物理高一物理必修一第四章牛頓運動定律4.6用牛頓運動定律解決問題市公開課一等獎省優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎課件

4.6用牛頓運動定律處理問題(一)第1頁一、牛頓第二定律1、內(nèi)容：物體加速度跟所受協(xié)力成正比,跟物體質(zhì)量成反比;加速度方向跟協(xié)力方向相同。復習：2、公式:

F=ma注意：（1）同時性（2）同向性第2頁二、運動學公式速度公式：v=vo+at位移公式：x=vot+ at2導出公式：v2－vo

2=2ax第3頁例1.一個靜止在水平面上物體，質(zhì)量是2kg，在6.4N水平拉力作用下沿水平面向右運動，物體與水平地面間滑動摩擦力為4.2N。求物體4s末速度和4s內(nèi)發(fā)生位移。問題：1.物體受力情況怎樣？受力分析如圖示：GFNf2.物體所受協(xié)力怎樣？豎直方向：協(xié)力為零，加速度為零。水平方向：大小：F合=F－f；方向與拉力F方向相同3.物體運動情況中已知哪些量？要求末速度和位移，還差什么量？已知初速度VO和時間t，要求末速度Vt和位移Ｘ,還差加速度a。

ＶＯ=O

t=4s

Ｖt=?

Ｘ=?

第4頁解：物體受力如圖由圖知：F合=F－f=maa=4s末速度4s內(nèi)位移GFNfO4.怎樣求加速度？借助于牛頓第二定律F合=ma，利用協(xié)力來求加速度。5.本題解題思緒怎樣？先受力分析求出協(xié)力，再用牛頓第二定律求出加速度，最終用運動學公式求解。第5頁例1.一個靜止在水平地面上物體,質(zhì)量是2Kg,在6.4N水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間摩擦力是4.2N。求物體在4s末速度和4s內(nèi)發(fā)生位移。思索:假如物體與地面動摩擦因數(shù)為0.2，其它條件不變。其結果怎樣？GFNfO第6頁練習:1一個靜止在水平地面上物體,質(zhì)量是2Kg,在6.4N水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面動摩擦因數(shù)為0.2，求物體在4s末速度和4s內(nèi)發(fā)生位移。(g取10m/s2)第7頁解：物體受力如圖由圖知：F合=F1-F24s末速度4s內(nèi)位移GFNF1F2由牛頓第二定律可得:FN=G=mgF2= FN則:F合=F1 mg第8頁練習:2一個靜止在水平地面上物體,質(zhì)量是2Kg,在10N拉力F作用下沿水平地面向右運動。已知F與水平地面夾角為300，物體與地面動摩擦因數(shù)為0.2，求物體在4s末速度和4s內(nèi)發(fā)生位移。(g取10m/s2)F300第9頁解：物體受力如圖由圖知：F合=F1-Ff4s末速度4s內(nèi)位移GFNFFf由牛頓第二定律可得:FN+F2=GFf= FN則:F合=F1 (G-F2)F1F2第10頁例2．討論圖中所畫出系統(tǒng)在做向右勻加速運動時，指定物體A所受各力跟系統(tǒng)靜止時相比改變。A與車間沒滑動車面光滑，A沒離開壁第11頁訓練2.一位滑雪者假如以v0=20m/s初速度沿直線沖上一傾角為300山坡，從沖坡開始計時，至3.8s末，雪橇速度變?yōu)榱悖偃缪┣僚c人質(zhì)量為m=80kg，求滑雪人受到阻力是多少。（g=10m/s2）

mg

N

f

x

y

第12頁從運動情況確定受力解題步驟：1.確定研究對象,結合給定運動學參量,選擇運動學公式求加速度;2.對研究對象進行受力分析,畫出受力示意圖;3.依據(jù)力合成與分解法,表示出物體所受協(xié)力;4.依據(jù)牛頓第二定律列方程,求出未知力.其流程圖為：運動情況(x、v、t)→加速度a→協(xié)力F合→受力分析(求所需力)第13頁小結:分類：1.已知受力，確定運動情況；2.已知運動情況，確定受力。受力分析運動參量第1類第2類先求a加速度a——橋梁關鍵

第14頁應用：

如圖所表示，質(zhì)量為2m物體A和質(zhì)量為m物體B與地面摩擦均不計，在已知水平推力F作用下，A、B兩物體做加速運動，A對B作用力為多少？

第15頁一、

從受力確定運動情況

已知物體受力情況確定運動情況，指是在受力情況已知條件下，要求判斷出物體運動狀態(tài)或求出物體速度、位移等。處理這類問題基本思緒是：先分析物體受力情況求協(xié)力，據(jù)牛頓第二定律求加速度，再用運動學公式求所求量(運動學量)。

物體運動情況運動學公式加速度

a牛頓第二定律物體受力情況第16頁練習：一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成θ角力F推木箱使之向右運動，求經(jīng)過時間t木箱速度。θF第17頁GFFNFf

