2018年秋人教版高一物理必修一第4章牛顿运动定律 6

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导学号 1321411
• 答解案析::1司5机6m发现前车停止,在反应时间t=0.50 s内仍做匀速运动,刹车后
摩擦阻力提供刹车时的加速度,使车做匀减速直线运动,达前车位置时,汽车 的速度应为零。
当汽车速度达到v=120 km/h=1030 m/s时 反应时间内行驶距离x1=vt=1030×0.5m=530m 刹车后的加速度a=-mF=-0.4m0mg=-4 m/s2
2.解题思路
分析物 体受力

求物体 的合力

a=mF求 加速度

运动学公式 求运动学量
• 3.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 体的受力分析图。
• (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。
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8s时到达高度H等于多 少?
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障, 飞行器立即失去升力,求飞行器减速上升阶段的加速度的大小。
• 解题指导:物体的运动情况是由物体所受合外力及物体初 始运动条件共同决定的。在解决动力学问题中应注重受力 分解析析能:(力1)第的一培次养飞行和中提,高设加。速度为a1,
• (4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需 的物理量——任意时刻的速度,任意时间内的位移,以及运 动轨迹等。
如图是一架航模遥控飞行器,其质量m=2kg,动力系统提供的 恒定升力F=28N。试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行 时所受的空气阻力恒为Ff=4N,g取10m/s2。 导学号 1321411
第四章
牛顿运动定律 6 用牛顿运动定律解决问题(一)
※ 知道动力学的两类基本问题及其特点
※ ※
掌握解决动力学问题的基本思路和方法, 会用牛顿运动定律和运动学公式解决有 关问题
1
课前预习
2
课内探究
3
素养提升
4
课堂达标
5
课时作业
课前预习
•从受力情况确定运动情况
• 1.牛顿第二定律确定了运__动___________力_和
由公式v2-v20=2ax知0-(1030)2=-2×4x2 得刹车过程的位移x2=12950m 所以公路上汽车间距离至少为s=x1+x2=156m。
•探究二 由物体的运动情况确定受力情况
• 一运动员滑雪时的照片如图所示,如果: • (1)知道在下滑过程中的运动时间。 • (2)知道在下滑过程中的运动位移。 • 试结合上述情况讨论:由物体的运动情况确
• 答案:5m/s2;1.5倍
解析:飞船返回时,放出降落伞,以飞船为研究对象,受到竖直向下的重 力mg和空气阻力f的作用。最理想最安全着陆是末速度vt=0,才不致于着地时 与地面碰撞而使仪器受到损坏。
由运动学公式v2t -v20=2as 变形得a=2vs20=2×240×02103m/s2=5m/s2 再由牛顿第二定律 F合=f-mg=ma f=m(g+a)=mg(1+0.5)=1.5mg 则阻力应为返回舱重力的1.5倍。
• 答案:20.8N
〔对点训练2〕 2016年11月18号“神舟十一号”飞船返 回舱顺利着陆,为了保证宇航员的安全,靠近地面时会放出 降落伞进行减速(如下图所示)。若返回舱离地面4km时,速 度方向竖直向下,大小为200m/s,要使返回舱最安全、最理 想着陆,则放出降落伞后返回舱应获得多大的加速度?降落 伞产生的阻力应为返回舱重力的几倍?(设放出降落伞后返回 舱做匀减速直线运动)。 导学号 1321411
工具,___加__速__度_______是桥梁。
• 『判一判』
• (1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外√力的方向。
()
×
• (2)根据物体加速度的方向可以√ 判断物体受到的每个力的方
向。( )

• (3)加速度是联系运动和力的桥梁。( ) • (4)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。( ×)
• 解析:如下图建立坐标,以v0方向 为x轴的正方向,并将重 力进行分解。
• G1=Gsin30°,G2=Gcos30° • 在x方向上,F3为物体受到的阻力大小;在y方向上,因为
物体的运动状态没有变化,所以重力的一个分力G2等于斜 坡的支持力FN。 • G2=FN
又因为a=v-t v0 所以a=0-3.820m/s2≈-5.26m/s2 其中“-”号表示加速度方向与x轴正方向相反。 又因为G1=mgsin30° 所以F3=-80×10×12N-80×(-5.26)N =-400N+420.8N=20.8N, 方向沿斜面向下。

