人教版物理必修1课件：第四章 第6节 用牛顿运动定律解决问题(一)

v0＋0 解析：(1)汽车开始阶段做匀加速直线运动，x0＝ 2 t1，解得 v0＝2tx10＝4 m/s.
(2)汽车滑行减速过程加速度
0－v0 a2＝ t2 ＝－2
m/s2，
由牛顿第二定律得：－f＝ma2，
解得 f＝4×103 N.
(3)开始加速过程中加速度为 a1， 由 x0＝12a1t21，解得 a1＝1 m/s2， 由牛顿第二定律得 F－f＝ma1， 解得：F＝f＋ma1＝6×103 N. 答案：(1)4 m/s (2)4×103 N (3)6×103 N
判断正误
物体受恒定的水平拉力 F 作用，恰能沿水平面匀速 运动，当撤去这个拉力后，物体将
1．匀速运动．(×) 2．立即停止运动．(×) 3．产生加速度，做匀减速运动．(√)
小试身手
1．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的 依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上 发生滑动时留下的滑动痕迹．在某次交通事故中，汽车 的刹车线长度是 14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦 因数恒为 0.7，g 取 10 m/s2，则汽车刹车前的速度为( )
重点难点
重 1.能根据受力情况会 点 求运动情况.
2.能根据运动情况 会求受力情况．
难 点
1.正确受力分析. 2.会分析不同的运动 阶段，根据不同的 运动性质选择公式.
知识点一 从受力确定运动情况
提炼知识 1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能 够把物体的运动情况和受力情况联系起来． 2．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律 求出物体的加速度，再通过运动学规律确定物体的运动 情况．
题后反思 从运动情况确定受力的注意事项
1．由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方 向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度 的方向混淆．
2．题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定 的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与 分解求分力．
1.某物理兴趣小组用频闪照相机测小球在 竖直上抛过程中受到的空气阻力．将一质量为 m 的小球靠近墙面竖直向上抛出，用频闪照相 机记录下全过程，图甲和图乙分别是上升过程 和下降过程的频闪照片，O 是运动的最高点．设小球所受 阻力大小不变，则小球受到的阻力大小约为( )
mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma′， 代入数据，解得 a′＝2 m/s2， 下滑时间为：t′＝t－t0＝0.6 s－0.4 s＝0.2 s 下滑的距离为：s′＝12a′t′2＝12×2×0.22＝0.04 m AB 间的距离为：sAB＝s－s′＝0.8 m－0.04 m＝0.76 m；故选 C. 答案：C
2．用平行于斜面的力推动一个质量为 m 的物体沿着
倾斜角为 α 的光滑斜面由静止向上运动，当物体运动到
斜面的中点时撤去推力，物体恰能滑到斜面顶点，由此
可以判定推力 F 的大小必定是( )
A．2mgcos α
B．2mgsin α
C．2mg(1－sin α) D．2mg(1＋sin α)
F－mgsin α 解析：有推力 F 时，a＝ m ，撤去 F 后， a′＝gsin α， 由 v2＝2ax，得：a＝a′，
F－mgsin α 即： m ＝gsin α，F＝2mgsin α，故 B 正确．
答案：B
解析：滑块向上滑行时，设加速度大小为 a，由牛顿 第二定律，得
mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma， 代入数据，解得 a＝10 m/s2，
滑块上滑时，速度从 v0＝4 m/s 变为零需要的时间 t0 ＝va0＝140 s＝0.4 s，
上滑的最大距离 s＝2va20＝2402 m＝0.8 m. 经过 0.4 s，滑块达到最高点，速度为零，然后向下 滑行，设下滑的加速度大小为 a′. 由牛顿第二定律，得
物体做匀加速运动的时间为 t1，由匀加速直线运动规 律得，t1＝va＝42 s＝2 s.
物体做匀加速运动的位移为 x1，则有：
x1＝12at21＝12×2×22 m＝4 m. 可知物体做匀速运动的位移： x2＝16 m－x1＝12 m， 做匀速运动的时间 t2＝xv2＝142 s＝3 s. 所以物体由左端运动到右端的时间 t＝t1＋t2＝5 s. 答案：5 s
判断正误
1．由运动情况能确定受力情况，说明运动决定受 力．(×)
2．由运动情况确定受力情况，要先求出加速度．(√) 3．由物体加速度的方向可以判断物体所受合力的方 向．(√)
小试身手
2.一光滑斜劈，在力 F 推动下向左做匀加速直线运 动，且斜劈上有一木块恰好与斜劈保持相对静止，如图 所示，则木块所受合力的方向为( )
第四章 牛顿运动定律
6 用牛顿运动定律解决问 题(一)
学习目标
1.进一步学习物体的受力情 况，并能结合物体的运动情 况进行受力分析. 2.知道动力学的两类问题： 从受力情况确定运动情况和 从运动情况确定受力情 况．理解加速度是解决两类 动力学问题的桥梁. 3.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.
