物理：4.6用牛顿定律解决问题（一）课件（新人教版必修1）

课件20张PPT。4.6用牛顿定律解决问题（一） 学习目标:进一步学习分析物体的受力情况，能结合
力的性质和运动状态进行分析。
2. 知道两类动力学问题。
3. 理解应用牛顿运动定律解答两类动力学问
题的基本思路和方法。
4. 会应用牛顿运动定律结合运动学知识求解
简单的两类问题。
学习重点:
应用牛顿定律解题的一般步骤
学习难点:
两类动力学问题的解题思路一、动力学的两类基本问题本节的主要内容是在对物体进行受力分析的
基础上，应用牛顿运动定律和运动学的知识
来分析解决物体在几个力作用下的运动问
题。
1．根据物体的受力情况(已知或分析得出)确
定物体的运动情况(求任意时刻的速度、
位移等)。可画方框图如下：其解题基本思路是：利用牛顿第二定律 F合=ma求出物体的加速度a；再利用运动学的有关公式求出速度vt和位移s等。
2．根据物体的运动情况(已知)确定物体的受
力情况。其解题基本思路是：分析清楚物
体的运动情况(性质、已知条件等)，选用
运动学公式求出物体的加速度；再利用牛
顿第二定律求力。
3．无论哪类问题，正确理解题意、把握条
件、分清过程是解题的前提，正确分析物
体受力情况和运动情况是解题的关键，加
速度始终是联系运动和力的纽带、桥梁。，，4．把动力学问题分成上述两类基本问题有其
实际重要意义。已知物体受力情况根据牛
顿运动定律就可确定运动情况，从而对物
体的运动做出明确预见。如指挥宇宙飞船
飞行的科技工作者可以根据飞船的受力情
况确定飞船在任意时刻的速度和位置。而
已知物体运动情况确定物体受力情况则包
含探索性的应用。如牛顿根据天文观测积
累的月球运动资料，发现了万有引力定律
就属于这种探索。 二、应用牛顿运动定律 解题的一般步骤(1)确定研究对象(在解题时要明确地写出
来)。可根据题意选某物体(题设情景中有多
个物体时尤显必要)或某一部分物体或几个
物体组成的系统为研究对象。所选研究对
象应是受力或运动情况清楚便于解题的物
体。有的物体虽是涉及对象但受力或运动
情况不明不能选为研究对象，需要根据牛
顿第三定律转移研究对象分析。比如求物体对地面的压力，不能选地面为研
究对象而选物体为研究对象，求得地面对物
体的支持力，再由牛顿第三定律得出物体对
地面的压力与地面对物体的支持力大小相等
方向相反。
(2)全面分析研究对象的受力情况，正确画出
受力示意图。可以按力的性质——重力、
弹力、摩擦力、其他力的次序分析物体所
受各个力的大小和方向；再根据力的合成
知识求得物体所受合力的大小和方向。 也可以根据牛顿第二定律F合=ma，在加速度a
的大小方向已知或可求时，确定合力F合的大
小和方向。牛顿运动定律研究的对象是质点
或可以看成质点的物体，因此画示意图时，
可以用一方块一圆圈或一个点表示物体，各
力作用点画在一个点(如方块中心或圆圈中心)
上。各力方向一定要画准，力线段的长短要
能定性地看出力大小的不同。(3)全面分析研究对象的运动情况，画出运动
过程示意简图(含物体所在位置、速度方向、
加速度方向等)。特别注意：若所研究运动过
程的运动性质、受力情况并非恒定不变时，
则要把整个运动过程分成几个不同的运动阶
段详细分析。每个阶段是一种性质的运动。
要弄清楚各运动阶段之间的联系(如前一阶段
的末速度就是后一阶段的初速度等)。
(4)利用牛顿第二定律(在已知受力情况时)或
运动学公式(在运动情况已知时)求出加速度。(5)利用运动学公式(在受力情况已知时)或牛
顿运动定律(在运动情况已知时)进一步解出所
求物理量。注意：在求解过程中，要选准公
式、正确运算、简洁、规范。要先求出所求
物理量的文字表达式再代人数字进行计算。
各量统一用国际单位制单位。各已知量的单
位不必一一定出，在数字后面直接写上所求
量的国际单位制单位即可。
(6)审查结果是否合理或深入探讨所得结果的
物理意义、内涵及外延等。【例一】一个质量m=10kg的物体，在五个水
平方向的共点力作用下静止在摩擦因数μ
=0.4的水平面上，当其中F3=100N的力撤消
后，求物体在2s末的速度大小、方向和这
2s内的位移。（取g=10米每二次方秒）
【例二】质量为1000吨的列车由车站出发沿
平直轨道作匀变速运动，在l00s内通过的路程
为1000m，已知运动阻力是车重的0.005倍，
求机车的牵引力。【例三】木块质量m=8kg，在F=4N的水平拉力作用
下，沿粗糙水平面从静止开始作匀加速直线运动，
经t=5s的位移s=5m．取g=10米每二次方秒，求：
(1)木块与粗糙平面间的动摩擦因数。
(2)若在5s后撤去F，木块还能滑行多远?
