人教版物理必修1同步教学课件：第4章 6用牛顿运动定律解决问题（一）25张PPT

课件25张PPT。6　用牛顿运动定律解决问题(一)第四章　牛顿运动定律知识探究典例精析达标检测1.明确动力学的两类基本问题.
2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.一、从受力确定运动情况答案如图1所示，质量m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求：
(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；知识探究导学探究图1解析　对物体受力分析如图：解得：a＝1.3 m/s2，方向水平向右答案　见解析图　1.3 m/s2，方向水平向右(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小；解析　v＝at＝1.3×5 m/s＝6.5 m/s答案　6.5 m/s　(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小.答案　16.25 m答案知识梳理答案从受力确定运动情况的基本思路
若已知物体的受力情况，可以由 求物体的加速度，再通过 确定物体的运动情况.流程为：牛顿第二定律运动学的规律二、从运动情况确定受力解析答案一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m＝2×103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：
(1)关闭发动机时汽车的速度大小；导学探究答案　4 m/s　(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；解析答案答案　4×103 N　(3)汽车牵引力的大小.解析答案答案　6×103 N知识梳理从运动情况确定受力的基本思路
如果已知物体的运动情况，根据 求出物体的加速度，再根据 就可以确定物体所受的力.流程为：答案运动学公式牛顿第二定律返回例1　如图2所示，在光滑桌面上并排放着质量分别为m、M的两个物体，对m施加一个水平推力F，则它们一起向右做匀加速直线运动，其加速度大小为多大？两物体间的弹力的大小为多大？典例精析一、运用牛顿第二定律处理连接体问题解析答案图2方法提升解析　对M和m组成的系统进行受力分析，水平方向系统只受推力F
由牛顿第二定律：F＝(m＋M)a隔离分析M受力，水平方向只有与m间的弹力，即：方法提升1.整体法
(1)牛顿第二定律F＝ma，F是指研究对象所受的合外力，将连接体作为整体看待，简化了受力情况，因为连接体间的相互作用力是内力.如图3所示，用水平力F拉A使A、B保持相对静止沿粗糙水平面加速滑动时，若求它们的加速度，便可把它们看做一个整体，这样它们之间相互作用的静摩擦力便不需考虑.图3(2)题目不涉及连接体的内力问题时，应优先选用整体法.2.隔离法
一般在求解连接体的相互作用力时采用，将某个部分从连接体中分离出来，其他部分对它的作用力就成了外力.
3.选取原则
如果连接体各部分的加速度相同时，常用整体法，如果各部分的加速度不同时，常用隔离法.
在实际应用中，应根据具体情况灵活交替使用这两种方法，不应拘泥于固定模式.二、应用牛顿运动定律求解多过程问题例2　假设“歼－15”战斗机在航母上起飞的情况可以简化成如图4所示模型.航空母舰上的起飞跑道由长度为l1的水平跑道和长度为l2＝32 m的倾斜跑道两部分组成.水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h＝4.0 m.一架质量为m＝2.0×104 kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F＝1.2×105 N，方向与速度方向相同，为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度61 m/s，外界还需要在整个水平跑道对飞机施加助推力F推＝1.4×105 N.假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，飞机在整个运动过程中受到的平均阻力大小恒为飞机重力的k倍(k＝0.1，g取10 m/s2).求：图4(1)飞机在水平跑道末端的速度大小；解析答案解析　设倾斜跑道倾角为θ，飞机在倾斜跑道上运动时，由牛顿第二定律可得：F－mgsin θ－kmg＝ma2 ①由①②③得v0＝59 m/s答案　59 m/s　(2)水平跑道l1的长度至少为多少？(保留三位有效数字)解析答案解析　飞机在水平跑道上运动时，由牛顿第二定律可得：
F＋F推－kmg＝ma1 ④由④⑤得l1≈145 m答案　145 m总结提升返回1.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等.
2.注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度.返回达标检测1. 如图5所示，用力F推放在光滑水平面上的物体P、Q、R，使其一起做匀加速运动.若P和Q之间的相互作用力为6 N，Q和R之间的相互作用力为4 N，Q的质量是2 kg，那么R的质量是(　　)
A.2 kg B.3 kg C.4 kg D.5 kg解析答案123图5解析　令F1＝6 N，F2＝4 N，mQ＝2 kg，对Q受力分析由牛顿第二定律可得，F1－F2＝mQa，所以a＝1 m/s2；对R，由牛顿第二定律可得，F2＝mRa，所以mR＝4 kg，C正确.C解析答案2. (多选)如图6所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2.关于热气球，下列说法正确的是(　　)123图6A.所受浮力大小为4 830 N
B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s
D.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N123解析　热气球从地面刚开始竖直上升时v＝0，空气阻力Ff＝0.由F浮－mg＝ma，得F浮＝m(g＋a)＝4 830 N，故A正确；
最终气球匀速上升，说明气球加速运动的过程中空气阻力逐渐增大，故B错误；
气球做加速度减小的加速运动，故加速到5 m/s的时间大于10 s，C错误；
匀速上升时F浮－mg－Ff′＝0，计算得Ff′＝230 N，D正确.
答案　AD1233.某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图7甲所示.他使木块以初速度v0＝4 m/s的速度沿倾角θ＝30°的斜面上滑，紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v－t图线如图乙所示.g取10 m/s2.求：图7解析答案123(1)上滑过程中的加速度的大小a1；答案　8 m/s2　解析答案123(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ；解析　上滑过程中沿斜面向下受重力的分力、摩擦力，由牛顿第二定律F＝ma得上滑过程中有：mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1解析答案123(3)木块回到出发点时的速度大小v.下滑至出发点的速度大小联立解得v＝2 m/s答案　2 m/s返回