2014-2015高中物理人教版必修1课件-第四章-牛顿运动定律4.6-用牛顿运动定律解决问题(一)
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当力F作用时，物体做匀加速直线运动 撤去F时物体的速度达到最大值
撤去F后物体做匀减速直线运动
例3.质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的 动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物 体又静止．(g取10 m/s2)则： (1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态． (2)物体运动过程中最大速度是多少？ (3)物体运动的总位移是多少？
解析
弹性球下落过程的加速度为
Ff
a1＝ΔΔvt ＝40－.50 m/s2＝8 m/s2
根据牛顿第二定律
mg
mg－Ff＝ma1
Ff＝mg－ma1＝
0.2 N
针对训练1
质量为0.1 kg的弹性球从空中 某高度由静止开始下落，该下 落过程对应的v-t图象如图所 示．弹性球与水平地面相碰后 离开地面时的速度大小为碰撞 前的 3 .设球受到的空气阻力
现对物体施加一个大小F＝8 N、 与水平方向成θ＝37°角斜向上
的拉力，已知sin 37°＝0.6， cos 37°＝0.8，g取 10 m/s2.求：
(2)物体在拉力作用下5 s末的 速度大小； (3)物体在拉力作用下5 s内通 过的位移大小
解析
FN
F
Ff mg
速度 公式
v＝at＝1.3×5 m/s＝6.5 m/s
与水平方向成θ＝37°角斜向上
的拉力，已知sin 37°＝0.6， cos 37°＝0.8，g取
由图象可得
10 m/s2.求：
(1)画出物体的受力图，并求出 物体的加速度；
a＝1.3 m/s2，方向水平向右
例1.如图所示，质量m＝2 kg 的物体静止在水平地面上，物 体与水平面间的滑动摩擦力大 小等于它们间弹力的0.25倍，
本
问 题
思 物体的运动情况
运动学公式
加 速
路 确定物体所受的力 牛顿第二定律
度
一.从受力确定运动情况 已知物体的受力情况求得a
求得x、v0、v、t.
解析
FN
F
例1.如图所示，质量m＝2 kg
的物体静止在水平地面上，物
Ff
体与水平面间的滑动摩擦力大
小等于它们间弹力的0.25倍，
mg
现对物体施加一个大小F＝8 N、
4
大小恒为Ff,取g＝10 m/s2,求 (1)弹性球受到的空气阻力Ff 的大小； (2)弹性球第一次碰撞后反弹 的高度h.
解析
弹性球第一次反弹后的速度
v1＝34×4 m/s＝3 m/s
球上第升一过次程反的弹加的速高度
mg Ff
vm2－g＋v21＝Ff＝ －2maa2h2
ha＝2＝2vam212＝gm＋2×F3f21＝21m2 ＝m0/s.3275 m.
gsin θ－a μ＝ gcos θ ≈0.92.
针对训练1
质量为0.1 kg的弹性球从空 中某高度由静止开始下落，该 下落过程对应的v-t图象如图 所示．弹性球与水平地面相碰 后离开地面时的速度大小为碰 撞前的 3 .设球受到的空气阻 力大小恒4 为Ff,取g＝10m/s2， 求： (1)弹性球受到的空气阻力Ff 的大小； (2)弹性球第一次碰撞后反弹 的高度h.
