2019_2020学年高中物理第四章牛顿运动定律6用牛顿运动定律解决问题（一）学案新人教版必修1

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1、6　用牛顿运动定律解决问题(一)[学科素养与目标要求]　科学思维：1.明确动力学的两类基本问题.2.理解加速度是解决两类动力学基本问题的桥梁.3.熟练掌握应用牛顿运动定律解动力学问题的思路和方法．一、牛顿第二定律的作用牛顿第二定律揭示了运动和力的关系：加速度的大小与物体所受合力的大小成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与物体受到的合力的方向相同．二、两类基本问题1．根据受力情况确定运动情况如果已知物体的受力情况，则可由牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据运动学规律就可以确定物体的运动情况．2．根据运动情况确定受力情况如果已知物体的运动情况，则

2、可根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力．判断下列说法的正误．(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(　√　)(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(　×　)(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的．(　√　)(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的．(　×　)一、从受力确定运动情况一辆汽车在高速公路上正以108km/h的速度向前行驶，司机看到前方有紧急情况而刹车，已知刹车时汽车所受制动力为车重的0.5倍．则汽车刹车时的加速度是多大？汽车刹车后行驶多

3、远才能停下？汽车的刹车时间是多少？(取g＝10m/s2)答案　由kmg＝ma可得a＝＝5m/s2则汽车刹车距离为s＝＝90m.刹车时间为t＝＝6s.1．由受力情况确定运动情况的基本思路分析物体的受力情况，求出物体所受的合外力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况．流程图如下：2．由受力情况确定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，并画出物体的受力分析图．(2)根据力的合成与分解，求合力(包括大小和方向)．(3)根据牛顿第二定律列方程，求加速度．(4)结合物体运动的初始条件，选

4、择运动学公式，求运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动时间等．例1　(2019·潍坊市高一上学期期末)如图1所示，木箱在100N的拉力作用下沿粗糙水平地面以5m/s的速度匀速前进，已知木箱与地面间的动摩擦因数为0.5，拉力与水平地面的夹角为37°，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.经过一段时间后撤去拉力，求：图1(1)木箱的质量；(2)木箱匀减速运动的时间．答案　(1)22kg　(2)1s解析　(1)对木箱受力分析，由平衡条件得Fsin37°＋FN＝mgFcos37°＝FfFf＝μFN解得：m＝22kg(

5、2)木箱匀减速运动过程由牛顿第二定律和运动学公式得μmg＝ma0＝v－at解得：t＝1s针对训练1　如图2所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10N，刷子的质量为m＝0.5kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4m，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2.试求：图2(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．答案　(1)2m/s2　(2)2s解

6、析　(1)以刷子为研究对象，受力分析如图所示设杆对刷子的作用力为F，滑动摩擦力为Ff，天花板对刷子的弹力为FN，刷子所受重力为mg，由牛顿第二定律得(F－mg)sin37°－μ(F－mg)cos37°＝ma代入数据解得a＝2m/s2.(2)由运动学公式得L＝at2代入数据解得t＝2s.二、从运动情况确定受力1．由运动情况确定受力情况的基本思路分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力；再分析物体的受力情况，求出物体受到的作用力．流程图如下：2．由运动情况确定受力情况的解题步骤(1)确定研究对象，对物体进

7、行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图．(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，求出物体所受的合力．(4)选择合适的力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出待求的力．例2　一质量为m＝2kg的滑块在倾角为θ＝30°的足够长的斜面上在无外力F的情况下以加速度a＝2.5m/s2匀加速下滑．如图3所示，若用一水平向右的恒力F作用于滑块，使滑块由静止开始在0～2s内沿斜面运动的位移x＝4m．求：(g取10m/s2)图3(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数μ；(2)恒力F的大小．答案　(1)　(2)N或N解析　(1)根

8、据牛顿第二定律可得mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得μ＝.(2)使滑块沿斜面做匀加速直线运动，有加速度方向沿斜面向上和沿斜面向下两