2019_2020学年高中物理4.6用牛顿运动定律解决问题（一）教案新人教版必修1

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1、6．用牛顿运动定律解决问题(一)知识纲要导引核心素养目标(1)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．(2)会用牛顿运动定律解决两类动力学问题．(3)应用牛顿运动定律解答实际生活中的问题.知识点一　从受力确定运动情况1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来．2．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规律确定物体的运动情况.思考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20m/s的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为多少？提示：Ff＝mg由牛顿第二定律得mg＝m

2、a，所以a＝g由v2－v＝2ax得，x＝m＝20m知识点二　从运动情况确定受力情况1．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求出物体所受的合外力，进而知道物体受到其他力的情况．2．思路流程：思考2行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带．假定乘客质量为70kg，汽车车速为90km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5s，安全带对乘客的作用力大小约为多少？(不计人与座椅间的摩擦)提示：v0＝90km/h＝25m/s由v＝v0＋at得，a＝＝m/s＝5m/s2由F

3、＝ma得F＝ma＝70×5N＝350N(1)力和运动联系的桥梁——加速度．(2)解题基础：受力分析、运动过程分析．核心一　根据受力确定运动情况1．解题思路说明：受力分析与运动过程分析是前提，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁．2.根据物体的受力确定物体运动情况的解题步骤：(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图．(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)．(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度．(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．从受力情况确

4、定运动情况应注意(1)正方向的选取：通常选取加速度的方向为正方向，与正方向同向的力取正值，与正方向反向的力取负值．(2)方程的形式：牛顿第二定律F＝ma，体现了力是产生加速度的原因，方程式不写成F－ma＝0的形式．(3)单位制：求解时F、m、a采用国际单位制．例1　[2019·江苏连云港高一期末]滑草是近几年流行的一项运动，和滑雪一样能给运动者带来动感和刺激．如图甲为某一娱乐场中的滑草场地，图乙为其示意图，其中斜坡轨道AB长为64m，倾角为37°，轨道BC为足够长的水平草地．一滑行者坐在滑草盆中自顶端A处由静止滑下，滑草盆与整个滑草轨道间的动摩擦因数均为0.5，忽略轨道连接处

5、的速率变化及空气阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)滑草者及草盆在AB段的加速度大小：(2)滑到B点时的速度大小；(3)滑草者及草盆在水平轨道上滑行的最远距离．【解析】　(1)由牛顿第二定律：mgsin37°－μmgcos37°＝ma1得a1＝2m/s2.(2)由运动学公式：v＝2a1L1得vB＝m/s＝16m/s.(3)在水平轨道上：μmg＝ma2得a2＝μg＝5m/s2而v＝2a2x得x＝＝25.6m.【答案】　(1)2m/s　(2)16m/s　(3)25.6m训练1　一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在10N的水平拉力作

6、用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的动摩擦因数是0.2，g取10m/s2.求：(1)物体在4s末的速度；(2)物体在4s内发生的位移．解析：(1)设物体所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma1①FN＝mg②又Ff＝μFN③联立①②③式得a1＝④a1＝3m/s2⑤设物体4s末的速度为v1，则v1＝a1t⑥联立⑤⑥式得v1＝12m/s⑦(2)设4s内发生的位移为x1，则x1＝a1t2⑧联立⑤⑧式得x1＝24m⑨答案：(1)12m/s　(2)24m核心二　已知物体的运动情况求受到的力1．解题思路：2．根据物体运动情况确定物体受力情

7、况的解题步骤：(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出物体的受力图．(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力．(4)根据力的合成和分解方法，求出所需求解的力．例2　某航空公司的一架客机，在正常航线上飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在10s内下降1800m，使众多乘客和机组人员受到伤害，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动．(1)求飞机在竖直方向上产生的加速度为多大？(2)试估算质量为65kg