[原创]2012年《随堂优化训练》物理 必修1 人教版 第四章 6 用牛顿运动定律解决问题(一) [配套课件]

1、6 用牛顿运动定律解决问题(一)1牛顿第二定律给出了加速度与力、质量之间的定量关系：_. 因 此 ， 我 们 在 已 知 受 力 的 情 况下可以结合_，解决有关物体运动状态变化的问题；也可以在已知物体运动状态发生变化的情况下，运用运动学公式求出物体的_，再结合牛顿第二定律确定物体的受力情况加速度运动学公式2两类基本问题牛顿第二定律加速度运动学规律(1)已知物体的受力情况，确定物体的运动情况求解此类题的思路是：已知物体的受力情况,根据_,求出物体的_，再由物体的初始条件，根据_求出未知量(速度、位移、时间等)，从而确定物体的运动情况(2)已知物体的运动情况，确定物体的受力情况求解此类题的思路是

2、：根据物体的运动情况，利用 _ 求出_，再根据_就可以确定物体_，从而求得未知的力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数等运动学公式加速度牛顿第二定律所受的力3(双选)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连小球某时刻正处于如图 461 所示状态设斜面对小球的支持力为 FN，细绳对小球的拉力为 FT，)AB关于此时刻小球的受力情况，下列说法中正确的是(图 461A若小车向左运动，FN 可能为零B若小车向左运动，FT 可能为零C若小车向右运动，FN 不可能为零D若小车向右运动，FT 不可能为零知识点 1 从受力情况确定运动若已知物体的受力情况，那么根据牛顿第二定律，可

3、以求出物体的加速度，再根据运动学规律就可确定物体的运动情况现在用大小为 F 的水平力推一处于光滑水平面的木块(质量为 m)，运动时间 t 后用大小相同、方向相反的力阻挡木块运动，直至停止讨论：(1)木块共运动了多长时间？ 答案：木块前阶段做匀加速运动，后阶段做匀减速运动，都是 t.所以木块运动的时间为 2t.(2)木块在运动中通过的位移是多少？1已知受力情况，确定运动情况的基本思路：2受力分析基本步骤：(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力图；(2)根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)；(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度；

4、(4)结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需运动参量【例 1】如图 462 所示，一个放置在水平台面上的木块，其质量为 2 kg，受到一个斜向下的、与水平方向成 37角的推力 F10 N 的作用，使木块从静止开始运动，4 s 后撤去推力若木块与水平面间的动摩擦因数为 0.1，求：(取 g10 m/s2)(1)撤去推力 F 时木块的速度为多大？(2)撤去推力 F 到停止运动过程中木块的加速度为多大？(3)木块在水平面上运动的总位移为多少？图 462解：(1)撤去力 F 之前，对木块受力分析如图 463 所示图 463由牛顿第二定律得，水平方向：Fcos 37fma1竖直方向：FN

5、mgFsin 37又有 fFN4 s 末的速度为 va1t2.74 m/s10.8 m/s.(2)撤去力 F 后，根据牛顿第二定律，有mgma2解得 a2g1 m/s2.所以物块运动的总位移为 xx1x279.92 m.【触类旁通】1一人滑雪从静止开始沿山坡滑下，山坡倾角30,滑雪板与雪地的动摩擦因数为 0.04，求 10 s 内下滑的路程和 10 s末的速度大小(取 g10 m/s2)解：以滑雪人为研究对象，受力情况如图 19 所示研究对象的运动状态为：垂直于山坡方向合力为零，无加速度；沿山坡方向，做匀加速直线运动图 19将重力 mg 分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向，据牛顿第二定律有知识点

6、 2 从运动情况确定受力一位同学通过电视观看火箭发射时的情景他听到现场总指挥倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用秒表计时.假设测得火箭底部经过发射架顶端的时间是 4.8 s,如果他想算出对火箭的推力,还需知道发射架高度h 和火箭的总质量m.讨论：(1)可根据_推算出加速度的大小；图 464(2)可根据_推算出推力的大小Fmgma1已知运动情况，确定受力的基本思路：2解题基本步骤：(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力图；(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度；(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合外力；(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需

7、的力【例 2】质量为 200 t 的机车从停车场出发，行驶 225 m 后，速度达到 54 km/h，此时司机关闭发动机让机车进站，机车又行驶了 125 m 才停在站上设运动阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力解：机车关闭发动机前在牵引力和阻力共同作用下向前加速；关闭发动机后，机车只在阻力作用下做减速运动因加速阶段的初末速度及位移均已知，故可由运动学公式求出加速阶段的加速度，由牛顿第二定律可求出合力；在减速阶段初末速度及位移已知，同理可以求出加速度，由牛顿第二定律可求出阻力，则由两阶段的力可求出牵引力在加速阶段，初速度 v00，末速度 v154 km/h15 m/s，位移 x1225 m

8、.由牛顿第二定律得负号表示 a2 的方向与 v1 的方向相反由牛顿第二定律得F 阻ma22105(0.9) N1.8105 N由得机车的牵引力为F 引1105 NF 阻2.8105 N.【触类旁通】2静止在水平地面上的物体的质量为 2 kg，在水平恒力 F推动下开始运动，4 s 末它的速度达到 4 m/s，此时将 F 撤去，又经 6 s 物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求 F的大小解：物体的整个运动过程分为两段，前 4 s 物体做匀加速运整体法和隔离法的应用1研究系统内部物体间的相互作用力应采用隔离法，研究系统与外部的相互作用力采用整体法更简便一些2在连接体内各物体具有相同的加速度

9、时，可先把这个连接体当成一个整体，分析受到的外力及运动情况，利用牛顿第二定律求出加速度，若要求连接体内各物体相互作用的内力，则把物体隔离，对某个物体单独进行受力分析，再利用牛顿第二定律对该物体列式求解3受力分析和运动过程分析是解决动力学问题的前提找到加速度是解题的突破口，因此，解题时应抓住“加速度”这个桥梁不放，确定过渡方向学习中要通过具体问题的分析，熟练掌握解题思路，提高自己解决实际问题的能力【例 3】一人在井下站在吊台上，用如图 465 所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦吊台的质量 m15 kg，人的质量为 M55 kg，启动时吊台向上的加速度是 a0.2 m/s2，求这时人对吊台的压力(取 g9.8 m/s2)图 465(Mm)(ag)解：选人和吊台组成的系统为研究对象,受力如图 466甲所示，F 为绳的拉力由牛顿第二定律有2F(mM)g(Mm)a则拉力大小为F2350 N甲乙图 466再选人为研究对象，受力情况如图乙所示，其中 FN 是吊台对人的支持力由牛顿第二定律有FFNMgMa故 FNM(ag)F200 N由牛顿第三