物理高一物理必修一第四章牛顿运动定律4.6用牛顿运动定律解决问题市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件

4.6用牛顿运动定律处理问题(一)第1页一、牛顿第二定律1、内容：物体加速度跟所受协力成正比,跟物体质量成反比;加速度方向跟协力方向相同。复习：2、公式:

F=ma注意：（1）同时性（2）同向性第2页二、运动学公式速度公式：v=vo+at位移公式：x=vot+ at2导出公式：v2－vo

2=2ax第3页例1.一个静止在水平面上物体，质量是2kg，在6.4N水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间滑动摩擦力为4.2N。求物体4s末速度和4s内发生位移。问题：1.物体受力情况怎样？受力分析如图示：GFNf2.物体所受协力怎样？竖直方向：协力为零，加速度为零。水平方向：大小：F合=F－f；方向与拉力F方向相同3.物体运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？已知初速度VO和时间t，要求末速度Vt和位移Ｘ,还差加速度a。

ＶＯ=O

t=4s

Ｖt=?

Ｘ=?

第4页解：物体受力如图由图知：F合=F－f=maa=4s末速度4s内位移GFNfO4.怎样求加速度？借助于牛顿第二定律F合=ma，利用协力来求加速度。5.本题解题思绪怎样？先受力分析求出协力，再用牛顿第二定律求出加速度，最终用运动学公式求解。第5页例1.一个静止在水平地面上物体,质量是2Kg,在6.4N水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间摩擦力是4.2N。求物体在4s末速度和4s内发生位移。思索:假如物体与地面动摩擦因数为0.2，其它条件不变。其结果怎样？GFNfO第6页练习:1一个静止在水平地面上物体,质量是2Kg,在6.4N水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面动摩擦因数为0.2，求物体在4s末速度和4s内发生位移。(g取10m/s2)第7页解：物体受力如图由图知：F合=F1-F24s末速度4s内位移GFNF1F2由牛顿第二定律可得:FN=G=mgF2= FN则:F合=F1 mg第8页练习:2一个静止在水平地面上物体,质量是2Kg,在10N拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面夹角为300，物体与地面动摩擦因数为0.2，求物体在4s末速度和4s内发生位移。(g取10m/s2)F300第9页解：物体受力如图由图知：F合=F1-Ff4s末速度4s内位移GFNFFf由牛顿第二定律可得:FN+F2=GFf= FN则:F合=F1 (G-F2)F1F2第10页例2．讨论图中所画出系统在做向右匀加速运动时，指定物体A所受各力跟系统静止时相比改变。A与车间没滑动车面光滑，A没离开壁第11页训练2.一位滑雪者假如以v0=20m/s初速度沿直线冲上一倾角为300山坡，从冲坡开始计时，至3.8s末，雪橇速度变为零．假如雪橇与人质量为m=80kg，求滑雪人受到阻力是多少。（g=10m/s2）

mg

N

f

x

y

第12页从运动情况确定受力解题步骤：1.确定研究对象,结合给定运动学参量,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.依据力合成与分解法,表示出物体所受协力;4.依据牛顿第二定律列方程,求出未知力.其流程图为：运动情况(x、v、t)→加速度a→协力F合→受力分析(求所需力)第13页小结:分类：1.已知受力，确定运动情况；2.已知运动情况，确定受力。受力分析运动参量第1类第2类先求a加速度a——桥梁关键

第14页应用：

如图所表示，质量为2m物体A和质量为m物体B与地面摩擦均不计，在已知水平推力F作用下，A、B两物体做加速运动，A对B作用力为多少？

第15页一、

从受力确定运动情况

已知物体受力情况确定运动情况，指是在受力情况已知条件下，要求判断出物体运动状态或求出物体速度、位移等。处理这类问题基本思绪是：先分析物体受力情况求协力，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)。

物体运动情况运动学公式加速度

a牛顿第二定律物体受力情况第16页练习：一木箱质量为m，与水平地面间动摩擦因数为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角力F推木箱使之向右运动，求经过时间t木箱速度。θF第17页GFFNFf

