人教版高中物理必修1　第四章第6节 用牛顿运动定律解决问题(一) 课件

牛顿三个运动定律的内容及公式牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的的方向跟作用力的方向相同。牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反,作用在同一直线上。F合=maF=-F’复习牛顿第一定律（惯性定律）反映了力是物体运动状态改变的原因，并不是维持物体运动状态的原因惯性——物体本身固有的属性牛顿第二定律（F合=ma）反映了力和运动的关系牛顿第三定律（作用力和反作用力定律)反映了物体之间的相互作用规律牛顿运动定律的意义力是产生加速度的原因6用牛顿运动定律解决问题(一)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与受力情况联系起来.因此,它在天体运动的研究、车辆的设计等许多基础科学和工程技术都有广泛的应用。科技工作者能准确预测卫星的运行轨道、着地点，正是利用了牛顿运动定律中的力和运动的关系，由于目前知识的局限，这里让我们先从最简单的例子入手，体会这类问题的研究方法。6用牛顿运动定律解决问题(一)两类问题：①已知物体受力的情况，确定物体运动。②已知物体的运动情况，确定物体受力。解题思路：牛顿运动定律的应用力的合成与分解F合=ma运动学公式受力情况合力F合a运动情况加速度是连接”力”和”运动”的桥梁例1一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内的位移。问：l、本题研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？2、本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？3、本题属于哪类动力学问题？已知受力情况求运动情况解：对物体进行受力分析如图所示，由图可知：F合=F-f=maa=

4s末的速度4s内的位移例1一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内的位移。fFGFNaG问：本题属于哪类动力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是己知的？物体所受的合力沿什么方向？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，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力。（包括摩擦和空气阻力）。已知运动情况求受力情况GyGxFNXYF阻a分析滑雪人的运动情况：V0=2m/s

、t=5s、x=60m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，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。GyGxFNF阻GXY分析滑雪人的受力情况：GY=mgcos

300=636.5NGX=mgsin

300=367.5NF合

=GX-F阻

=maF阻

=GX-ma=367.5N-75×4N=67.5NF阻方向沿斜面向上GyGxFNF阻GXY解：对滑雪人进行受力分析，建立坐标系如图所示，把重力正交分解得：

Gx＝mgsinθGy＝mgcosθ

根据运动学规律：x＝v0t＋at2得：

代入已知量的数值得：a＝4m/s2

根据牛顿第二定律F＝ma，即Gx－F阻＝ma

有：F阻＝Gx－ma＝mgsinθ－ma

代入数值得：F阻＝67.5N即：滑雪人受到的阻力是67.5N,方向沿斜面向上。12a＝2（x－v0t）t2GyGxFNF阻GXY解题思路受力情况F1、F2……运动情况v0、s……F合a力的合成与分解牛顿第二定律运动学公式解题步骤

1、确定研究对象；

2、分析研究对象的受力情况，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。

根据两个练习的解题过程，以及我们对应用牛顿运动定律解题方法的分析，总结出应用牛顿定律解决问题的一般步骤。一斜面AB长为10ｍ,倾角为３０°,一质量为２kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(ｇ取10m/s2)(1)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.(2)若给小物体一个沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少?图2q=30oABm类题演练AG(1)、以小物体为研究对象,其受力情况如图所示.建立直角坐标系.把重力Ｇ沿ｘ轴和ｙ轴方向分解：

小物体沿斜面即ｘ轴方向加速运动,设加速度为ax,则ax＝ａ,物体在ｙ轴方向没有发生位移,没有加速度则ay＝０.解析：q=30oBmFNxymFfsinGqG1=cosGqG2=yNyxxmaGFFmaFGF=-==-=12fqqfcossinmgFmaFmgN==-由牛顿第二定律得：解析ssavt5.567.07.3===cossinmmgmga-=qmqq=30oABmFNGxyfFsinGqG1=cosGqG2=又所以：NFFmf=设小物体下滑到斜面底端时的速度为ｖ,所用时间为ｔ,小物体由静止开始匀加速下滑,则：由)cos(sing-=qmq52/30cos.030(sin10sm°×°×=)-2/67.0sm=asvvt2202+=atvvt+=0由smsmasv/7.3/1067.022=××==得得解析58.030tantan=°===qmfNFF

(2)小物体沿斜面匀速下滑时,处于平衡状态,其加速度ａ＝０，则在图示的直角坐标系中。NFFmf=所以又所以,小物体与斜面间的动摩擦因数qqfcossinmgFmgFN==0012==-===-=yNyxxmaGFFmaFGFf由牛顿第二定律得：解析q=30

oABmFNGxyfFsinGqG1=cosGqG2=若给物体一定的初速度①当μ＝tgθ时,物体沿斜面匀速下滑；②当μ＞tgθ（μmgcosθ＞mgsinθ）时,物体沿斜面减速下滑；③当μ＜tgθ（μmgcosθ＜mgsinθ）时,物体沿斜面加速下滑.q=30oABmFNGxyfFsinGqG1=cosGqG2=

小结提升

作业

:1、课后完成课本87页“问题与练习”中的习题1234。完成黄金讲义相应部分FF2F10解：依题意作图：由图可知合力F为：F=2×50cos300N

=2×50×0.866N=87N解：依题意作图：由图可知合力F为：F=2×50cos300N

=2×50×0.866N=87N解：在阻力作用下电车做匀减速运动，由匀变速直线运动规律可求出电车的加速度a：电车所受的阻力：负号表示阻力的方向与初速度的方向反。υF