F1=FCosF2=FSinXYX方向：F合=F1-FfY方向：FN=G+F2

Ff=μFNV=V0+atF1=FcosF2=FSinF合=ma第18頁思緒：已知運動情況求受力。應先求出加速度a，再利用牛頓第二定律F合=ma求滑雪人受到阻力。解：第一步求a因為V0=2m/s，s=60m，t=5s據(jù)公式求得a=4m/s2例2.一個滑雪人，質(zhì)量m=75Kg，以v0=2m/s初速度沿山坡勻加速滑下，山坡傾角θ=30o，在t=5s時間內(nèi)滑下旅程x=60m，求滑雪人受到阻力（包含摩擦和空氣阻力）。2021attVＸ+=第19頁人)30oFＮF阻GG1G2yxa第二步求F合、阻力要對人進行受力分析畫受力圖，第20頁人)30oFＮF阻GG1G2yxa第二步求F合、阻力要對人進行受力分析畫受力圖所以：F合=ma=300N

x軸方向：F合=G1－F阻

y軸方向：F1－G2=0

滑雪人所受阻力

F阻=G1－F合

=mgsinθ－F合

=67.5N第21頁解：依據(jù)運動學公式：x＝v0t＋at2得：

代入已知量得：a＝4m/s2對人進行受力分析，建立坐標系， Gx=mgsin依據(jù)牛頓第二定律F＝ma，得： Gx－F阻＝ma即：F阻＝mgsinθ－ma代入數(shù)值得：F阻＝67.5N即：滑雪人受到阻力大小是67.5N。方向沿山坡向上.12a＝2（x－v0t）t2第22頁二、從運動情況確定受力

已知物體運動情況確定受力情況，指是在運動情況（知道三個運動學量）已知條件下，要求得出物體所受力或者相關物理量（如動摩擦因數(shù)等）。處理這類問題基本思緒是：先分析物體運動情況，據(jù)運動學公式求加速度，再在分析物體受力情況基礎上，用牛頓第二定律列方程求所求量(力)。

物體運動情況運動學公式加速度

a牛頓第二定律物體受力情況第23頁1.上題中假如忽略空氣阻力作用，滑雪人受到摩擦阻力多大,求滑雪板與雪面間動摩擦因數(shù)多大?2.假如坡長只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上還能滑多遠？3.假如下坡后馬上滑上一個300斜坡。請問滑雪者最高能上升多高？更上一層：（g=10m/s2)例2.一個滑雪人，質(zhì)量m=75Kg，以v0=2m/s初速度沿山坡勻加速滑下，山坡傾角θ=30o，在t=5s時間內(nèi)滑下旅程x=60m，求滑雪人受到阻力（包含摩擦和空氣阻力）。第24頁更上一層答案：（g=10m/s2)1、2、3、第25頁一、

從受力確定運動情況二、從運動情況確定受力

物體運動情況運動學公式加速度

a牛頓第二定律物體受力情況物體運動情況運動學公式加速度

a牛頓第二定律物體受力情況動力學兩類基本問題第26頁加速度a是聯(lián)絡力和運動橋梁

牛頓第二定律公式(F=ma)和運動學公式(勻變速直線運動公式v=v0+at,x=v0t+at2/2,v2－v02=2ax等)中，均包含有一個共同物理量——加速度a。由物體受力情況，用牛頓第二定律可求加速度，再由運動學公式便可確定物體運動狀態(tài)及其改變；反過來，由物體運動狀態(tài)及其改變，用運動學公式可求加速度，再由牛頓第二定律便可確定物體受力情況?？梢姡徽撌悄姆N情況，加速度一直是聯(lián)絡力和運動橋梁。求加速度是處理相關力和運動問題基本思緒，正確受力分析和運動過程分析則是處理問題關鍵。第27頁物體運動分析物體受力分析運動學公式牛頓第二定律加速度

a從受力確定運動從運動確定受力

1.基本思緒:加速度a是聯(lián)絡力和運動橋梁所求量所求量動力學問題的求解第28頁2.解題步驟：

(1)確定研究對象；(2)分析受力情況和運動情況，畫示意圖(受力和運動過程)；(3)用牛頓第二定律或運動學公式求加速度；(4)用運動學公式或牛頓第二定律求所求量。動力學問題的求解第29頁【練習1】質(zhì)量為40kg物體靜止在水平面上,當在400N水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過16m時,速度為16m/s,求物體受到阻力是多少?F【答案】80N第30頁【練習2】用彈簧秤拉著一個物體在水平面上做勻速運動,彈簧秤示數(shù)是0.40N.然后用彈簧秤拉著這個物體在水平面上做勻變速運動,測得加速度是0.85m/s2,彈簧秤示數(shù)是2.10N。這個物體質(zhì)量是多大?【答案】m=2kg第31頁【練習3】一個木箱沿著一個粗糙斜面勻加速下滑，初速度是零，經(jīng)過5.0s時間,滑下旅程是10m,斜面夾角是300，求木箱和粗糙斜面間動摩擦因數(shù)。(g取10m/s2)【答案】μ=0.48第32頁例2.一個滑雪人，質(zhì)量m=75kg，以v0=2m/s初速度沿山坡勻加速滑下，山坡傾斜角θ=300，在t=5s時間內(nèi)滑下旅程s=60m，求滑雪人受到阻力（包含滑動摩擦力和空氣阻力）.NGFf300GfNG”G’第33頁解題過程GG”G’fN依據(jù)牛頓第二定律：F合=ma，結合物體受力情況：F合=G’-f得：f=G’-ma=mgsin-ma=67.5Nθ由運動學公式：s=v0t+—at2

得：a=2(s-v0t)/t2=4m/s212第34頁練習：1.蹦床是運動員在一張繃緊彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作運動項目，一個質(zhì)量為60kg運動員，從離水平網(wǎng)面3.2ｍ高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0ｍ高處。已知運動員與網(wǎng)接觸時間