《用牛頓運動定律解決問題（一）》教學課件

§4.6用牛頓定律解決問題（一）科技工作者能準確地預測火箭的變軌、衛(wèi)星的著地點，他們靠的是什么呢？新課引入像這樣復雜的運動，以我們現(xiàn)在的知識水平，還不能夠解決，但是我們今天學習的研究問題的方法將對以后的工作有很大的幫助。下面我們就從類似的較為簡單的問題入手，看一下這一類問題的研究方法。

例題1質(zhì)量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N.問物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。一個靜止在水平地面上的物體，思考：如何求位移，速度該了解物體做何種運動？（是不是我們熟悉的某種運動呢？）加速度呢？怎么求？初速度為零牛頓第二定律情景分析一、研究對象是誰？二、受幾個力的作用？三、合力沿什么方向？大小是多少？FGfFN受力分析y：Fy合=0x：Fx合=2.2Nyxo解:(1)由牛頓第二定律F=ma，可以求出物體的加速度a=F/m=(F-f)/m=1.1m/s2(2)求出了物體的加速度a，由運動學公式就可以求出4s末的速度v和4s內(nèi)發(fā)生的位移x.v=at=1.1×4m/s=4.4m/s，

x=1/2at2=0.5×1.1×16m=8.8m.剛才的問題中，我們通過對物體進行受力分析，運用牛頓第二定律找出物體的加速度，然后分析運動情況，求出運動結(jié)果。除了這類已知受力求運動的問題外，生活中還有另一種問題也很常見。雖然歐文停得精彩，但也傷得不清，能否知道急停那瞬間韌帶的受力呢像這樣復雜的運動下的受力問題，以我們現(xiàn)在的知識水平，還不能夠解決，但是我們今天也要學習研究這類問題的方法。下面我們就從類似的較為簡單的問題入手，看一下這一類問題的研究方法。

例題2一個滑雪的人，質(zhì)量是75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ=300。在t=5s的時間內(nèi)滑下的路程x=60m。求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣）阻力）。思考：如何求阻力，受哪些力？受力分析

合力沿什么方向？

合力沿斜面向下。

受力方向復雜，如何求合力?

沿平行于斜面向下和垂直斜面向上為+x，+y軸。總結(jié)解(1)如圖所示建立坐標系，把重力G沿x軸方向和y軸方向進行分解，得到：Gx=mgsinθ，Gy=mgcosθ，人沿山坡做的是勻加速運動，由運動學公式：x=v0t+1/2at2解出a=2(x-v0t)/t2，代入數(shù)值得：a＝4m/s2(2)根據(jù)牛頓第二定律得：F阻=Gx-ma=mgsinθ－ma代入數(shù)值得：F阻＝6７.5N.１．兩題都需要畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運動學公式畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例1先用牛頓第二定律求加速度，而例2先用運動學公式求加速度。２．例2中物體受力方向較為復雜，建立平面直角坐標系后，就可以用Gx和Gy代替G，使解題方便。３．因為加速度方向就是物體所受合外力的方向，所以以加速度的方向為正方向，會給分析問題帶來很大方便。蜘蛛俠擋火車理想化模型假設(shè)蜘蛛俠所擋火車質(zhì)量為1000噸，勻速行駛速度為180公里/小時，火車受鐵軌和空氣阻力為車重的0.02倍，求要在500米內(nèi)停下，蜘蛛俠要施加給火車的阻力為多大？課堂小結(jié)一、總結(jié)受力分析的方法二、強調(diào)解決動力學問題的