m/s 的初速度从倾角为 37°的斜面 AB 的底端 A 滑上斜 面，滑块与斜面间的动摩擦因数为 μ＝0.5，取 g＝10 m/s2， sin 37°＝0.6.若从滑块滑上斜面起，经 0.6 s 滑块正好通 过 B 点，则 AB 之间的距离为( )
A．0.8 m C．0.76 m
B．0.64 m D．0.6 m
(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求 出所需求的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运 动轨迹等．
特别说明 若物体受两个力作用，用合成法求合力
往往要简便一些；若物体受三个或三个以上的力作用时，
要正确应用正交分解法求合力．
【典例 1】 如图所示，m＝1.0 kg 的小滑块以 v0＝4
A.14mg 1
C.2mg
B.13mg Βιβλιοθήκη ．mg解析：设每块砖的厚度是 d，
向上运动时：9d－3d＝aT2，①
向下运动时：3d－d＝a′T2，②
联立①②，得aa′＝31，③
根据牛顿第二定律，向上运动时：mg＋f＝ma，④ 向下运动时：mg－f＝ma′，⑤ 联立③④⑤，得 f＝12mg；故选 C. 答案：C
如图所示，水平传送带长 L＝16 m，始终以 v＝4 m/s 的速度运动，现将一个小物体从传送带的左端由静止释 放，已知物体与传送带间的动摩擦因数为 0.2，g 取 10 m/s2，求物体从左端运动到右端所需的时间．
解析：在物体相对于传送带向左运动时，物体受到的 合力等于摩擦力，该力产生了物体的加速度，所以 μmg ＝ma，a＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2.
A．水平向左 B．水平向右 C．沿斜面向下 D．沿斜面向上
解析：由木块与斜劈相对静止一起向左匀加速直线运 动知，木块的加速度方向水平向左，由牛顿第二定律得， 木块受的合力方向也水平向左，故 A 正确．
答案：A
拓展一 由受力情况求解运动情况
玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，在欢乐的笑声中， 培养了他们勇敢的品质，如果滑梯的倾角为θ，一个小 孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ， 滑梯长度为 L，怎样求小孩滑到底端的速度和需要的时 间？
提示：根据牛顿第二定律 F－mg＝ma，若想求得推 力 F，需知火箭的质量和加速度，火箭的加速度可以根据 运动学公式 x＝12at2 求得，即需要知道发射架的高度 x 和 火箭通过发射架的时间 t，综上所述除了时间 t 已经测得 外，只要再知道火箭质量 m 和发射架的高度 x，就可由公 式 x＝12at2 和 F－mg＝ma 求出火箭受到的推力．
【典例 2】 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开
始沿直线运动，4 s 内通过 8 m 的距离，此后关闭发动机， 汽车又运动了 2 s 停止，已知汽车的质量 m＝2×103 kg， 汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：
(1)关闭发动机时汽车的速度大小； (2)汽车运动过程中所受到的阻力大小； (3)汽车牵引力的大小．
提示：首先分析小孩的受力，利用牛顿第二定律求出 其下滑的加速度，然后根据公式 v2－v20＝2ax，x＝v0t＋12 at2 即可求得小孩滑到底端的速度和需要的时间．
1．解题思路．
2．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．
A．7 m/s B．14 m/s C．10 m/s D．20 m/s
答案：B
知识点二 从运动情况确定受力
提炼知识 如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物 体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受 的力．
1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/212021/11/212021/11/2111/21/2021 7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/212021/11/21November 21, 2021 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/212021/11/212021/11/212021/11/21
拓展二 由运动情况确定受力情况
李伟同学在观看 2012 年 2 月 25 日 0 时 12 分我国发 射第十一颗北斗导航卫星的电视直播时，当听到现场指挥 倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用
秒表计时，测得火箭底部通过发射架 的时间是 4.8 s，他想算出火箭受到的 推力，试分析还要知道哪些条件？ 不计空气阻力，火箭质量认为不变．
1．解题思路． 从物体的运动情况入手，应用运动学公式求得物体的加 速度，再应用牛顿第二定律求得所受的合外力，进而求得所 求力． 2．解题步骤． (1)确定研究对象． (2)对研究对象进行受力分析，并画出物体受力示意图．
(3)根据相应的运动学公式，求出物体的加速度． (4)根据牛顿第二定律列方程求出物体所受的力． (5)根据力的合成和分解方法，求出所需求解的力．