人教版高中物理必修一6 用牛顿运动定律解决问题(一)

t=4s x=?
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一、 从受力情况确定运动情况
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)。 牛顿第 二定律 加速度 a 运动学 公式 物体运 动情况
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用牛顿运动定律解决 问题（一）
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1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的 运动情况进行受力分析。 2、能够从物体的受力情况确定物体的运动状态。
3、能够从物体的运动状态确定物体的受力情况。
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一、复习：
1、牛顿第二定律
内容：物体的加速度跟所受合力成正比,跟物体质量成反
比;加速度方向跟合力方向相同。 2、公式:F=ma 注意：（1）同时性 （2）同向性
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2、运动学公式 速度公式：v=vo+at 位移公式：x=vot +at2/2
导出公式：vt2－vo2=2ax
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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？ F1 mg FN F
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分析：
第二步
求F合、阻力 要对人进行受力
1
第一步求a因为v0=2m/s，
x=60m，t=5s 据公式 x=v0t+ at2 2 求得a=4m/s2 FＮ
分析画受力图，
F阻
a
G1 G2
)30o
G
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1 2 解：根据运动学公式：x＝v0t＋ at 2
得：
a＝
2（x－v0 t）
t2 代入已知量得：a＝4m/s2 对人进行受力分析，建立坐标系， 根据牛顿第二定律F＝ma，得： mgsinθ－F阻＝ma 即：F阻＝mgsinθ－ma 代入数值得：F阻＝67.5N 即：滑雪人受到的阻力是67.5N。
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。
2.物体所受的合力如何？
解析：竖直方向： 合力为零，加速度为零。 水平方向： 大小：F合=F－ F1 ；方向与拉力F方向相同
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3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移， 还差什么量？ vo=O 4.如何求加速度？ 借助于牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度。 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。 vt=?
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扩展问题1：如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪 面间动摩擦因数多大? 扩展问题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？ 扩展问题3：如果下坡后立即滑上一个30°的斜坡。
请问滑雪者最高能上升多高？
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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
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ห้องสมุดไป่ตู้
例4.光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块A、B，质量分 别为2kg和8kg，推力FA作用在A上，拉力FB作用在B上，且 FA=（8-2t）N，FB=（2+2t）N，问从t=0开始到A、B脱离， A、B的共同位移是多少？ A B
v=2m/s，在传送带的最左端A处，轻放一质量为m=0.2kg的 零件(可视为质点)，并且被传送到右端的B处. (1)物体在传送带上做什么样的运动？ (2)物体从A到B所需的时间为多少？
A B
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解析:（1）由于零件初速度为零，传送带粗糙并足够长，故 零件在滑动摩擦力的作用下先做匀加速直线运动，当零件的 速度和传送带的速度相等时，零件开始做匀速直线运动。
动力学的两类基本问题
一、从受力确定运动情况 物体受 力情况 牛顿第 二定律 加速度 a 运动学 公式 物体运 动情况
二、从运动情况确定受力 物体受 牛顿第 二定律 加速度 a 运动学 物体运 动情况
力情况
公式
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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vt=v0+at, x=v0t+at2/2,vt2－v02=2ax等)中，均 包含有一个共同的物理量——加速度a。
F mg g 2 m 2 s m m
（2）物体做匀加速运动时加速度大小为 a
由 v at 知 故位移
x1
t1
v 1s a
x x1 11 1 s 5s v0 2
1 2 1 at 2 12 1m 2 2
t2
物体做匀速运动的时间为
故物体从A到B所用的时间为 t t1 t2 6s 答案:（1）先做匀加速直线运动后做匀速直线运动 （2）6s
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动力学问题的求解
(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。
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例3.某工厂用传送带传送零件，设两轮圆心的距离为11m，
传送带与零件的动摩擦因数为μ =0.2，传送带的速度为
（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，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。
物体受 力情况 牛顿第 加速度 运动学 公式 物体运
二定律
a
动情况
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物体受 力情况
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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θ =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）。
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。