联立①②解得:F1=mm1+1Fm2
在斜面上运动时:
F1-m1gsinθ-μm1gcosθ=m1a

F-(m1+m2)gsinθ-μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a④
联立③④解得:F1=mm1+1Fm2
同理可得,竖直向上运动时,细线上的张力F1仍是mm1+1Fm2,故选C。
课堂达标
课时作业
• 3.整体法与隔离法的选用
• 求各部分加速度相同的连接体的加速度或合力时,优先考 虑“整体法”,如果还要求物体之间的作用力,再用“隔 离法”;如果连接体中各部分加速度不同,一般选用“隔
(江西省南昌八一中学、洪都中学、麻丘中学等六校2016~2017 学年高一上学期期末联考)如图所示,质量为m1和m2的两个物体用细线相连,在 大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面(斜面与水平面成θ角),最后 竖直向上运动,则在这三个阶段的运动中,细线上张力的大小情况是
我锁着母亲,锁着她半年了。我把她的白发和叨唠锁在了四楼。她趴在阳台边,像一棵半枯的藤蔓,在阳光里呼吸,在风雨里憔悴。她,在淡然地承接着岁月的眷顾。 最让母亲不堪的,这座灰旧的小楼还不是我的家。在这个陌生的地方,母亲常独自诉说。那时的母亲是孤独而忧郁的,她的叨唠里,最大的心结是走不回月下的故乡了。
这是我工作的学校,现在也是母亲没有预计的旅店了。母亲常说,无事莫如三堂。三堂,就是学堂、庙堂、祠堂。年初,我连哄带骗、好说歹说,让母亲离开了她空巢的老家。短短几天,母亲便意兴萧索了。我知道,离巢的老人比老人空巢更加无助、冷清和落寞了。 锁着母亲,其实是我最大的心殇。年前,要强的母亲、88岁的母亲,终于用一根拐杖走上了暮年。她是摔伤的,卧病一年后又奇迹般地站起来了。只是她迈上几步,两腿颤颤巍巍的,让一边看的人更加着急。刚开始,母亲在我房间里走走,坐坐。一次,母亲居然一个人走下了四楼。我看见她的时候,她坐在一丛石楠树下,她和一个老婆婆在大声地闲聊。两位耳背的老人,大多听不清对方讲的什么,但这不影响她们交谈,她们聊得那么的开心。
2.解题思路
运动情 况分析

