高中物理新人教版必修1：4.6《用牛顿运动定律解决问题（一）》课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
一、牛顿第二定律
1、内容：物体的加速度跟所受合力成正比,跟物体质量成反比; 加速度方向跟合力方向相同。
复习：
2、公式: F=ma
注意：（1）同时性
（2）同向性
二、运动学公式
速度公式 ：v = vo+at
位移公式：x= vot +at2 /2
导出公式：vt 2－ vo 2 =2ax
　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？
受力分析如图示：
G
F
N
f
2.物体所受的合力如何？
竖直方向：
合力为零，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.物体的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。
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。
例1.一个静止在水平地面上的物体,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。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。
思考:如果物体与地面的动摩擦因数为0.2， 其他条件不变。其结果如何？
一、 从受力确定运动情况
已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。
处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，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)。
练习：一木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度。
建立直角坐标系
X
Y
思路：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。
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）。
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
y轴方向：F1－G2=0
滑雪人所受的阻力
f=G1－ F合
=mgsinθ－ F合
=67.5N
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。
二、从运动情况确定受力
已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。
处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。
上题中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?
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？
如果下坡后立即滑上一个300的斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高？
更上一层：
一、 从受力确定运动情况
二、从运动情况确定受力
动力学的两类基本问题
加速度a是联系力和运动的桥梁
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，均包含有一个共同的物理量——加速度a。
由物体的受力情况，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的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，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的受力情况。
可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。
1.基本思路:加速度a是联系力和运动的桥梁
所求量
所求量
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。
【练习1】质量为40kg的物体静止在水平面上, 当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时, 速度为16 m/s, 求物体受到的阻力是多少?
【答案】80N

【练习2】用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动, 弹簧秤的示数是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0.85 m/s2, 弹簧秤的示数是2.10N。这个物体的质量是多大?
【答案】m=2 kg
【练习3】一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑， 初速度是零，经过5.0 s的时间, 滑下的路程是10m, 斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10 m/s2)
【答案】μ=0.48
练习：
蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，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的时间为1.2ｓ，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s2）。
F = 1.5×103N
质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：
（1）若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？
（2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？
（3）物体总共通过多大位移？（g取10m/s2）

（1）2.3m／s （2）0 （3）4.95m
练习：
解题过程
例2.一个滑雪的人，质量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡倾斜角θ=300，在t=5s的时间内滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑动摩擦力和空气阻力）.
解题过程