课件41张PPT。6 用牛顿运动定律解决问题（一）卫星发射时在几百秒内就要把卫星的速度增加到几千米每秒，在太空运动时可达7km/s，科学家是如何做到精确定位并加以控制的呢？1.能运用牛顿运动定律解答一般的动力学问题。（重点）
2.理解运用牛顿运动定律解题的基本方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况的分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来。
3.在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法，比如建立恰当的坐标系进行解题等。 牛顿运动定律知识结构牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律牛顿运动定律力物体的运动牛顿运动定律确立了力和运动的关系受力分析F合F合=maa运动情况1.由左向右是已知力求运动状态，可将v、a、x、t中任何一个物理量作为未知量求解。
2.由右向左是已知运动求受力情况，可将F、a、m中任何一个物理量作为未知量求解。用牛顿运动定律解决两类问题问题1：已知物体的受力情况 据F合=ma求得a据可求得x、v0、vt、t。问题2：已知物体的运动情况求a据F合=ma求得物体的受力情况。据第一类：由受力情况求运动情况
解题步骤：
1.确定研究对象，并对物体进行受力分析，画出物体的受力图，弄清题目的物理情景；
2.求出合力；
3.利用牛顿第二定律求出物体的加速度；
4.利用运动学公式确定物体的运动情况。【典例1】一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移?问题：
1.物体的受力情况如何？
2.物体所受的合力如何？
解析：竖直方向：合力为零，加速度为零。
水平方向：大小：F合=F－ F1 ，方向与拉力F方向相同。FFNF13.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？4.如何求加速度？
借助于牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度。
5.本题的解题思路如何？
先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。【典例2】大雪过后某城市的街道出现了严重的堵车情况，有些地方甚至发生了交通事故，调查发现主要是因为大雪覆盖路面后，被车轮挤压部分融化为水，在严寒的天气下，又马上结成了冰。汽车在光滑的冰面上行驶，刹车后难以停下。据测定，汽车橡胶轮胎与普通路面间的动摩擦因数是0.7，与冰面间的动摩擦因数只有0.1。没有安装防抱死(ABS)系统的普通汽车在规定的速度下急刹车后，车轮立即停止转动。在普通的水平路面上滑行14m才能停下，那么汽车以同样速度在结了冰的水平路面上行驶，急刹车后滑行的距离是多少呢？ 【解题指导】这是一个已知受力情况求运动距离问题。以汽车为研究对象，汽车制动后沿水平方向滑行，共受到三个力作用：重力，方向竖直向下；支持力，方向竖直向上；摩擦力，方向与车行进的方向相反。汽车在水平方向做匀减速运动，遵循牛顿第二定律，在竖直方向上处于平衡状态。求出加速度，利用题目的已知条件和运动学公式就可以求出滑行距离x的表达式，运用比例法就能求出最终结果。解析：由牛顿运动定律可得f=ma
由平衡条件知N=G
又因为 所以
由运动学公式 知
刹车位移
由题意可知，两种情况下刹车时只有动摩擦因数
不同，所以有第二类 由运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力。
(1)从运动情况确定受力的基本思路运动学公式受力情况说明：求解动力学的两类问题，其中，受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁。(2)从运动情况确定受力的解题步骤
①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图；
②选择合适的运动学公式，求出物体的加速度；
③根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力；
④根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。【典例3】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=30o，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）。
【解题指导】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求滑雪人受到的阻力。分析：
第一步求a
因为v0=2m/s，
x=60m，t=5s
据公式
求得a=4m/s2。x=v0t+ at2第二步
求F合、阻力
要对人进行受力分析，画受力图。解：根据运动学公式：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，
根据牛顿第二定律F＝ma，得：
mgsinθ－F阻＝ma
即：F阻＝mgsinθ－ma
代入数值得：F阻＝67.5N
即：滑雪人受到的阻力是67.5N。扩展问题1：如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?
