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资料

2014-2015高中物理人教版必修(bìxiū)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资料第一页，共29页。2

1明确动力学的两类根本(gēnběn)问题掌握(zhǎngwò)应用牛顿运动定律解题的根本思路和方法第二页，共29页。一、牛顿第二定律(dìnglǜ)的作用运动力牛顿第二定律物体的运动情况受力情况第三页，共29页。二、动力学的两类根本(gēnběn)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(niúdùn)第二定律加速度运动学规律(guīlǜ)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第四页，共29页。一.从受力确定(quèdìng)运动情况求得x、v0、v、t.已知物体的受力情况求得a第五页，共29页。例1.如下图，质量m＝2kg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倍，现对物体施加一个大小F＝8N、与水平方向成θ＝37°角斜向上(xiàngshàng)的拉力，sin37°＝，cos37°＝，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(jiěxī)a＝1.3m/s2，方向(fāngxiàng)水平向右mgFfFNF由图象可得第六页，共29页。例1.如下图，质量m＝2kg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(tánlì)的倍，现对物体施加一个大小F＝8N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，sin37°＝，cos37°＝，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(jiěxī)mgFfFNF速度(sùdù)公式位移公式第七页，共29页。二.从运动情况(qíngkuàng)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第八页，共29页。解析(jiěxī)例2.民用航空客机(kèjī)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，翻开紧急出口的舱门，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．假设某型号的客机(kèjī)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)，那么：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？由题意(tíyì)可知，L＝5.0mh＝4.0m代入数据得a＝2.5m/s2乘客沿气囊下滑过程中第九页，共29页。解析(jiěxī)例2.民用航空客机的机舱除通常(tōngcháng)的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，翻开紧急出口的舱门，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．假设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)，那么：(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？对乘客(chéngkè)受力分析沿x轴方向有沿y轴方向有第十页，共29页。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图象如下图．弹性球与水平(shuǐpíng)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g＝10m/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(jiěxī)弹性(tánxìng)球下落过程的加速度为Ffmg根据牛顿第二定律

针对训练1第十一页，共29页。质量(zhìliàng)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图象如下图．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g＝10m/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(jiěxī)弹性(tánxìng)球第一次反弹后的速度Ffmg球上升过程的加速度球第一次反弹的高度针对训练1第十二页，共29页。三.多过程(guòchéng)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(zhùyì)第十三页，共29页。例3.质量为m＝2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝，现在对物体施加如下图的力F，F＝10N，θ＝37°(sin37°＝0.6)，经t1＝10s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止．(g取10m/s2)那么：(1)说明物体在整个运动过程中经历(jīnglì)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(zuòyòng)时，物体做匀加速直线运动撤去F时物体(wùtǐ)的速度到达最大值撤去F后物体做匀减速直线运动第十四页，共29页。例3.质量为m＝2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝，现在对物体施加如下(rúxià)图的力F，F＝10N，θ＝37°(sin37°＝0.6)，经t1＝10s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止．(g取10m/s2)那么：(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？mgFN1Ff

Fsinθ＋FN1＝mg

Fcosθ－Ff＝ma1Ff＝μFN1

v＝a1t1

x1＝25m

v＝5m/s竖直(shùzhí)方向水平(shuǐpíng)方向由匀变速运动规律得第十五页，共29页。例3.质量为m＝2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝，现在对物体施加如下图的力F，F＝10N，θ＝37°(sin37°＝0.6)，经t1＝10s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止．(g取10m/s2)那么(nàme)：(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mgFN2Ff’

Ff′＝μmg＝ma2

2a2x2＝v2

x2＝2.5m物体运动(yùndòng)的总位移x＝x1＋x2＝27.5m由匀变速运动(biànsùyùndòng)规律得根据牛顿第二定律第十六页，共29页。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．如下图，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝0.8m、倾角θ＝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(jīngguò)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μ＝，不计空气阻力．(取g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8)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？mgFNFf

沿斜坡(xiépō)方向mgsinθ－Ff＝ma

Ff＝μFN

垂直于斜坡(xiépō)方向FN－mgcosθ＝0针对训练2第十七页，共29页。mgFNFf

匀变速运动(biànsùyùndòng)规律联立以上(yǐshàng)各式得a＝gsinθ－μgcosθ＝4m/s2

t＝2s冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相(liàngxiàng)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．如下图，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝0.8m、倾角θ＝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μ＝，不计空气阻力．(取g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8)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第十八页，共29页。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．如下图，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝0.8m、倾角θ＝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μ＝，不计空气阻力．(取g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8)求：(1)人从斜坡顶端(dǐngduān)A滑至底端C所用的时间；(2)人在离C点多远处停下？针对(zhēnduì)训练2mgFNFf

μmg＝ma′由牛顿第二(dìèr)定律得联系v下滑过程：v2＝2aL

第十九页，共29页。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．如下图，ACD是一滑雪场示意图，其中(qízhōng)AC是长L＝0.8m、倾角θ＝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μ＝，不计空气阻力．(取g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝)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？mgFNFf

联系(liánxì)v水平(shuǐpíng)面上0－v2＝－2a′x

x＝12.8m针对训练2第二十页，共29页。动力学问题多过程问题运动(yùndòng)对象(duìxiàng)受力明确(míngquè)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第二十一页，共29页。解析(jiěxī)1.一个滑雪运发动从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角θ＝30°，如下图，滑雪板与雪地间的动摩擦因数(yīnshù)是，求5s内滑下来的路程和5s末速度的大小(运发动一直在山坡上运动)．从受力确定运动(yùndòng)情况以滑雪运发动为研究对象θ

mgFNFf

根据牛顿第二定律第二十二页，共29页。解析(jiěxī)1.一个滑雪运发动从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角θ＝30°，如下图，滑雪板与雪地间的动摩擦因数(yīnshù)是，求5s内滑下来的路程和5s末速度的大小(运发动一直在山坡上运动)．从受力确定运动(yùndòng)情况滑雪运发动为研究对象θ

mgFNFf

≈58.2mv＝at＝10×(－0.04×)×5m/s

≈23.3m/s5s末速度为第二十三页，共29页。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v－t图象如下(rúxià)图，求斜面的倾角θ以及物体与斜面间的动摩擦因数μ.(g取10m/s2)解析(jiěxī)从运动(yùndòng)情况确定受力上滑过程的加速度下滑过程的加速度第二十四页，共29页。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(jùlí)，此后关闭发动机，汽车又运动了2s停止，汽车的质量m＝2×103kg，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(jiěxī)多过程(guòchéng)问题匀加速直线运动a汽车减速过程的加速度根据牛顿第二定律