F1=FCosF2=FSinXYX方向：F合=F1-FfY方向：FN=G+F2

Ff=µFNV=V0+atF1=FcosF2=FSinF合=ma第18页思绪：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用牛顿第二定律F合=ma求滑雪人受到阻力。解：第一步求a因为V0=2m/s，s=60m，t=5s据公式求得a=4m/s2例2.一个滑雪人，质量m=75Kg，以v0=2m/s初速度沿山坡匀加速滑下，山坡倾角θ=30o，在t=5s时间内滑下旅程x=60m，求滑雪人受到阻力（包含摩擦和空气阻力）。2021attVＸ+=第19页人)30oFＮF阻GG1G2yxa第二步求F合、阻力要对人进行受力分析画受力图，第20页人)30oFＮF阻GG1G2yxa第二步求F合、阻力要对人进行受力分析画受力图所以：F合=ma=300N

x轴方向：F合=G1－F阻

y轴方向：F1－G2=0

滑雪人所受阻力

F阻=G1－F合

=mgsinθ－F合

=67.5N第21页解：依据运动学公式：x＝v0t＋at2得：

代入已知量得：a＝4m/s2对人进行受力分析，建立坐标系， Gx=mgsin依据牛顿第二定律F＝ma，得： Gx－F阻＝ma即：F阻＝mgsinθ－ma代入数值得：F阻＝67.5N即：滑雪人受到阻力大小是67.5N。方向沿山坡向上.12a＝2（x－v0t）t2第22页二、从运动情况确定受力

已知物体运动情况确定受力情况，指是在运动情况（知道三个运动学量）已知条件下，要求得出物体所受力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。处理这类问题基本思绪是：先分析物体运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。

物体运动情况运动学公式加速度

a牛顿第二定律物体受力情况第23页1.上题中假如忽略空气阻力作用，滑雪人受到摩擦阻力多大,求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?2.假如坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？3.假如下坡后马上滑上一个300斜坡。请问滑雪者最高能上升多高？更上一层：（g=10m/s2)例2.一个滑雪人，质量m=75Kg，以v0=2m/s初速度沿山坡匀加速滑下，山坡倾角θ=30o，在t=5s时间内滑下旅程x=60m，求滑雪人受到阻力（包含摩擦和空气阻力）。第24页更上一层答案：（g=10m/s2)1、2、3、第25页一、

从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力

物体运动情况运动学公式加速度

a牛顿第二定律物体受力情况物体运动情况运动学公式加速度

a牛顿第二定律物体受力情况动力学两类基本问题第26页加速度a是联络力和运动桥梁

牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式(匀变速直线运动公式v=v0+at,x=v0t+at2/2,v2－v02=2ax等)中，均包含有一个共同物理量——加速度a。由物体受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体运动状态及其改变；反过来，由物体运动状态及其改变，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体受力情况。可见，不论是哪种情况，加速度一直是联络力和运动桥梁。求加速度是处理相关力和运动问题基本思绪，正确受力分析和运动过程分析则是处理问题关键。第27页物体运动分析物体受力分析运动学公式牛顿第二定律加速度

a从受力确定运动从运动确定受力

1.基本思绪:加速度a是联络力和运动桥梁所求量所求量动力学问题的求解第28页2.解题步骤：

(1)确定研究对象；(2)分析受力情况和运动情况，画示意图(受力和运动过程)；(3)用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；(4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。动力学问题的求解第29页【练习1】质量为40kg物体静止在水平面上,当在400N水平拉力作用下由静止开始经过16m时,速度为16m/s,求物体受到阻力是多少?F【答案】80N第30页【练习2】用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动,弹簧秤示数是0.40N.然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动,测得加速度是0.85m/s2,弹簧秤示数是2.10N。这个物体质量是多大?【答案】m=2kg第31页【练习3】一个木箱沿着一个粗糙斜面匀加速下滑，初速度是零，经过5.0s时间,滑下旅程是10m,斜面夹角是300，求木箱和粗糙斜面间动摩擦因数。(g取10m/s2)【答案】μ=0.48第32页例2.一个滑雪人，质量m=75kg，以v0=2m/s初速度沿山坡匀加速滑下，山坡倾斜角θ=300，在t=5s时间内滑下旅程s=60m，求滑雪人受到阻力（包含滑动摩擦力和空气阻力）.NGFf300GfNG”G’第33页解题过程GG”G’fN依据牛顿第二定律：F合=ma，结合物体受力情况：F合=G’-f得：f=G’-ma=mgsin-ma=67.5Nθ由运动学公式：s=v0t+—at2

得：a=2(s-v0t)/t2=4m/s212第34页练习：1.蹦床是运动员在一张绷紧弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作运动项目，一个质量为60kg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时间