用牛顿运动定律解决问题（一）（讲授式）

4.6用牛顿运动定律解决问题(一),一、牛顿第二定律,1、内容：物体的加速度跟所受合力成正比,跟物体质量成反比;加速度方向跟合力方向相同。,2、公式:F=ma,注意：（1）同时性（2）矢量性,二、运动学公式,速度公式：v=vo+at,位移公式：x=v0t+at2/2,导出公式：v2v02=2ax,指的是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速度、位移等。,1、从受力确定运动情况,处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。,物体运动情况,运动学公式,加速度a,牛顿第二定律,物体受力情况,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。,1.受力分析如图示：,G,F,N,f,2.物体所受的合力如何？,竖直方向：,合力为零，加速度为零。,水平方向：,F合=Ff；方向与拉力F方向相同,3.如何求加速度？,F=ma,加速度a,牛顿第二定律,物体受力情况,运动学公式,4.,物体运动情况,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。,例2:如图所示：一个滑雪人，质量m=50kg，从静止开始沿倾角=37的斜坡自由滑下，若已知滑雪板与雪面动摩擦数为0.05，经过5秒后下滑路程多少？此时速度又是多少？（不计空气阻力）,解：受力分析如图所示：x方向：mgsin-f=may方向：FN-mgcos=0f=FN解三个方程得：a=5.6m/s2v=at=5.65m/s=28m/s,例2:如图所示：一个滑雪人，质量m=50kg，从静止开始沿倾角=37的斜坡自由滑下，若已知滑雪板与雪面动摩擦数为0.05，经过5秒后下滑路程多少？此时速度又是多少？（不计空气阻力）,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,2.画出受力示意图。3.根据力的合成与分解法,求出物体所受的合力。4.根据牛顿第二定律列方程,求出加速度。5.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。,归纳,练习：一木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为，现用斜向右下方与水平方向成角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度。,水平方向,建立直角坐标系,x,y,竖直方向,x方向,y方向,指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。,2、从运动情况确定受力,处理这类问题的基本思路是：,加速度a,牛顿第二定律,物体受力情况,运动学公式,物体运动情况,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。,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）。,解：根据运动学公式：得：代入已知量得：a4m/s2对人进行受力分析，建立坐标系，根据牛顿第二定律Fma，得：mgsinf阻ma即：F阻mgsinma代入数值得：F阻67.5N即：滑雪人受到的阻力是67.5N。,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）。,上题中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?,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？,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？,更上一层：,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）。,一、从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,动力学的两类基本问题,1.基本思路:加速度a是联系力和运动的桥梁,所求量,所求量,动力学问题的求解,2.解题步骤：,(1)确定研究对象；(2)分析受力情况和运动情况，画示意图(受力和运动过程)；(3)用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；(4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。,动力学问题的求解,【练习1】质量为40kg的物体静止在水平面上,当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时,速度为16m/s,求物体受到的阻力是多少?,【答案】80N,【练习2】用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动,弹簧秤的示数是0.40N.然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动,测得加速度是0.85m/s2,弹簧秤的示数是2.10N。这个物体的质量是多大?,【答案】m=2kg,【练习3】一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，初速度是零，经过5.0s的时间,滑下的路程是10m,斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10m/s2),【答案】=0.48,【练习4】蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0高处。已知运动员与网接触的时间为1.2，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s2）。F=1.5103N,质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：（1）若改用50N拉力沿与水平方向成37