【例四】长为20米的水平传输带以2m/s的速度匀
速运动，物体与传输带间的摩擦系数μ=0.1。物体
从放上传输带A端开始，直到传输到B端所需时间
为多少?【例五】图中的AB、AC、AD都是光滑的轨道，
A、B、C、D四点在同一竖直圆周上，其中AD是竖
直的。一小球从A点由静止开始，分别沿AB、AC、
AD轨道滑下B、C、D点所用的时间分别为tl、t2、
t3。则( )
A． tl=t2=t3 B． tl > t2 > t3
C． tl tl > t2 课堂训练：1．A、B、C三球大小相同，A为实心木球，
B为实心铁球，C是质与A一样的空心铁
球，三球同时从同一高度由静止落下，若
受到的阻力相同，则( )
A．A球下落的加速度最大
B．B球下落的加速度最大
C．C球下落的加速度最大
D．B球落地时间最短，A、C球同时落地 2．质量为M的木块位于粗糙水平桌面上，若
用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度
为a。当拉力方向不变，大小变为2F时，
木块的加速度为a′，则( )
A．a′=a B．a′<2a
C．a′>2a D．a′=2a
3．图中的AD、BD、CD都是光滑的斜面，现
使一小物体分别从A、B、D点由静止开始下
滑到D点，所用时间分别为tl、t2、t3 ，则( )
A． tl > t2 > t3 B． t3> t2 > tl
C． t2 > tl = t3 D． t2 < tl > t3 阅读材料：我国古代关于力和运动的知识在我国古代著作中，对于力和运动问题，已有一定
的认识。远在春秋时期成书的《考工记》就有这样
的记载：“马力既竭，辅犹能一取也。”就是说，马
已停止用力，车还能向前走一段距离。这里虽然没
有得出惯性的概念，但是已经注意到了惯性现象。
在《墨经》里，还给力下了一个明确的定义。在
《经上》第21条里说：“力，形之所以奋也”。这里
的“形”就是“物体”， “奋”字在古籍中的意思是多方
面的，像由静到动、动而愈速、由下上升等都可以
用“奋”字。经文的意思是说，力是使物体由静而而动、动而愈速或由下而上的原因。在〈经说〉里
又说：“力，重之谓”这说明物重，是力的一种表
现。从这条经文来看，的确可以说我们的祖先在
2000多年以前，已经对力和运动之间的关系，开始
了正确的观察和研究。
东汉王充所著《论衡》一书《状留篇》中有这样一
段话： “且圆物投之于地，东西南北无之不可，策
杖叩动，才微辄停。方物集地，一投而止，及其移
徙，须人动举”就是说，圆球投在地上，它的运动方
向，或东或西或南或北是不一定的，但是不论向哪
方向运动，或东或西或南或北是不一定的，但是 不论向哪方向运动，只要用手杖加上一个微小的力
量，就会停止运动；方的物体投在地上就会静止，
必须人用力才能使它发生位移。这里说明了力是物
体运动变化的原因，也说明了物体的平衡和它的基
底的关系，王充还提出：“车行于陆，船行于沟，其
满而重者行迟，空而轻者行疾”这段话说明了在一定
的外力作用下，质量越大的物体运动状态的改变就
越困难。