高中物理第四章牛顿运动定律第6节用牛顿运动定律解决问题一课件新人教版必修107281118

第四章第6节新知预习(yùxí)·巧设计名师(mínɡshī)课堂·一点通创新(chuàngxīn)演练·大冲关读教材·填要点要点一要点二随堂检测归纳小结课下作业综合提升试身手·夯基础关键语句归纳要点三第一页，共41页。第二页，共41页。第三页，共41页。1．进一步学习分析物体的受力情况，达到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(jiějué)问题的基本思路和方法。3．会用牛顿运动定律和运动学公式解决(jiějué)简单的力学问题。第四页，共41页。第五页，共41页。[读教材(jiàocái)·填要点]1．牛顿第二定律的作用牛顿第二定律确定了和的关系，使我们能够把物体的与联系起来(qǐlái)。2．从受力确定运动情况已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的，再通过确定物体的运动情况。运动(yùndòng)力运动情况受力情况运动学的规律加速度第六页，共41页。3．从运动情况(qíngkuàng)确定受力已知物体的运动情况(qíngkuàng)，根据运动学公式求出物体的，再根据确定物体所受的力。加速度牛顿第二(dìèr)定律第七页，共41页。[试身手(shēnshǒu)·夯基础]1．物体受10N的水平拉力作用，恰能沿水平面匀速运动，当撤去这个(zhège)拉力后，物体将()A．匀速运动B．立即停止运动C．产生加速度，做匀减速运动D．产生加速度，做匀加速运动第八页，共41页。解析：物体受10N的水平拉力(lālì)做匀速运动，合外力为零，因此摩擦力为10N，当10N的水平拉力(lālì)去掉后，由于惯性，物体继续向前运动。且受到10N的摩擦阻力作用，所以，物体立刻产生加速度，做匀减速运动，C选项正确。答案：C第九页，共41页。2．质量为m的物体，放在粗糙的水平地面上，受到一个水平方向的恒力F的作用而运动，在运动中，物体加速度a的大小 ()A．和物体的运动速度有关B．和物体跟地面间的动摩擦因数(yīnshù)无关C．和物体运动的时间无关D．和恒力F成正比第十页，共41页。答案(dáàn)：C第十一页，共41页。图4－6－13．如图4－6－1所示，木块A与B用一轻弹簧相连，竖直(shùzhí)放在木板C上，三者静置于地面上，它们的质量之比是1∶2∶3，设所有接触面都光滑。当沿水平方向迅速抽出木板C的瞬间，A和B的加速度分别是aA＝________，aB＝________。第十二页，共41页。答案(dáàn)：01.5g第十三页，共41页。第十四页，共41页。1．解题(jiětí)思路第十五页，共41页。2．解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图。(2)根据力的合成与分解，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，求出物体运动的加速度。(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及(yǐjí)运动轨迹等。第十六页，共41页。[名师点睛(diǎnjīnɡ)](1)正确的受力分析是解答本类题目的关键。(2)若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简便一些；若物体受三个或三个以上力作用时，要正确应用正交分解法求加速度。第十七页，共41页。图4－6－21．如图4－6－2所示，放置(fàngzhì)于水平地面质量是10kg的物体，在与水平方向成37°角的斜向右上方的拉力F＝100N的作用下，由静止开始沿水平地面做直线运动，物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，试求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)(1)5s末物体的速度大小和5s内物体的位移。(2)拉力F多大时物体可以做匀速直线运动？第十八页，共41页。第十九页，共41页。[解析](1)以物体为研究对象进行受力分析，建立直角坐标系如图所示，根据(gēnjù)牛顿第二定律有x方向：Fcos37°－Ff＝may方向：Fsin37°＋FN－mg＝0又Ff＝μFN联立解得a＝6m/s25s末物体的速度大小为v＝at＝6×5m/s＝30m/s第二十页，共41页。[答案(dáàn)](1)30m/s75m(2)45.5N第二十一页，共41页。物体的运动(yùndòng)情况是由物体的受力情况及物体运动(yùndòng)的初始状态共同决定的。而加速度是联系力与运动(yùndòng)的桥梁。第二十二页，共41页。第二十三页，共41页。2．