河北省遷安一中高中物理 用牛頓定律解決問(wèn)題（一）課件 新人教版必修1

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1、用牛頓定律解決問(wèn)題（一） 例題1 一個(gè)靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是 2KG，在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4S末的速度和4S內(nèi)的位移。 問(wèn)：?jiǎn)枺簂、本題研究對(duì)象是誰(shuí)？它共受幾個(gè)力的作用？物體所受的、本題研究對(duì)象是誰(shuí)？它共受幾個(gè)力的作用？物體所受的合力沿什么方向？大小是多少？合力沿什么方向？大小是多少？ 2、本題要求計(jì)算位移和速度，而我們只會(huì)解決勻變速運(yùn)動(dòng)問(wèn)、本題要求計(jì)算位移和速度，而我們只會(huì)解決勻變速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？依據(jù)是什么？題。這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？依據(jù)是什么？ 3、FN和和G在豎直方向上，它們有什

2、么關(guān)系？在豎直方向上，它們有什么關(guān)系？例2:一個(gè)滑雪的人質(zhì)量是 75 KG，以V02M/S的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角30。在 T5S的時(shí)間內(nèi)滑下的路程X60M，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力） 問(wèn)：本題屬于那類力學(xué)問(wèn)題？問(wèn)：本題屬于那類力學(xué)問(wèn)題？ 人共受幾個(gè)力的作用？各力方向如何？人共受幾個(gè)力的作用？各力方向如何？ 它們之中哪個(gè)力是待求量？哪個(gè)力實(shí)際上是己知的？它們之中哪個(gè)力是待求量？哪個(gè)力實(shí)際上是己知的？待求力是誰(shuí)？待求力是誰(shuí)？ 物體所受的合力沿什么方向？物體所受的合力沿什么方向？12a a2（xv0t）t2對(duì)比 相同之處相同之處： 都要進(jìn)行受力分析、狀態(tài)分析；都要進(jìn)行受力

3、分析、狀態(tài)分析； 都要應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律都要應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律 不同之處：不同之處： 例題例題1 1先根據(jù)受力情況確定合外力，后根先根據(jù)受力情況確定合外力，后根據(jù)牛頓定律確定加速度，從而確定運(yùn)動(dòng)情況；據(jù)牛頓定律確定加速度，從而確定運(yùn)動(dòng)情況； 例題例題2 2是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定加速度，后根是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定加速度，后根據(jù)牛頓定律確定合外力，從而確定受力情況。據(jù)牛頓定律確定合外力，從而確定受力情況。兩類問(wèn)題 1.1.已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況；已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況； 2.2.已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體的受力情況。已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體的受力情

4、況。圖表受力情況F1、F2運(yùn)動(dòng)情況v0、sF合a力的合成與分解牛頓第二定律運(yùn)動(dòng)學(xué)公式小結(jié) l、兩題都需畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)、兩題都需畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例學(xué)公式，畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例1先用牛頓第二定律求加速度，而例先用牛頓第二定律求加速度，而例2先用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求先用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度。加速度。 2、例、例2中物體受力方向較為復(fù)雜，建立平面直角坐標(biāo)中物體受力方向較為復(fù)雜，建立平面直角坐標(biāo)系后，就可以用系后，就可以用G1和和G2代替代替G，使解題方便。，使解題方便。一斜面一斜面AB長(zhǎng)為長(zhǎng)為10 ,傾角為傾

5、角為,一質(zhì)量為一質(zhì)量為kg的小的小物體物體(大小不計(jì)大小不計(jì))從斜面頂端從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑點(diǎn)由靜止開始下滑,如圖所如圖所示示(取取10 m/s2) (1)若斜面與物體間的動(dòng)摩擦因若斜面與物體間的動(dòng)摩擦因 數(shù)為數(shù)為0.5,求小物體下滑到斜面底端求小物體下滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間.(2)若給小物體一個(gè)沿斜面向下若給小物體一個(gè)沿斜面向下 的初速度的初速度,恰能沿斜面勻速下滑恰能沿斜面勻速下滑,則小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)則小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少是多少?圖圖 2q=30 oABmAG(1)、以小物體為研究對(duì)象、以小物體為研究對(duì)象,其受力情況如圖所示其受