扩展问题2：如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？
扩展问题3：如果下坡后立即滑上一个30°的斜坡。请问滑雪者最高能上升多高？ 分析物理问题的重要方法——程序法
按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态)进行分析(包括列式计算)的解题方法叫做程序法。程序法解题的基本思路是：
①要正确划分出题目中有多少个不同过程或多少个不同状态。【方法总结】②对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果。
③前一个过程的结束是后一个过程的开始，两个过程的交接点(速度v)是问题的关键。【典例4】某工厂用传送带传送零件，设两轮圆心的距离为11m，传送带与零件的动摩擦因数为μ=0.2，传送带的速度为v=2m/s，在传送带的最左端A处，轻放一质量为m=0.2kg的零件(可视为质点)，并且被传送到右端的B处。
(1)物体在传送带上做什么样的运动？
(2)物体从A到B所需的时间为多少？解析:(1)由于零件初速度为零，传送带粗糙并足够长，故零件在滑动摩擦力的作用下先做匀加速直线运动，当零件的速度和传送带的速度相等时，零件开始做匀速直线运动。
(2)物体做匀加速直线运动时加速度大小为
由 知 故位移
物体做匀速直线运动的时间为
故物体从A到B所用的时间为
答案:(1)先做匀加速直线运动后做匀速直线运动
(2)6s连接体问题
在实际问题中，常常会碰到几个物体连接在一起在外力作用下运动的情况，求解它们的运动规律及所受外力和物体之间的相互作用力，这类问题称为连接体问题。
处理连接体问题通常用整体法和隔离法。 (1)整体法：当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力F已知时，可用牛顿第二定律求出整体的加速度，这种处理问题的思维方法叫做整体法。(2)隔离法：从研究的方便出发，当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中“隔离”出来，进行受力分析，依据牛顿第二定律列方程，这种处理连接体问题的思维方法叫做隔离法。【典例5】光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块A、B，质量分别为2kg和8kg，推力FA作用在A上，拉力FB作用在B上，且FA=（8-2t）N，FB=（2+2t）N，问从t=0开始到A、B脱离，A、B的共同位移是多少？解析:以AB整体为研究对象,
合外力F合=FA+FB=10N,
加速度 =1m/s2
AB刚要脱离时,ＡB间弹力为零,则FA=mAa,
解得t=3s
位移1.求各部分加速度相同的连接体的加速度和合外力时优先用整体法。
2.求物体之间的作用力，用隔离法，并且是从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离。【方法总结】F合 = ma受力情况a运动学公式运动情况两类动力学问题的解题思路：1．假设汽车紧急制动后，受到的阻力与汽车所受
重力的大小差不多。当汽车以20 m/s的速度行驶
时，突然制动，它还能继续滑行的距离约( )
A．40 m B．20 m
C．10 m D．5 mBC2.如图所示，A、B质量均为m，中间有一
轻质弹簧相连，A用绳悬于O点，当突然
剪断OA绳时，关于A物体的加速度，下列
说法正确的是（ ）
A.0 B.g C.2g D.无法确定3.某质量为1 100 kg的汽车在平直路面试车,当达
到100 km/h的速度时关闭发动机,经过70 s停下来,
汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为
2 000 N,产生的加速度为多大?（假定试车过程
中汽车受到的阻力不变）【解析】在试车阶段关闭发动机后做匀减速直线运动.
v0=100 km/h=27.8 m/s.
由运动学公式v=v0+at得
负号表示加速度的方向与速度的方向相反。汽车受到的阻力:
f=ma=1100×0.397 N=437 N
在重新起步并加速时,汽车受力如图所示。根据牛顿第二定律得F-f=ma
故加速度方向与速度方向相同。
答案：437 N 1.42 m/s24.一个静止在水平地面上的物体,质量是2kg,在10N的
拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面
的夹角为30°，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。(g取10m/s2)F解析：物体受力如图
由图知：F合=F1-Ff4s末的速度4s内的位移GFNFFf由牛顿第二定律可得:FN+F2=GFf= FN则F合=F1- (G-F2)F1F2幸福的最大秘诀是：与其让外界的事物适应自己，不如让自己去适应外界的事物。