三.多过程问题分析 要明确整个过程由几个子过程组成
合理分段
注意
找到相邻过程的联系点并逐 一分析每个过程
不同过程中力发生变化
a发生变化
例3.质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的 动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物 体又静止．(g取10 m/s2)则： (1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态． (2)物体运动过程中最大速度是多少？ (3)物体运动的总位移是多少？
解析 由题意可知，
wk.baidu.com
L＝5.0 m
h＝4.0 m
乘客沿气囊下滑过程中
由 L＝12at2 得 a＝2t2L
代入数据得a＝2.5 m/s2
例2.民用航空客机的机舱除通常 解析 的舱门外还设有紧急出口，发生
对乘客受力分析
意外情况的飞机着陆后，打开紧
急出口的舱门，会自动生成一个
由气囊组成的斜面，机舱中的乘
客就可以沿斜面迅速滑行到地面
1 明确动力学的两类基本问题 2 掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法
一、牛顿第二定律的作用
牛顿第二定律
运动
力
物体的运动情况
受力情况
二三、、动解力决学动的力两学类问基题本的问关题键
动
1．从受力确定运动情况
力
学 思 受力 牛顿第二定律 加速度
的 两
路
运动学规律求出未知量
类
基
2．从运动情况确定受力
位移 公式
x＝12at2＝12×1.3×52 m＝16.25 m
二.从运动情况确定受力 已知物体运动情况
匀变速直线运动公式 物体受力情况
求得加速度a F=ma
例2.民用航空客机的机舱除通常 的舱门外还设有紧急出口，发生 意外情况的飞机着陆后，打开紧 急出口的舱门，会自动生成一个 由气囊组成的斜面，机舱中的乘 客就可以沿斜面迅速滑行到地面 上来．若某型号的客机紧急出口 离地面高度为4.0 m，构成斜面 的气囊长度为5.0 m．要求紧急 疏散时，乘客从气囊上由静止下 滑到达地面的时间不超过2.0 s(g 取10 m/s2)，则： (1)乘客在气囊上下滑的加速度 至少为多大？
Ff FN1 mg
竖直方向
Fsin θ＋FN1＝mg
水平方向
Fcos θ－Ff＝ma1
由匀变速运动规律得
Ff＝μFN1
x1
1 2
a1t12
x1＝25 m
v＝a1t1 v＝5 m/s
例3.质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的 动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物 体又静止．(g取10 m/s2)则： (1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态． (2)物体运动过程中最大速度是多少？ (3)物体运动的总位移是多少？
上来．若某型号的客机紧急出口
离地面高度为4.0 m，构成斜面 的气囊长度为5.0 m．要求紧急
沿x轴方向有 mgsin θ－Ff＝ma
疏散时，乘客从气囊上由静止下 沿y轴方向有 FN－mgcos θ＝0 滑到达地面的时间不超过2.0 s(g
取10 m/s2)，则：
Ff＝μFN
(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦 因数不得超过多少？
撤去F后物体做匀减速直线运动
例3.质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的 动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物 体又静止．(g取10 m/s2)则： (1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态． (2)物体运动过程中最大速度是多少？ (3)物体运动的总位移是多少？
解析
弹性球下落过程的加速度为
Ff
a1＝ΔΔvt ＝40－.50 m/s2＝8 m/s2
根据牛顿第二定律
mg
mg－Ff＝ma1
Ff＝mg－ma1＝
0.2 N
针对训练1
质量为0.1 kg的弹性球从空中 某高度由静止开始下落，该下 落过程对应的v-t图象如图所 示．弹性球与水平地面相碰后 离开地面时的速度大小为碰撞 前的 3 .设球受到的空气阻力
现对物体施加一个大小F＝8 N、 与水平方向成θ＝37°角斜向上
的拉力，已知sin 37°＝0.6， cos 37°＝0.8，g取 10 m/s2.求：
(2)物体在拉力作用下5 s末的 速度大小； (3)物体在拉力作用下5 s内通 过的位移大小
解析
FN
F
Ff mg
速度 公式
v＝at＝1.3×5 m/s＝6.5 m/s
与水平方向成θ＝37°角斜向上
的拉力，已知sin 37°＝0.6， cos 37°＝0.8，g取
由图象可得
10 m/s2.求：
(1)画出物体的受力图，并求出 物体的加速度；
a＝1.3 m/s2，方向水平向右
例1.如图所示，质量m＝2 kg 的物体静止在水平地面上，物 体与水平面间的滑动摩擦力大 小等于它们间弹力的0.25倍，
本
问 题
思 物体的运动情况
运动学公式
加 速
路 确定物体所受的力 牛顿第二定律
度
一.从受力确定运动情况 已知物体的受力情况求得a
求得x、v0、v、t.