6、力情況如圖所示.建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系. 小物體沿斜面即小物體沿斜面即軸方向加軸方向加速運(yùn)動(dòng)速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為設(shè)加速度為ax , 則則ax,物體在軸方向沒(méi)有發(fā)物體在軸方向沒(méi)有發(fā)生位移生位移,沒(méi)有加速度則沒(méi)有加速度則ay.解析：解析：q=30 oBmFNxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=yNyxxmaGFFmaFGF= =- -= = =- -= =12m mq qq qm mcossinmgFmaFmgN= = =- -由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：解解 析析把重力把重力沿沿軸和軸和軸方向分解：軸方向分解：q=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=c

7、osGq qG2=又又所以：所以：NFFm mm m= =設(shè)小物體下滑到斜面底端時(shí)的速度為設(shè)小物體下滑到斜面底端時(shí)的速度為,所用時(shí)間為所用時(shí)間為,小物體由靜小物體由靜止開始勻加速下滑止開始勻加速下滑, 則：則：由由)cos(sing- -= =q qm mq q52/30cos.030(sin10sm= =)- -2/67.0sm= =cossinmmgmga- -= =q qm mq qasvvt2202+ += =atvvt+ += =0由由smsmasv/7 . 3/1067. 022= = = =ssavt5.567.07.3= = = =得得得得解解 析析(2)小物體沿斜面勻速下滑時(shí)

8、小物體沿斜面勻速下滑時(shí),處于平衡狀態(tài)處于平衡狀態(tài),其加速度其加速度，則在圖示的直角坐標(biāo)系中。則在圖示的直角坐標(biāo)系中。NFFm mm m= =所以所以又又所以所以,小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)58.030tantan= = = = =q qm mm mNFFq qq qm mcossinmgFmgFN= = =0012= = =- -= = = =- -= =yNyxxmaGFFmaFGFm mq=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=由牛頓第二定律由牛頓第二定律 得：得：解解 析析若給物體一定的初速度若給物體一定的初速度 當(dāng)當(dāng)tg時(shí)時(shí),

9、物體沿斜面勻速下滑；物體沿斜面勻速下滑； 當(dāng)當(dāng)tg（mgcosmgsin）時(shí)）時(shí),物體沿斜面減速下滑；物體沿斜面減速下滑； 當(dāng)當(dāng)tg（mgcosmgsin）時(shí)）時(shí),物體沿斜面加速下滑物體沿斜面加速下滑.q=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2= 小小 結(jié)結(jié) 例例3、如圖所示，質(zhì)量、如圖所示，質(zhì)量m=4kg的物體；靜止于水平面上，它的物體；靜止于水平面上，它受到一個(gè)水平拉力為受到一個(gè)水平拉力為F=10N的作用，拉力作用一段時(shí)間的作用，拉力作用一段時(shí)間t后撤后撤去，物體繼續(xù)滑行到達(dá)去，物體繼續(xù)滑行到達(dá)B點(diǎn)速度恰好為零，已知點(diǎn)速度恰好為零，已知AB兩點(diǎn)距離兩點(diǎn)距離為

10、為S=10m，物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)，物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，求拉力，求拉力F作作用的時(shí)間用的時(shí)間t是多少？是多少？ A.N=masin B. N=m(g+asin)C. f=mg D. f=macos 例例4、如圖、如圖3所示所示, 質(zhì)量為質(zhì)量為m的人站在自動(dòng)扶梯上的人站在自動(dòng)扶梯上, 人鞋與梯的動(dòng)摩擦因數(shù)為人鞋與梯的動(dòng)摩擦因數(shù)為. 扶梯傾角為扶梯傾角為, 若人隨若人隨扶梯一起以加速度扶梯一起以加速度a向上運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng). 梯對(duì)人的支持力梯對(duì)人的支持力N和和摩擦力摩擦力f分別為（分別為（ ）BD 例例5、 如圖所示，小車內(nèi)的地面是光滑的，左如圖所示，小車內(nèi)的地面是光滑的，左下角放一個(gè)