解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图(lìtú)和运动草图。(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，由合力求出所需的力。第二十四页，共41页。[名师点睛](1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆。(2)题目中所求的力可能是合力(hélì)，也可能是某一特定的力，均要先求出合力(hélì)的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力。第二十五页，共41页。2．质量为2.75t的汽车(qìchē)，在2900N的牵引力的作用下，由静止开上一个山坡。沿山坡每前进1m，升高0.05m。汽车(qìchē)前进100m时，速度达到36km/h。汽车(qìchē)受到哪几个力的作用？画出力的示意图。汽车(qìchē)做什么运动？加速度有多大，方向如何？求汽车(qìchē)在前进中所受的摩擦力。(g取10m/s2)第二十六页，共41页。[审题指导]解答本题需要把握以下两点：(1)根据已知明确sinθ。(2)根据运动学确定(quèdìng)a进而求F合及Ff。第二十七页，共41页。[解析]本题先由运动学方程求出加速度的大小和方向。再把重力分解为沿斜面方向的分力mgsinθ和垂直斜面方向的分力mgcosθ，沿斜面方向列出动力学方程Fx＝ma求解(qiújiě)。(垂直斜面方向的合力为零，F2＝mgcosθ)本题解题的方法称为“正交分解法”。第二十八页，共41页。汽车受到四个力的作用：重力G、牵引力F1、斜面的支持力F2和摩擦力Ff，汽车做匀加速运动，加速度方向沿斜面向上。受力如图所示。由v2＝2ax可求出加速度的大小为a＝v2/(2x)＝102/(2×100)m/s2＝0.5m/s2，根据牛顿(niúdùn)第二定律得F1－mgsinθ－Ff＝ma。所以Ff＝F1－mgsinθ－ma＝(2.9×103－2.75×103×10×0.05－2.75×103×0.5)N＝150N[答案]见解析第二十九页，共41页。已知运动情况求解(qiújiě)受力情况，首先要进行运动分析，再利用运动学公式求出加速度，然后对物体进行受力分析，运用牛顿第二定律求出某力。第三十页，共41页。1．连接体及其特点多个相互关联(guānlián)的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。第三十一页，共41页。2．处理连接体问题的常用方法(1)整体法：若系统内各物体具有相同的加速度，一般把连接体看成一个整体，由牛顿第二定律求出系统的加速度，然后再根据题目要求将其中的某个物体进行(jìnxíng)隔离分析并求解它们之间的相互作用力。将整体作为研究对象时只分析外力，物体间的内力不能列入牛顿定律方程中。第三十二页，共41页。(2)隔离法：把系统中的各个部分(或某一部分)从系统中隔离出来，作为一个单独的研究(yánjiū)对象来分析，从而求解物体之间的相互作用力。第三十三页，共41页。[名师点睛](1)处理连接体问题时，不能将整体法和隔离法对立起来，往往整体法和隔离法要相互配合交替使用。(2)在应用隔离法时，系统的内力有可能成为(chéngwéi)某研究对象的外力，分析时要特别注意。第三十四页，共41页。图4－6－33．如图4－6－3所示，质量为m的物块放在倾角为θ的斜面(xiémiàn)上，斜面(xiémiàn)体的质量为M，斜面(xiémiàn)与物块无摩擦，地面光滑，现对斜面(xiémiàn)体施一个水平推力F，要使物块相对斜面(xiémiàn)静止，力F应为多大？第三十五页，共41页。[审题指导]解答本题时需要把握以下两点：(1)两物体的加速度a都水平(shuǐpíng)向左，故其F合都是水平(shuǐpíng)向左的。(2)先分析m，再分析(M和m)。第三十六页，共41页。[解析]两物体无相对滑动，说明两物体加速度相同，方向均水平向左。对于物块m，受两个(liǎnɡɡè)力作用，其合力水平向左。先选取物块m为研究对象，求出它的加速度，它的加速度就是整体加速度，再根据F＝(M＋m)a求出推力F。第三十七页，共41页。先选择物块为研究对象，受两个力：重力mg、支持力FN，且两力合力水平向左，如图所示，由图可得：ma＝mgtanθ，a＝gtanθ；再选整体为研究对象，根据(gēnjù)牛顿第二定律得F＝(M＋m)a＝(M＋m)gtanθ。[答案(dáàn)](M＋m)gtanθ第三十八页，共41页。在解简单连接体问题中，求合力或系统加速度时，优先考虑“整体法”，若求物体之间的相互作用力时，用“隔离法”。实际应用中可根据具体情况，灵活交替使用，不应拘泥于固定模式，无论运用哪种方法，解题的关键还是在于对选择的研究对象进行(jìnxíng)正确的受力分析。第三十九页，共41页。第四十