高中物理-4.6-用牛顿运动定律解决问题(一)课件-新人教版必修1

速度为零。水平方向:大小：F合=F－f;方向 与拉力F方向相同。
（2）用牛顿第二定律知:F合=ma利用合力来 求加速度,利用运动学公式求位移。
N
解：物体受力如图
f
F
O
由图知：F合=F－f=ma
a= F f 6.4 4.2 1.1m / s2
G
m
2
4s末的速度 vt v0 at 0 1.1 4 4.4m / s
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 二定律
加速度 a
运动学 公式
物体运 动情况
例题
例:一个滑雪的人，质量m=75kg，
以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下， 山坡的倾角θ=30o，在t=5s的时间内滑下 的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包 括滑动摩擦力和空气阻力)。
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
例题
例: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。
N
fO
F
分析：
G
（1）受力分析如图示:竖直方向:合力为零,加
导入新课
1. 牛顿第二运动定律 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。 公式:F=ma
2. 运动学公式：
速度公式：v=vo+at 位移公式：s=vot+at /22 导出公式：vt－2 vo =2 2as
第四章 牛顿运动定律
教学目标
（1）知识与技能
能运用牛顿定律解答一般的力学问题。 理解运用牛顿定律解决问题的一般方法， 即首先对研究对象进行受力分析，然后用 牛顿定律把二者联系起来。 在分析解题的过程中学习体会可以采取一 些具体有效的方法，比如如何建立恰当的 坐标系进行解题等。
Y方向：FN-mg cosθ=0 ②
f=μFN
③
三个未知量f、FN、a解三个
方程得：a=g(sinθ-μcosθ)
=10×(sin37°-0.05cos37°)
=5.6m/s2 v=at=5.6×5m/s=28m/s
S 1 at2 1 5.6 52m 70m
2
2
FN f阻
G
X
θ
G
G
Y
75 (9.8 0.5 4） 67.5N
例题
例:一个质量为0.2Kg的物体用
细绳吊在倾角为θ＝５３°的光滑 斜倾面顶端如图所示，斜面静止时， 物体紧靠在斜面上，绳与斜面平行， 不计摩擦，当斜面以１０ｍ／ｓ2 的加速度向右运动时，求绳中的拉 力及斜面对物体的弹力。
解： Ｆcosθ-FＮsinθ＝ｍａ
Ｆsinθ+FＮcosθ＝ｍｇ
故随着加速度的增长,拉力 Ｆ增大,支持力Ｎ减小。 FN F
当加速度达到某一值ａ0时 ,FＮ刚好为零， F cosθ= ma0
θ mg
F sinθ= mg
ａ0 = gcotθ = 7.5 m／s2
FT
因为ａ＝１０ｍ／ｓ2＞ａ0故物
体飞起，压力大小Ｎ＝０
ma
如图，由三角形知识得：
N
a(正）
加速运动 V0=0
f
F
f
N
V（正）
减a 速运动
V1=15m/s
V3=0
S1=225m
G
S2=125m
G
解：火车的运动情况和受力情况如图所示
加速阶段：v0=0, vt=54km/h=15m/s, s1=225m 由运动学公式：
教学重、难点
重点
牛顿运动定律的综合应用。
难点
受力分析:牛顿第二定律在实际问题中的 应用。
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1、从受力确定运动情况 2、从运动情况确定受力
1、从受力确定运动情况
知识要点
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)。
解：对人进行受力分析得
N
右图因为v0=2m/s,x=60m,t=5s取 沿钭面向下方向为正则：根据 G2 运动学公式：
s

V0t

1 2
at2

60

2

5

1 2

a

52
求得a = 4m/s2
f
G1 mg
再由牛顿第二定律可得：
G2 f mg sin f ma
f m(g sin a)
（2）过程与方法
培养学生的分析推理能力和解题的能力。 培养学生运用牛顿运动定律解决问题的能力。 引导帮助学生解决从受力确定物体的运动情 况和从运动情况确定受力两透“学以致用”的思想，有将物理知识应 用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日 常生活有关的物理问题. 培养学生联系实际、实事求是的科学态度和 科学精神.
归纳
从受力确定运动学参量解题步骤： 1.确定研究对象,并对该物体进行受力分析, 2.画出受力示意图。 3.根据力的合成与分解法,求出物体所受的合力。 4.根据牛顿第二定律列方程,求出加速度。 5.结合给定的运动学参量,选择运动学公式求未 知量并加以讨论。
2、从运动情况确定受力
知识要点
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）。
4s内的位移
s

v0t

1 2
at 2

1 2
1.1 42

8.8m
例题
例: 如图所示：一个滑
雪人，质量m=50kg，从静 止开始沿倾角θ=37°的斜 坡自由滑下，若已知滑雪 板与雪面动摩擦数为0.05， 经过5秒后下滑路程多少？ 此时速度又是多少？（不 计空气阻力）
解：
X方向：mgsinθ-f=ma ①
mg
从运动确定受力解题步骤： 1.确定研究对象,结合给定的运动学参量,选 择运动学公式求加速度。 2.对研究对象进行受力分析,画出受力示意 图. 3.根据力的合成与分解法,表示出物体所受 的合力。 4.根据牛顿第二定律列方程,求出未知力。
例题
例:质量为100t的机车从停车场出发，经
225m后，速度达到54km/h，此时，司机关闭 发动机，让机车进站，机车又行驶125m才停止 在站上。设运动阻力不变，求机车关闭发动机 前所受到的牵引力。