11、均勻小球，右壁上掛一個(gè)相同的球，下角放一個(gè)均勻小球，右壁上掛一個(gè)相同的球，兩個(gè)球的質(zhì)量均為兩個(gè)球的質(zhì)量均為4 kg，懸掛線與右壁成，懸掛線與右壁成37角，小車向右加速前進(jìn)求：當(dāng)右壁對(duì)角，小車向右加速前進(jìn)求：當(dāng)右壁對(duì)A球的球的壓力為零時(shí)，左壁對(duì)壓力為零時(shí)，左壁對(duì)B球的壓力為多大？（球的壓力為多大？（g取取10 m/s2） 例例6、如圖所示的傳遞帶裝置，、如圖所示的傳遞帶裝置，A、B兩皮帶輪的兩皮帶輪的輪心間距離為輪心間距離為1.5m，皮帶以速度，皮帶以速度2m/s作勻速運(yùn)動(dòng)，作勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一小物體現(xiàn)將一小物體C輕輕放到傳送帶的輕輕放到傳送帶的A端，已知物體端，已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為與

12、傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，那么需要多長(zhǎng)時(shí)，那么需要多長(zhǎng)時(shí)間物體間物體C才能到達(dá)才能到達(dá)B端。端。 1、一個(gè)物體放在光滑水平面上，初速為零，先對(duì)物體施加、一個(gè)物體放在光滑水平面上，初速為零，先對(duì)物體施加一向東的恒力一向東的恒力F，歷時(shí)，歷時(shí)1秒，隨即把此力改變?yōu)橄蛭?，大小不秒，隨即把此力改變?yōu)橄蛭鳎笮〔蛔?，歷時(shí)變，歷時(shí)1秒鐘，接著又把此力改為向東，大小不變，歷時(shí)秒鐘，接著又把此力改為向東，大小不變，歷時(shí)1秒鐘，如此反復(fù)只改變力的方向，共歷時(shí)秒鐘，如此反復(fù)只改變力的方向，共歷時(shí)1分鐘，在此分鐘，在此1分鐘分鐘內(nèi)內(nèi) A物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在1分鐘末

13、靜止于分鐘末靜止于初始位置之東初始位置之東 B物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在1分鐘末靜止于初分鐘末靜止于初始位置始位置 C物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，在1分鐘末繼續(xù)向分鐘末繼續(xù)向東運(yùn)動(dòng)?xùn)|運(yùn)動(dòng) D物體一直向東運(yùn)動(dòng)，從不向西運(yùn)動(dòng)，在物體一直向東運(yùn)動(dòng)，從不向西運(yùn)動(dòng)，在1分鐘末靜止于分鐘末靜止于初始位置之東初始位置之東鞏固練習(xí)鞏固練習(xí): 根據(jù)兩個(gè)練習(xí)的解題過(guò)程，以及我們對(duì)應(yīng)用牛根據(jù)兩個(gè)練習(xí)的解題過(guò)程，以及我們對(duì)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題方法的分析，請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)出頓運(yùn)動(dòng)定律解題方法的分析，請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)出應(yīng)用牛頓定律解決問(wèn)題的一般步驟。

14、應(yīng)用牛頓定律解決問(wèn)題的一般步驟。 1.確定研究對(duì)象。確定研究對(duì)象。 2.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析與狀態(tài)分析，建立對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析與狀態(tài)分析，建立正確的物理情景。正確的物理情景。 3.選取正方向，建立坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓定律列選取正方向，建立坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓定律列方程。方程。 4.解方程，求結(jié)果，討論結(jié)果的合理性。解方程，求結(jié)果，討論結(jié)果的合理性。作業(yè)作業(yè) : 1、課后完成課本、課后完成課本91頁(yè)頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí)”中的習(xí)題。中的習(xí)題。 2、課后你能否用圖表的形式具體總結(jié)一下兩種動(dòng)力學(xué)題、課后你能否用圖表的形式具體總結(jié)一下兩種動(dòng)力學(xué)題目的基本解題思路？目的基本解題思路？ 完成補(bǔ)償訓(xùn)練、課課練完成補(bǔ)償訓(xùn)練、課課練page:119-122