直线运动 由后两列数据得 m s2 由a2 g得 高考链接 2007年江苏高考卷 例5 如图所示 直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火 悬挂着m 500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角 1 450 直升机取水后飞往火场 加速度沿水平方向 大小稳定在a 1 5m s2 悬索与竖直方向的夹角 2 140 如果空气阻力大小不变 且忽略悬索的质量 试求水箱中水的质量m g 10m s2 sin140 0 242 cos140 0 970 4500kg 火场 水源 v v 例6 固定光滑细杆与地面成一定倾角 在杆上套一个光滑小环 小环在沿杆方向的推力作用下向上运动 推力f与小环速度v随时间变化规律如图所示 重力加速度g取10m s2 求 1 小环的质量 2 细杆与地面的夹角 t s 2007上海 1kg 300 解析 由速度时间图象得 物体在前2s的加速度a 0 5m s2 2s后物体做匀速直线运动 分析小环受力 由牛顿第二定律得小环前2s有 mgsing ma 2s后小环受力平衡 mgsing 把 带入上两式得 m 1kg 300 例7 在倾角为 的长斜面上有一带风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑 滑块质量为m 它与斜面间动摩擦因数为 帆受到的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比 即ff kv 1 写出滑块下滑的加速度的表达式 2 写出滑块下滑的最大速度的表达式 3 若m 2kg g 10m s2 300 滑块从静止开始沿斜面下滑的速度图线如图 图中直线是t 0时速度图线的切线 由此求出 和k的值 解析 以滑块为研究对象 其受力如图所示 1 建立垂直和平行于斜面的直角坐标系 由牛顿第二定律得 mgsin ff f ma 把f fn mgcos ff kv 带入上式得 a gsin gcos kv m 2 分析上式得 随速度增大滑块的加速度减小 当其加速度为零时 速度最大 所以最大速度为 vmax mg sin cos k 3 由速度时间图象得 t 0时 v 0 加速度a 3m s2 t 4s时 v m s 加速度a 把v 0 a 3m s2 v m s a 分别带入第一式联立解得k 3 8 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f