2014-2015高中物理人教版必修1课件 第四章 牛顿运动定律4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)1

,高中物理必修1人教版,第四章牛顿运动定律4.6用牛顿运动定律解决问题(一),宜丰中学高一A部黄清华,2,1,明确动力学的两类基本问题,掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法,一、牛顿第二定律的作用,牛顿第二定律,物体的运动情况,受力情况,二、动力学的两类基本问题,动力学的两类基本问题,1从受力确定运动情况,2从运动情况确定受力,思路,受力,牛顿第二定律,加速度,运动学规律求出未知量,思路,物体的运动情况,运动学公式,加速度,牛顿第二定律,确定物体所受的力,三、解决动力学问题的关键,一.从受力确定运动情况,求得x、v0、v、t.,已知物体的受力情况求得a,例1.如图所示，质量m2kg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F8N、与水平方向成37角斜向上的拉力，已知sin370.6，cos370.8，g取10m/s2.求：(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；,解析,a1.3m/s2，方向水平向右,mg,Ff,FN,F,由图象可得,例1.如图所示，质量m2kg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F8N、与水平方向成37角斜向上的拉力，已知sin370.6，cos370.8，g取10m/s2.求：(2)物体在拉力作用下5s末的速度大小；(3)物体在拉力作用下5s内通过的位移大小,解析,mg,Ff,FN,F,速度公式,位移公式,二.从运动情况确定受力,求得加速度a,已知物体运动情况,匀变速直线运动公式,物体受力情况,F=ma,解析,例2.民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0m，构成斜面的气囊长度为5.0m要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0s(g取10m/s2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？,由题意可知，,L5.0m,h4.0m,代入数据得a2.5m/s2,乘客沿气囊下滑过程中,解析,例2.民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0m，构成斜面的气囊长度为5.0m要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0s(g取10m/s2)，则：(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？,对乘客受力分析,沿x轴方向有,沿y轴方向有,质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图象如图所示弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的.设球受到的空气阻力大小恒为Ff,取g10m/s2，求：(1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.,解析,弹性球下落过程的加速度为,Ff,mg,根据牛顿第二定律,针对训练1,质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图象如图所示弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的.设球受到的空气阻力大小恒为Ff,取g10m/s2,求(1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.,解析,弹性球第一次反弹后的速度,Ff,mg,球上升过程的加速度,球第一次反弹的高度,针对训练1,三.多过程问题分析,找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程,要明确整个过程由几个子过程组成,合理分段,不同过程中力发生变化,a发生变化,注意,例3.质量为m2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数0.5，现在对物体施加如图所示的力F，F10N，37(sin370.6)，经t110s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止(g取10m/s2)则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？,当力F作用时，物体做匀加速直线运动,撤去F时物体的速度达到最大值,撤去F后物体做匀减速直线运动,例3.质量为m2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数0.5，现在对物体施加如图所示的力F，F10N，37(sin370.6)，经t110s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止(g取10m/s2)则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？,mg,FN1,Ff,FsinFN1mg,FcosFfma1,FfFN1,va1t1,x125mv5m/s,竖直方向,水平方向,由匀变速运动规律得,例3.质量为m2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数0.5，现在对物体施加如图所示的力F，F10N，37(sin370.6)，经t110s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止(g取10m/s2)则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？,(3)撤去F后,mg,FN2,Ff,Ffmgma2,2a2x2v2,x22.5m,物体运动的总位移,xx1x227.5m,由匀变速运动规律得,根据牛顿第二定律,冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛她领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L0.8m、倾角37的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下人与接触面间的动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；(2)人在离C点多远处停下？,mg,FN,Ff,沿斜坡方向,mgsinFfma,FfFN,垂直于斜坡方向,FNmgcos0,针对训练2,mg,FN,Ff,匀变速运动规律,联立以上各式得,agsingcos4m/s2,t2s,冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛她领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L0.8m、倾角37的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下人与接触面间的动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；(2)人在离C点多远处停下？,针对训练2,冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛她领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L0.8m、倾角37的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下人与接触面间的动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；(2)人在离C点多远处停下？,针对训练2,mg,FN,Ff,mgma,由牛顿第二定律得,联系v,下滑过程：,v22aL,冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛她领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L0.8m、倾角37的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下人与接触面间的动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；(2)人在离C点多远处停下？,mg,FN,Ff,联系v,水平面上,0v22ax,x12.8m,针对训练2,动力学问题多过程问题,运动,对象,受力,明确研究对象,联立求解或定性讨论,列牛顿第二定律方程,列运动学方程,解析,1.一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角30，如图所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是0.04，求5s内滑下来的路程和5s末速度的大小(运动员一直在山坡上运动),从受力确定运动情况,以滑雪运动员为研究对象,mg,FN,Ff,根据牛顿第二定律,解析,1.一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角30，如图所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是0.04，求5s内滑下来的路程和5s末速度的大小(运动员一直在山坡上运动),从受力确定运动情况,滑雪运动员为研究对象,mg,FN,Ff,58.2m,vat10(0.04)5m/s,23.3m/s,5s末速度为,2一物体沿斜面向上以12m/s的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的vt图象如图所示，求斜面的倾角以及物体与斜面间的动摩擦因数.(g取10m/s2),解析,从运动情况确定受力,上滑过程的加速度,下滑过程的加速度,3.一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m2103kg，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；(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小,解析,多