解析
FN
F
例1.如图所示，质量m＝2 kg
的物体静止在水平地面上，物
Ff
体与水平面间的滑动摩擦力大
小等于它们间弹力的0.25倍，
mg
现对物体施加一个大小F＝8 N、
4
大小恒为Ff,取g＝10 m/s2,求 (1)弹性球受到的空气阻力Ff 的大小； (2)弹性球第一次碰撞后反弹 的高度h.
解析
弹性球第一次反弹后的速度
v1＝34×4 m/s＝3 m/s
球上第升一过次程反的弹加的速高度
mg Ff
vm2－g＋v21＝Ff＝ －2maa2h2
ha＝2＝2vam212＝gm＋2×F3f21＝21m2 ＝m0/s.3275 m.
gsin θ－a μ＝ gcos θ ≈0.92.
针对训练1
质量为0.1 kg的弹性球从空 中某高度由静止开始下落，该 下落过程对应的v-t图象如图 所示．弹性球与水平地面相碰 后离开地面时的速度大小为碰 撞前的 3 .设球受到的空气阻 力大小恒4 为Ff,取g＝10m/s2， 求： (1)弹性球受到的空气阻力Ff 的大小； (2)弹性球第一次碰撞后反弹 的高度h.
三.多过程问题分析 要明确整个过程由几个子过程组成
合理分段
注意
找到相邻过程的联系点并逐 一分析每个过程
不同过程中力发生变化
a发生变化
例3.质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的 动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物 体又静止．(g取10 m/s2)则： (1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态． (2)物体运动过程中最大速度是多少？ (3)物体运动的总位移是多少？
解析 由题意可知，
wk.baidu.com
L＝5.0 m
h＝4.0 m
乘客沿气囊下滑过程中
由 L＝12at2 得 a＝2t2L
代入数据得a＝2.5 m/s2
例2.民用航空客机的机舱除通常 解析 的舱门外还设有紧急出口，发生
对乘客受力分析
意外情况的飞机着陆后，打开紧
急出口的舱门，会自动生成一个
由气囊组成的斜面，机舱中的乘
客就可以沿斜面迅速滑行到地面
1 明确动力学的两类基本问题 2 掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法
一、牛顿第二定律的作用
牛顿第二定律
运动
力
物体的运动情况
受力情况
二三、、动解力决学动的力两学类问基题本的问关题键
动
1．从受力确定运动情况
力
学 思 受力 牛顿第二定律 加速度
的 两
路
运动学规律求出未知量
类
基
2．从运动情况确定受力
位移 公式
x＝12at2＝12×1.3×52 m＝16.25 m
二.从运动情况确定受力 已知物体运动情况
匀变速直线运动公式 物体受力情况
求得加速度a F=ma
例2.民用航空客机的机舱除通常 的舱门外还设有紧急出口，发生 意外情况的飞机着陆后，打开紧 急出口的舱门，会自动生成一个 由气囊组成的斜面，机舱中的乘 客就可以沿斜面迅速滑行到地面 上来．若某型号的客机紧急出口 离地面高度为4.0 m，构成斜面 的气囊长度为5.0 m．要求紧急 疏散时，乘客从气囊上由静止下 滑到达地面的时间不超过2.0 s(g 取10 m/s2)，则： (1)乘客在气囊上下滑的加速度 至少为多大？
Ff FN1 mg
竖直方向
Fsin θ＋FN1＝mg
水平方向
Fcos θ－Ff＝ma1
由匀变速运动规律得
Ff＝μFN1
x1
1 2
a1t12
x1＝25 m
v＝a1t1 v＝5 m/s
例3.质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的 动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物 体又静止．(g取10 m/s2)则： (1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态． (2)物体运动过程中最大速度是多少？ (3)物体运动的总位移是多少？
上来．若某型号的客机紧急出口
离地面高度为4.0 m，构成斜面 的气囊长度为5.0 m．要求紧急
沿x轴方向有 mgsin θ－Ff＝ma
疏散时，乘客从气囊上由静止下 沿y轴方向有 FN－mgcos θ＝0 滑到达地面的时间不超过2.0 s(g
取10 m/s2)，则：
Ff＝μFN
(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦 因数不得超过多少？