新步步高高中物理人教必修1课件4.6用牛顿运动定律解决问题一1

1、第四章 牛顿运动定律,6 用牛顿运动定律解决问题（一）,一、牛顿第二定律,1、内容：物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比,跟它的质量成反比; 加速度方向跟作用力方向相同。,复习：,2、公式: F=ma,二、运动学公式,速度公式 ：v = vo+at,位移公式：x= vot +at2,导出公式：v 2 vo 2 =2ax,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。,问题：,1.物体的受力情况如何？,受力分析如图示：,G,2.物体所受的合力如何？,竖直方向：,合力为零，加

2、速度为零。,水平方向：,大小：F合= F1 F2 ；方向与拉力F1方向相同,3.物体是匀变速运动吗? 运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？,物体做匀变速直线运动,已知初速度VO和时间t，要求末速度V和位移,还差加速度a。,FN,F1,F2,a=?,解：物体受力如图 由图知：F合=F1-F2 由牛顿第二定律可得:,4s末的速度,4s内的位移,4.如何求加速度？,借助于牛顿第二定律F合=ma，先求合力再求加速度。,5.本题的解题思路如何？,先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。,G,FN,F1,F2,练习:1一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,

3、在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦因数为0.2，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。,(g取10m/s2),解：物体受力如图 由图知：F合=F1-F2,4s末的速度,4s内的位移,G,FN,F1,F2,由牛顿第二定律可得:,FN=G=mg,F2=FN,则:F合=F1mg,练习:2一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在10N的拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面的夹角为300，物体与地面的动摩擦因数为0.2，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。,(g取10m/s2),F,300,解：物体受力如图 由图知：F合=F1-Ff,4s末的速度,4s

4、内的位移,G,FN,F,Ff,由牛顿第二定律可得:,FN+F2=G,Ff=FN,则:F合=F1(G-F2),F1,F2,一、 从受力确定运动情况,已知物体受力情况确定运动情况，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。 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)。,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推木箱使之向右运动，求经过时间t木箱的速度。,X方向：F合=F1-Ff Y方向：FN=G+F2 F f=FN V=V0+at,F1=,Fcos,

5、F2=FSin,F合=ma,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。,解：第一步求a 因为V0=2m/s，s=60m，t=5s 据公式 求得a = 4m/s2,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）。,第二步求F合、阻力 要对人进行受力分析画受力图，,第二步求F合、阻力 要对人进行受力分析画受力图,所以：F合=ma=300Nx轴方向：F合=G1F阻y轴方向：F1G2=0滑雪人所受的阻

6、力 F阻=G1 F合 =mgsin F合 =67.5N,解： 根据运动学公式：xv0t at2 得： 代入已知量得：a4m/s2 对人进行受力分析，建立坐标系， Gx=mgsin 根据牛顿第二定律Fma，得： GxF阻ma 即：F阻mgsinma 代入数值得：F阻67.5N 即：滑雪人受到的阻力大小是67.5N。方向沿山坡向上.,二、从运动情况确定受力,已知物体运动情况确定受力情况，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）。 处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第

7、二定律列方程求所求量(力)。,1.上题中如果忽略空气阻力作用，滑雪人受到的摩擦阻力多大,求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?,2.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？,3.如果下坡后立即滑上一个300的斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高？,更上一层：（g=10m/s2),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）。,更上一层答案：（g=10m/s2),1、,2、,3、,一、 从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力

8、,动力学的两类基本问题,加速度a是联系力和运动的桥梁,牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式(匀变速直线运动公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v02=2ax等)中，均包含有一个共同的物理量加速度a。 由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。 可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。,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,例题、 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