牛顿定律 解决问题(一)

4.6用牛顿运动定律解决问题（一）

【目标导引】

1.学生阅读课本P85，知道应用牛顿运动定律解决的两类基本问题。

2.通过具体例题，掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，能根据物体的受

力情况推导物体的运动情况，能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析。【学习重难点】

1.物体的受力分析及运动状态分析、重要的解题方法的灵活选择和运用。

2.正交分解法。

【学习过程】

探究一、从受力确定运动情况

例题1质量2kg的物体静止地放在水平面上，它们之间的动摩擦因数为μ=0.2，现对物体施加大小为20N，方向水平向右的力F，求物体在2s末的速度

和2s内发生的位移。（g=10m/s2）

分析：这个问题是已知物体受的力，求它运动的速度和位移。先考虑两个问题：（1）物体受到的合力沿什么方向？大小是多少？

（2）物体的运动是匀变速运动吗？

解题过程：

变式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10m/s2，则汽车刹车前的速度为（）

A. 7 m/s

B. 10 m/s

C. 14 m/s

D. 20 m/s 解：

二、从运动情况确定受力

例题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，山坡倾角θ=300，在t=5s的时间内滑下的路程x=60m。求滑雪人

受到的阻力（包括滑动摩擦力和空气阻力）。

分析：这个题目是已知人的运动情况，求人所受的力。应该注意三个问题。

（1）分析人的受力情况，滑雪人共受几个力的作用？这几个力各沿什么

方向？其中哪些力是已知的？哪些力是待求的？

（2）根据运动学的关系得到下滑加速度。

（3）求出对应的合力，再由合力求出人受的阻力。

（4）适当选取坐标系，使运动正好沿着一个坐标轴的方向。

解题过程：

变式3 一个滑雪的人，质量m=75Kg，v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡倾θ=300，在t=5s末速度达到v=22m/s，求滑雪人受到的阻力（包括滑动摩擦和空气阻力）。

三、反思总结

1．力和运动关系的两类基本问题

①已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；

②已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。

2．解决力和运动关系问题的一般步骤

①确定研究对象；

②分析研究对象的受力情况，必要时画受力示意图；

③分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图；

④利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；

⑤利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。

四、当堂检测

1、质量2kg的物体静止地放在水平面上，它们之间的动摩擦因数为μ=0.2，现对物体施加

大小20N，方向水平地面成53°角斜向下的力F，求物体在2s末的速度和2s内发生的位移。（g=10m/s2）

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，山坡倾角θ=300，

在x=60m的路程内速度达到v=20m/s，求滑雪人受到的阻力（包括滑动摩擦和空气阻力）。

3、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个

质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0ｍ高处。已知运动员与网接触的时间为1.2ｓ，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s2）。

4、质量2kg的物体静止地放在水平面上，它们之间的动摩擦因数为μ=0.2，现对物体施加大小为20N，方向水平地面成53°角斜向上的力F，求物体在2s 末的速度和2s内发生的位移。（g=10m/s2）

5 一打点计时器固定在斜面上某处，一小车，质量m=75kg，拖着穿过打点计时器纸带从

斜面上匀加速滑下，斜面的倾角θ=300，如图1所示。图2是打出的纸带的一段。

已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据求出阻力f=______________ 。