用牛顿定律解决问题(一)课件(新人教版-必修1)

4.6《用牛顿定律解决

问题（一）》

1教学目标知识与技能1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。2、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。2过程与方法1、培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。2、帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。3、帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。4、让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。三、情感、态度与价值观1、利用我国的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。2、培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。3、初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。3教学重点用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法★教学难点正确分析受力并恰当地运用正交分解法★教学方法 创设情景一一导入课题一一实例分析一－实践体验一一交流总结4例题1一个静止在水平地面上的物体，质量是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是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内的位移。问：l、本题研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？2、本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？3、FN和G在竖直方向上，它们有什么关系？5例2:一个滑雪的人质量是75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。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）问：本题属于那类力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是己知的？物体所受的合力沿什么方向？6解：对人进行受力分析，建立坐标系，把重力进行正交分解得：Gx＝mgsinθGy＝mgcosθ根据运动学规律：x＝v0t＋at2得：

代入已知量的数值得：a＝4m/s2根据牛顿第二定律F＝ma，即Gx－F阻＝ma得：F阻＝Gx－ma＝mgsinθ－ma代入数值得：F阻＝67.5N即：滑雪人受到的阻力是67.5N。12a＝2（x－v0t）t27对比相同之处：①都要进行受力分析、状态分析；②都要应用牛顿第二定律和运动学规律不同之处：例题1先根据受力情况确定合外力，后根据牛顿定律确定加速度，从而确定运动情况；例题2是根据运动情况确定加速度，后根据牛顿定律确定合外力，从而确定受力情况。8两类问题1.已知物体的受力情况，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。9小结l、两题都需画受力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式，画受力图是重要的解题步骤。不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度，而例2先用运动学公式求加速度。2、例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐标系后，就可以用G1和G2代替G，使解题方便。10一斜面AB长为10ｍ,倾角为３０°,一质量为２kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(ｇ取10m/s2)(1)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.(2)若给小物体一个沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少?图2q=30oABm11AG(1)、以小物体为研究对象,其受力情况如图所示.建立直角坐标系.小物体沿斜面即ｘ轴方向加速运动,设加速度为ax,则ax＝ａ,物体在ｙ轴方向没有发生位移,没有加速度则ay＝０.解析：q=30oBmFNxymFsinGqG1=cosGqG2=yNyxxmaGFFmaFGF=-==-=12mqqmcossinmgFmaFmgN==-由牛顿第二定律得：解析把重力Ｇ沿ｘ轴和ｙ轴方向分解：12q=30oABmFNGxymFsinGqG1=cosGqG2=又所以：NFFmm=设小物体下滑到斜面底端时的速度为ｖ,所用时间为ｔ,小物体由静止开始匀加速下滑,则：由)cos(sing-=qmq52/30cos.030(sin10sm°×°×=)-2/67.0sm=cossinmmgmga-=qmqasvvt2202+=atvvt+=0由smsmasv/7.3/1067.022=××==ssavt5.567.07.3===得得解析13

(2)小物体沿斜面匀速下滑时,处于平衡状态,其加速度ａ＝０，则在图示的直角坐标系中。NFFmm=所以又所以,小物体与斜面间的动摩擦因数58.030tantan=°===qmmNFFqqmcossinmgFmgFN==0012==-===-=yNyxxmaGFFmaFGFmq=30oABmFNGxymFsinGqG1=cosGqG2=由牛顿第二定律得：解析14若给物体一定的初速度①当μ＝tgθ时,物体沿斜面匀速下滑；②当μ＞tgθ（μmgcosθ＞mgsinθ）时,物体沿斜面减速下滑；③当μ＜tgθ（μmgcosθ＜mgsinθ）时,物体沿斜面加速下滑.q=30oABmFNGxymFsinGqG1=cosGqG2=小结15

例3、如图所示，质量m=4kg的物体；静止于水平面上，它受到一个水平拉力为F=10N的作用，拉力作用一段时间t后撤去，物体继续滑行到达B点速度恰好为零，已知AB两点距离为S=10m，物体与水平面间动摩擦因数μ＝0.2，求拉力F作用的时间t是多少？16

N=masinθ

B.N=m(g+asinθ)C.f=μmg

D.f=macosθ

☆例4、如图3所示,质量为m的人站在自动扶梯上,人鞋与梯的动摩擦因数为μ.扶梯倾角为θ,若人随扶梯一起以加速度a向上运动.梯对人的支持力N和摩擦力f分别为（）BD17

例5、如图所示，小车内的地面是光滑的，左下角放一个均匀小球，右壁上挂一个相同的球，两个球的质量均为4kg，悬挂线与右壁成37°角，小车向右加速前进．求：当右壁对A球的压力为零时，左壁对B球的压力为多大？（g取10m/s2）18

☆例6、如图所示的传递带装置，A、B两皮带轮的轮心间距离为1.5m，皮带以速度2m/s作匀速运动，现将一小物体C轻轻放到传送带的A端，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，那么需要多长时间物体C才能到达B端。191、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末继续向东运动D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东巩固练习:20根据两个练习的解题过程，以及我们对应用牛顿运动定律解题方法的分析，请同学们总结出应用牛顿定