运动学 公式求a

由F=ma 求合力

求出物体所 受的其他力
• 3.解题步骤
• (1)根据物体的运动情况,利用运动学公式求出物体的加速 度。
• (2)根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力。
• (3)结合受力分析,从而求出未知的力或与力相关的某些物 理量。对物体ห้องสมุดไป่ตู้行受力分析时要善于结合物体的运动状态 来确定某个力的有无及其方向,比如弹力、摩擦力是否存 在与物体的运动情况有关,因此要结合物体的运动状态利 用假设法去分析。
______________的关受力系情,况使我们能够把物体的运动情况和
______________联系起来。
加速度
• 2.如果已知物体的受力情况,运动可情由况牛顿第二定律求出物
体的_________,再通过运动学的规律就可以确定物体的
______________。
•从运动情况确定受力情况
• 若已经知道物体的运动情况,根据运动学公式求加出速物度 体的 __________,于是就可以由牛顿外第力二定律确定物体所受的 _________,这是力学所要解决的又一方面的问题。
导学号 1321411
答案:20 m/s
解析:由牛顿第二定律得运动员蹬冰时的加速度 a=mF=15150 m/s2=2 m/s2 因为在15 s中运动员只10 s的时间加速,所以15 s末的速度v=at=2×10 m/s =20 m/s
课内探究
•探究一 由物体的受力情况确定运动情况
• 如图所示,汽车在高速公路上行驶, 如果:(1)汽车做匀加速运动。(2)汽车 关闭油门滑行。
素养提升
•连接体模型
• 1.建模背景:通过内力(绳的拉力、接触面弹力、摩擦力 等)联系在一起的两个或者多个物体所组成的物体系,物 理上常叫作连接体。
• 2.模型特点:组成连接体的相互关联的这几个物体一般 具有相同的运动量,如速度、加速度等(或它们的大小相 同)。解决该类问题时,常用的方法是整体法和隔离法。
•动力学的两类基本问题
动力学有两类问题:一是已知物体的受力情况分析___运__动_________情况; 二是已知运动情况分析__受__力__________情况,程序如下图所示。
力 受力分析 加速度a 运动学
牛顿第二定律
公式
运动 状态
其中,__受__力__分__析________是基础,牛顿第二定律和____运__动__学______公式是
• 试结合上述情况讨论:由物体的受力 情况确定其运动的思路是怎样的?
• 提示:通过分析物体的受力情况,根据牛顿第二定律求得 加速度,然后由运动学公式求出物体运动的位移、速度及 时间等。
1.问题界定: 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,判断
出物体的运动状态或求出物体的速度和位移。
• (5)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况 决定的。
『选一选』
2013年6月20日,我国宇航员王亚平在天宫授课时,利用质量测量仪粗略测
出了聂海胜的质量(如图)。若聂海胜受到的合外力为恒力F,从静止开始运动,
如图,经时间t移动的位移为s,则聂海胜的质量为 导学号 1321411 ( D )
A.Fst2 C.Fst
B.F2st D.F2ts2
解析:聂海胜受到恒力F做匀加速运动,加速度a=
2s t2
,由牛顿第二定律,
F=ma,则聂海胜的质量m=F2ts2,选项D正确。
『想一想』 如图所示,在冬季滑冰比赛中,假设滑冰运动员的总质量为55 kg,滑冰运 动员左右脚交替蹬冰滑行,左右脚向后蹬冰的力都是110 N,每次蹬冰时间1 s, 左右脚交替时,中间有0.5s的时间不蹬冰,忽略运动员滑行中受到的阻力,设 运动员由静止开始直线滑行,你能根据上述条件求出15 s末运动员的速度吗?
导学号 1321411 ( C ) A.由大变小 B.由小变大 C.始终不变 D.由大变小再变大
解析:设细线上的张力为F1,要求F1,选受力少的物体m1为研究对象较 好;此外还必须知道物体m1的加速度a,要求加速度a,则选m1、m2整体为研究 对象较好。在水平面上运动时:
F1-μm1g=m1a

F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a
定其受力情况的思路是怎样的?
提示:先根据运动学公式,求得物体运动的加速度,比如v=v0+at,x= v0t+12at2,v2-v20=2ax等,再由牛顿第二定律求物体的受力。
1.问题界定:
已知物体运动情况确定受力情况,指的是在运动情况(如物体的运动性质、
速度、加速度或位移)已知的条件下,要求得出物体所受的力。
一位滑雪者如果以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的 山坡,从冲坡开始计时,至3.8s末,雪橇速度变为零。如果雪橇与人的质量为m =80kg,求滑雪人受到的阻力是多少。(g取10m/s2) 导学号 1321411
解题指导:可先分析滑雪人在斜坡上的运动情况。根据匀变速度直线运动 的公式,可以求得加速度a。再对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律列出方 程,由已知的加速度a,求出物体受到的阻力。
由牛顿第二定律得F-mg-Ff=ma1;
飞行器上升的高度H=12a1t21;
以上两式代入数据解得H=64m。
• (2)第二次飞行中,设失去升力后的加速度为a2, • 由牛顿第二定律得-(mg+Ff)=ma2, • 代入数据解得a2=-12m/s2。 • 答案:(1)64m (2)12m/s2
〔对点训练1〕 为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离 (如下图所示),已知某高速公路的最高限速v=120km/h。假设前方车辆突然停 止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即 反应时间)为t=0.50s,刹车时汽车受到阻力的大小F为汽车重力的0.40倍,该高 速公路上汽车间的距离s至少应为多少?(取重力加速度g=10m/s2)
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