4.6《用牛顿定律解决问题（一）PPT课件（新人教版-必修1）

(共23张PPT)
4.6《用牛顿定律解决
问题（一）》
教学目标
知识与技能
1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。
2、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。
3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。
4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。
过程与方法
1、培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。2、帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。3、帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。4、让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。
三、情感、态度与价值观
1、利用我国的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。
2、培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。
3、初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。
教学重点
用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法
★教学难点
正确分析受力并恰当地运用正交分解法
★教学方法
创设情景一一导入课题一一实例分析一－实践体验一一交流总结
例题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内的位移。
问：l、本题研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？
2、本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？
3、FN和G在竖直方向上，它们有什么关系？
例2:一个滑雪的人质量是 75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。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）
问：本题属于那类力学问题？
人共受几个力的作用？各力方向如何？
它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是己知的？待求力是谁？
物体所受的合力沿什么方向？
解：对人进行受力分析，建立坐标系，
把重力进行正交分解得：
Gx＝mgsinθ
Gy＝mgcosθ
根据运动学规律：x＝v0t＋ at2 得：
代入已知量的数值得：a＝4m/s2
根据牛顿第二定律F＝ma，即Gx－F阻＝ma得：
F阻＝Gx－ma＝mgsinθ－ma
代入数值得：F阻＝67.5N
即：滑雪人受到的阻力是67.5N。
1
2
a＝
2（x－v0t）
t2
对比
相同之处：
①都要进行受力分析、状态分析；
②都要应用牛顿第二定律和运动学规律
不同之处：
例题1先根据受力情况确定合外力，后根据牛顿定律确定加速度，从而确定运动情况；
例题2是根据运动情况确定加速度，后根据牛顿定律确定合外力，从而确定受力情况。
两类问题
1.已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；
2.已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。
图表
受力情况F1、F2……
运动情况v0、s……
F合
a
力的合成与分解
牛顿第二定律
运动学公式
小结
l、两题都需画受力图，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G1和G2代替G，使解题方便。
一斜面AB长为10 ｍ,倾角为３０°,一质量为２kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(ｇ取10 m/s2)?
(1)若斜面与物体间的动摩擦因 数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.
(2)若给小物体一个沿斜面向下 的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少
图 2
q=30 o
A
B
m
A
G
(1)、以小物体为研究对象,其受力情况如图所示.建立直角坐标系.
小物体沿斜面即ｘ轴方向加速运动,设加速度为ax , 则ax＝ａ,物体在ｙ轴方向没有发生位移,没有加速度则ay＝０.
q=30 o
B
m
FN
x
y
m
F
sin
G
q
G1=
cos
G
q
G2=
y
N
y
x
x
ma
G
F
F
ma
F
G
F
=
-
=
=
-
=
1
2
m
q
q
m
cos
sin
mg
F
ma
F
mg
N
=
=
-
由牛顿第二定律得：
解 析
把重力Ｇ沿ｘ轴和ｙ轴方向分解：
q=30 o
A
B
m
FN
G
x
y
m
F
sin
G
q
G1=
cos
G
q
G2=
又
所以：
N
F
F
m
m
=
设小物体下滑到斜面底端时的速度为ｖ,所用时间为ｔ,小物体由静止开始匀加速下滑, 则：
由
)
cos
(sin
g
-
=
q
m
q
5
2
/
30
cos
.
0
30
(sin
10
s
m
°
×
°
×
=
)
-
2
/
67
.
0
s
m
=
cos
sin
m
mg
mg
a
-
=
q
m
q
as
v
v
t
2
2
0
2
+
=
at
v
v
t
+
=
0
由
s
m
s
m
as
v
/
7
.
3
/
10
67
.
0
2
2
=
×
×
=
=
s
s
a
v
t
5
.
5
67
.
0
7
.
3
=
=
=
得
得
解 析


(2)小物体沿斜面匀速下滑时,处于平衡状态,其加速度ａ＝０，则在图示的直角坐标系中。
N
F
F
m
m
=
所以
又
所以,小物体与斜面间的动摩擦因数
58
.
0
30
tan
tan
=
°
=
=
=
q
m
m
N
F
F
q
q
m
cos
sin
mg
F
mg
F
N
=
=
0
0
1
2
=
=
-
=
=
=
-
=
y
N
y
x
x
ma
G
F
F
ma
F
G
F
m
q=30 o
A
B
m
FN
G
x
y
m
F
sin
G
q
G1=
cos
G
q
G2=
由牛顿第二定律 得：
解 析
若给物体一定的初速度
① 当μ＝tgθ时,
物体沿斜面匀速下滑；
② 当μ＞tgθ（μmgcosθ＞mgsinθ）时,
物体沿斜面减速下滑；
③ 当μ＜tgθ（μmgcosθ＜mgsinθ）时,
物体沿斜面加速下滑.
q=30 o
A
B
m
FN
G
x
y
m
F
sin
G
q
G1=
cos
G
q
G2=
小 结


例3、如图所示，质量m=4kg的物体；静止于水平面上，它受到一个水平拉力为F=10N的作用，拉力作用一段时间t后撤去，物体继续滑行到达B点速度恰好为零，已知AB两点距离为S=10m，物体与水平面间动摩擦因数μ＝0.2，求拉力F作用的时间t是多少？

N=masinθ
B. N=m(g+asinθ)
C. f=μmg
D. f=macosθ

☆例4、如图3所示, 质量为m的人站在自动扶梯上, 人鞋与梯的动摩擦因数为μ. 扶梯倾角为θ, 若人随扶梯一起以加速度a向上运动. 梯对人的支持力N和摩擦力f分别为（ ）
BD


例5、 如图所示，小车内的地面是光滑的，左下角放一个均匀小球，右壁上挂一个相同的球，两个球的质量均为4 kg，悬挂线与右壁成37°角，小车向右加速前进．求：当右壁对A球的压力为零时，左壁对B球的压力为多大？（g取10 m/s2）

☆例6、如图所示的传递带装置，A、B两皮带轮的轮心间距离为1.5m，皮带以速度2m/s作匀速运动，现将一小物体C轻轻放到传送带的A端，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，那么需要多长时间物体C才能到达B端。
1、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内
A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东
B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置
C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末继续向东运动
D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东
巩固练习:
根据两个练习的解题过程，以及我们对应用牛顿运动定律解题方法的分析，请同学们总结出应用牛顿定律解决问题的一般步骤。
1.确定研究对象。
2.对研究对象进行受力分析与状态分析，建立正确的物理情景。
3.选取正方向，建立坐标系，根据牛顿定律列方程。
4.解方程，求结果，讨论结果的合理性。
作业 :
1、课后完成课本91页“问题与练习”中的习题。
2、课后你能否用图表的形式具体总结一下两种动力学题目的基本解题思路？
完成补偿训练、课课练page:119-122