《用牛顿运动定律解决问题（一）》教学课件

§4.6用牛顿定律解决问题（一）科技工作者能准确地预测火箭的变轨、卫星的着地点，他们靠的是什么呢？新课引入像这样复杂的运动，以我们现在的知识水平，还不能够解决，但是我们今天学习的研究问题的方法将对以后的工作有很大的帮助。下面我们就从类似的较为简单的问题入手，看一下这一类问题的研究方法。

例题1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.问物体在4s末的速度和4s内发生的位移。一个静止在水平地面上的物体，思考：如何求位移，速度该了解物体做何种运动？（是不是我们熟悉的某种运动呢？）加速度呢？怎么求？初速度为零牛顿第二定律情景分析一、研究对象是谁？二、受几个力的作用？三、合力沿什么方向？大小是多少？FGfFN受力分析y：Fy合=0x：Fx合=2.2Nyxo解:(1)由牛顿第二定律F=ma，可以求出物体的加速度a=F/m=(F-f)/m=1.1m/s2(2)求出了物体的加速度a，由运动学公式就可以求出4s末的速度v和4s内发生的位移x.v=at=1.1×4m/s=4.4m/s，

x=1/2at2=0.5×1.1×16m=8.8m.刚才的问题中，我们通过对物体进行受力分析，运用牛顿第二定律找出物体的加速度，然后分析运动情况，求出运动结果。除了这类已知受力求运动的问题外，生活中还有另一种问题也很常见。虽然欧文停得精彩，但也伤得不清，能否知道急停那瞬间韧带的受力呢像这样复杂的运动下的受力问题，以我们现在的知识水平，还不能够解决，但是我们今天也要学习研究这类问题的方法。下面我们就从类似的较为简单的问题入手，看一下这一类问题的研究方法。

例题2一个滑雪的人，质量是75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角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（包括摩擦和空气）阻力）。思考：如何求阻力，受哪些力？受力分析

合力沿什么方向？

合力沿斜面向下。

受力方向复杂，如何求合力?

沿平行于斜面向下和垂直斜面向上为+x，+y轴。总结解(1)如图所示建立坐标系，把重力G沿x轴方向和y轴方向进行分解，得到：Gx=mgsinθ，Gy=mgcosθ，人沿山坡做的是匀加速运动，由运动学公式：x=v0t+1/2at2解出a=2(x-v0t)/t2，代入数值得：a＝4m/s2(2)根据牛顿第二定律得：F阻=Gx-ma=mgsinθ－ma代入数值得：F阻＝6７.5N.１．两题都需要画受力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式画受力图是重要的解题步骤。不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度，而例2先用运动学公式求加速度。２．例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐标系后，就可以用Gx和Gy代替G，使解题方便。３．因为加速度方向就是物体所受合外力的方向，所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来很大方便。蜘蛛侠挡火车理想化模型假设蜘蛛侠所挡火车质量为1000吨，匀速行驶速度为180公里/小时，火车受铁轨和空气阻力为车重的0.02倍，求要在500米内停下，蜘蛛侠要施加给火车的阻力为多大？课堂小结一、总结受力分析的方法二、强调解决动力学问题的