【物理】4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》课件(新人教版必修1).ppt

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1、4.6用牛顿运动定律解决问题(一)牛顿三个运动定律的内容及公式牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反,作用在同一直线上。F合=maF=-F’复习二、运动学公式速度公式：v=vo+at位移公式：x=vot+at2导出公式：v2－vo2=2ax牛顿第二定律确定了运动和力的关系,使我们能够把

2、物体的运动情况与受力情况联系起来.因此,它在天体运动的研究、车辆的设计等许多基础科学和工程技术都有广泛的应用。由于目前知识的局限，这里让我们先从最简单的例子入手，体会这类问题的研究方法。6用牛顿运动定律解决问题(一)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。a解：对物体进行受力分析如图由图知：F合=F-f=maa=4s末的速度4s内的位移fFGFNa练习1:一个静止在水平地面上的

3、物体,质量是2Kg,在10N的拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面的夹角为370，物体与地面的动摩擦因数为0.2，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。(g取10m/s2)F370解：物体受力如图由图知：F合=F1-Ff4s末的速度4s内的位移GFNFFf由牛顿第二定律可得:FN+F2=GFf=FN则:F合=F1(G-F2)F1F2一、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

4、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)。物体运动情况运动学公式加速度a牛顿第二定律物体受力情况例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）。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，Gx=mgsin根据牛顿第二定律F＝ma，得：Gx－F阻＝ma即：F阻＝mgsinθ－

5、ma代入数值得：F阻＝67.5N即：滑雪人受到的阻力大小是67.5N。方向沿山坡向上.12a＝2（x－v0t）t2二、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)。物体运动情况运动学公式加速度a牛顿第二定律物体受力情况一、从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力物体

6、运动情况运动学公式加速度a牛顿第二定律物体受力情况物体运动情况运动学公式加速度a牛顿第二定律物体受力情况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

7、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。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。动力学问题的求解FF2F10解：依题意作图：由图可知合力F为：F=2×50cos300N=2×50×0.866N=87N解：在阻力作用下电车做匀减速运动，由匀变速直线运动规律可求出电车的加

8、速度a：电车所受的阻力：负号表示阻力的方向与初速度的方向反。υFGF1F2解：依题意作图，建立坐标，并分解G：xy0G1G2G1=mgsinθG2=mgcosθ根据牛顿第二定律可求得人下滑的加速度，滑至底端时的速度为：GFFfυ解：汽车受重力G，支持力F和摩擦力Ff的作用，如图所示。其中Ff=μF=μmg由牛顿第二定律可得，紧急刹车时的加速度为：根据运动学公式：